霧(wu)霾問題，嚴重威(wei)脅人們的(de)健康(kang)和生活質量，為了尋求(qiu)解(jie)決(jue)方案，科學家(jia)們開始尋求(qiu)各種可能的(de)對策(ce)，其中之一就是從奶(nai)(nai)牛場中尋找突破口。這聽起來可能有(you)些奇怪，但事實(shi)上，氨氣是霧(wu)霾形成的(de)一個重要(yao)因素，而(er)奶(nai)(nai)牛場和氨氣之間存(cun)在(zai)著奇妙的(de)關聯。

NH₃氨氣（Ammonia）

氨(an)是大氣中的(de)主要(yao)堿性物質，是細顆粒物的(de)重要(yao)前驅體。它可以(yi)與硫酸鹽和(he)硝(xiao)酸鹽或其他化合物反(fan)應生成(cheng)細顆粒物，造成(cheng)各種環境和(he)健康問題(ti)。氨(an)沉降對于土壤酸化及水(shui)體富(fu)營養化也具有重要(yao)影響。

人們越來(lai)越關注氨排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)，以建立準(zhun)確(que)的(de)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)清(qing)單并制定合理(li)的(de)減排(pai)(pai)措(cuo)施。然(ran)而世界范圍內許多氨排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)清(qing)單的(de)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)因(yin)子（EFs）和活(huo)動(dong)數據存(cun)在很(hen)大的(de)不確(que)定性。中(zhong)國(guo)是(shi)氨排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)的(de)重要(yao)源(yuan)，約(yue)占亞洲總(zong)(zong)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)的(de)55%，約(yue)占全(quan)球(qiu)總(zong)(zong)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)的(de)20%。而農業是(shi)最重要(yao)的(de)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)源(yuan)，畜(chu)牧業氨排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)占人為總(zong)(zong)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)的(de)50%以上。因(yin)此，準(zhun)確(que)量化其排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)(fang)特(te)征顯得尤為重要(yao)。

科研團隊為此開展研究

北京大學環境(jing)科學與工程學院蔡旭暉研究團隊于(yu)2016.6.29-7.18（2016S，探索階段）、2016.12.16-2017.1.10（2016W）、2018.6.1-7.2（2018S）三個(ge)(ge)試(shi)驗階段在(zai)北京西北郊區(qu)的(de)(de)一個(ge)(ge)開放(fang)式奶(nai)(nai)(nai)牛(niu)場（403±5頭荷斯(si)坦(tan)奶(nai)(nai)(nai)牛(niu)，自由走動，具有“華北平(ping)原農(nong)場規(gui)模和奶(nai)(nai)(nai)牛(niu)類型(xing)”的(de)(de)代表性(xing)）利用微氣象(xiang)方(fang)法估算(suan)了華北平(ping)原典型(xing)奶(nai)(nai)(nai)牛(niu)場的(de)(de)氨(an)(an)排放(fang)量。使用定(ding)制的(de)(de)9 m可伸縮塔作(zuo)為(wei)每個(ge)(ge)觀測點(dian)的(de)(de)觀測平(ping)臺(tai)，所有儀器均安裝(zhuang)在(zai)塔上(shang)，距地面高度(du)大致相同（8 m）。測量了NH3濃度(du)、氣象(xiang)參數（風速和風向(xiang)、氣溫(wen)、濕(shi)度(du)）、湍流(liu)變(bian)量，經過嚴格(ge)的(de)(de)質(zhi)量控制和篩選后，利用Inverse dispersion method（IDM）和分析足跡模型(xing)確定(ding)氨(an)(an)排放(fang)率(lv)，并確定(ding)奶(nai)(nai)(nai)牛(niu)場的(de)(de)排放(fang)因子。

NH₃排放測量：

利(li)用(yong)Picarro G2103氨氣分析儀以2s的采樣率測量NH₃濃度。Teflon管與分析儀相連，另一端連接到防水杯上，固定在塔上，出口向下。未使用過濾器。管總長度約為9m，樣品流速約為1.0 slpm。在2016W和2018S試驗中，使用恒溫加熱帶加熱氣路，以消除采樣管內的水蒸氣凝結，減少氨吸附。

結論

從(cong)實驗結果可以(yi)看出，氨排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量(liang)日變(bian)化比(bi)較(jiao)合理。中午排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)率(lv)峰值約為(wei)40 μg m-2 s-1，夜間約為(wei)20 μg m-2 s-1。相對較(jiao)低的(de)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)率(lv)和較(jiao)短的(de)白天持續時間導(dao)(dao)致冬季日平(ping)均排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)率(lv)低于(yu)(yu)夏(xia)季。整(zheng)個奶牛(niu)場冬季和夏(xia)季的(de)總排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)量(liang)分別為(wei)0.38±0.13 g s-1和0.46±0.10 g s-1 ，相當(dang)于(yu)(yu)冬季20±7 μg m-2 s-1和夏(xia)季24±6 μg m-2 s-1的(de)平(ping)均排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)率(lv)。奶牛(niu)場排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)因子為(wei)冬季82±27 g head-1 d-1和夏(xia)季99±23 g head-1 d-1。與中國(guo)及其他(ta)以(yi)往的(de)研究結果相當(dang)。源分布的(de)復雜性(xing)(xing)、湍流的(de)擾動(dong)、模(mo)型簡化和數據篩選都會(hui)導(dao)(dao)致結果的(de)不(bu)確定性(xing)(xing)。作者(zhe)建議未來需要開展更多工(gong)作來減少這些(xie)不(bu)確定性(xing)(xing)。

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