2024年1月19日，Current Pollution Reports杂志在线发表了中央民族大学生命与环境科学学院林伟立教授研究小组题为“Sources, Variations, and Effects on Air Quality of Atmospheric Ammonia”的综述文章。氨(NH₃)是大气中含量最丰富的碱性微量气体，在大气颗粒物形成和生态系统氮循环中起着至关重要的作用。该文章全面综述了有关大气NH₃来源、变化特征和对PM_2.5生成的贡献。

01.大气NH₃来源

大气NH₃既有自然来源，也有人为来源。自然源包括植被、土壤和海洋；人为源不仅包括农业源，如畜禽养殖和施肥，还包括非农业源，如合成NH₃生产、氮肥工业、人类粪便、生物质燃烧、化石燃料燃烧、污水处理、垃圾填埋和运输等。目前，各国的排放清单研究都表明农业源占NH₃排放的主导。

然而，越来越多的研究证明了非农业排放对大气NH₃浓度的重大影响。目前，对非农业来源的研究主要集中在城市地区，城市地区大气NH₃的来源往往更为复杂。非农业来源的贡献，特别是交通来源正变得越来越突出。有研究认为，在城市地区测量到的NH₃排放中有33%-61%可归因于交通排放。由于不同排放源释放的大气NH₃在氮同位素组成(δ¹⁵N- NH₃)上表现出明显的差异，同位素技术可用于NH₃源分配。近年来，基于同位素分析的研究为非农业来源的重要作用提供了更有力的支持。但目前的一些研究却认为生物源（主要是绿地）在城市的NH₃排放中占主导地位。大气NH₃的来源还有待进一步研究。

02.大气NH₃的变化特征

1979年，人们首次实现了气态NH₃的地表监测。随着NH₃监测仪器的发展，人们对大气NH₃时空变化特征的研究日益深入。目前的研究已经确定了全球NH₃的排放热点，包括欧洲、非洲、北美和亚洲。目前，大气NH3的观测主要集中在欧洲、北美和亚洲地区，但南美、大洋洲和非洲大气NH₃的观测研究仍然相对较少。为了全面了解大气NH₃的空间变化，并印证卫星观测的结果，有必要在其他地区进行更多的地面观测。此外，不同类型地区NH₃的同步观测很少，这可能限制了我们对大气NH₃来源和输送的认识。

图1 全球不同城市NH₃混合比浓度

许多地区已经建立起NH₃的观测网络。在欧盟和北美的研究中均发现了大气NH₃排放稳定或减少的背景下NH₃浓度的增加。可能归因于对SO₂和NO_x浓度的控制以及环境温度的升高，但NH₃排放清单的不确定性也可能影响分析结果。

除了观测到的NH₃排放和浓度趋势不同以外，不同类型地区大气NH₃的季节和日变化特征的机制尚不清楚。目前，必须加强对大气NH₃源和汇的认识，并继续研究NH₃的时间变化特征及原因。

03.大气NH₃对PM_2.5形成的影响

NH₃是是PM_2.5形成的重要前体物，作为大气酸性组分的主要中和剂，NH₃可与酸性气体反应形成二次无机气溶胶。NH₃除了与酸性物质相互作用外，还参与棕碳的二次生成，增强了大气气溶胶的吸光能力。NH₃在新粒子的形成中也起着至关重要的作用，这一过程是大气气溶胶粒子的主要来源。

目前，控制NH₃浓度被认为是控制PM_2.5的有效方法，与控制其它污染物的排放相比，大气NH₃有着更加优越的减排效益。然而，一些研究也认为大气NH₃减排的环境效益不如酸性气体，特别是在农业密集地区。NH₃减排控制颗粒物的作用仍存在争议。因此，有必要进一步讨论制定适合各地区的减排政策，使控制NH₃排放的环境效益和经济效益最大化。

结论

本文综述了大气NH₃的来源和变化特征的最新知识，强调了控制大气NH₃排放的必要性。然而，在了解大气NH₃的来源、趋势和影响方面仍然存在知识空白。因此，有必要进一步研究大气NH₃浓度的影响因素和环境效应，为制定有效的NH₃控制策略提供科学依据。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40726-023-00291-6