卫星数据看透全球氨污染热点

肉类生产是氨排放的一个重要来源。照片来源:Melanie blonding/alam ystock photo

氨是烟雾的一个重要成分，已经成为一个日益严重的问题。科学家们一直试图详细追踪动物养殖场和化肥厂等来源的氨排放。今天，最近一篇论文中描述的卫星数据可能有助于他们澄清和测量氨的热点。

爱丁堡大学水文中心的环境物理学家马克·萨顿(Mark Sutton)说，与烟煤、臭氧和其他污染物相比，氨在研究和空气质量监督方面都没有得到应有的重视。困难之一是如何衡量它。通常，这种化学物质不能在大气中停留一天，然后它与其他分子相互作用，变成粒子。因此，即使使用地面仪器，也不容易测量氨浓度。例如，阿姆斯特丹*大学的氮专家简·威廉·埃里斯曼(Jan Willem Erisman)说，在荷兰，尽管有大量的监测点，“我们仍然不能完全理解它”。

遥感专家长期以来一直怀疑氨是否能用卫星测量，部分原因是它的浓度太低。

"这是我们从未想过可以从太空测量的污染物之一。"法国国家研究机构CNRS的物理学家凯茜·克莱鲍克斯说。克莱鲍克斯监管一个名为红外大气探测干涉仪(IASI)的卫星仪器。该设备可以很容易地测量甲烷和臭氧等分子的浓度。与此同时，自2007年第一个IASI发射以来的几年里，克莱伯和他的同事们已经绘制出了氨的主要来源的初步地图，比如大火产生的烟雾。然而，克莱鲍克斯说，“结果非常粗略”。

现在，由于一种处理9年数据的聪明方法，他们已经更好地完善了地图。在一份几乎全球性的氨排放地图的帮助下，比利时布鲁塞尔*大学的马丁·范·达姆着手确定最密集排放的来源。范达姆通过检查谷歌地球和其他来源的图像，确定了83个农业污染源。大多数是牛、猪或鸡集中的地方。在那里，氨从动物粪便池中逸出。另外130个热点是使用氨生产肥料的工厂。研究人员在最近出版的《自然》杂志上报道了这一发现。在这张地图覆盖的其他大片地区，如印度和巴基斯坦的中部平原，氨是从施于田地的肥料或化肥中释放出来的。

最新的研究可能有助于填补全球大气研究排放数据库(EDGAR)的空白。埃德加收集了最全面的空气污染记录，由位于意大利伊斯普拉的欧盟联合研究中心管理。EDGAR中的数据用于各种计算机模型，以评估氨的环境影响和污染的长距离运输。大多数氨的热点从EDGAR中“消失”了，它依赖于来自不同国家的数据。此外，该数据热点中列出的氨排放值通常比卫星数据中的值低得多。Clerbaux说，这种不一致的部分原因可能是难以从地面测量氨。同时，一些国家可能没有要求报告氨排放的系统。

当然，卫星测量也有局限性。例如，IASI不能“看穿”云，需要地面和大气之间的温差。这使得从某些地方收集数据非常困难。萨顿说，就目前而言，这些数据比绝对排放量更适合评估氨的相对变化。

在欧盟，氨占空气污染颗粒物的60%。为此，欧盟设定了到2020年氨排放量比2005年减少6%的目标。然而，随着肥料的使用和肉类产量的增加，氨的浓度也在增加。萨顿认为，通过卫星监测进展“将侧重于减少氨的排放”(宗华)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0747-1

中国科学新闻(2018-12-18第三版国际版)