Environ Sci & Technol:氨汙染對農業「副作用」不容小覷

2021-01-08 生物谷

談及美國的貿易收支,農業是一個不得不說的亮點。美國農產品出口產值在過去十年增長了一倍,但當貨輪滿載玉米、小麥、豬肉駛往外國港口時,很多汙染物也被遺留下來,其中之一就是氨——農場肥料所包含的氨或是家畜尿液、糞肥所產生的氨會釋放到大氣中。氨會和其他空氣汙染物發生反應,產生微小粒子。這些顆粒隨呼吸進入人體並沉積在肺部,引發哮喘、支氣管炎和心臟病。

一項新分析顯示,氨對美國人健康造成的損害比預期更嚴重。氨汙染可引起居民過早死亡,其所造成的經濟損失甚至超過農民獲得的利潤。一些分析家認為,這些驚人數字凸顯出美國對農業排放實施更嚴格監管和審查農產品補貼的必要性。耶魯大學經濟學家Robert Mendelsohn 說:「如果農業造成的汙染讓我們的生活變得更糟糕,這非常可悲。」波士頓市美國東北州際協調空氣使用管理機構首席科學家Paul Miller說:「氨可能成為公共健康保護領域下一個研究重點。」

儘管機動車和野火也會產生氨,但進入空氣中的氨主要來自農業。在全世界範圍內,氨排放量不斷增長,且很大程度上是不受管制的。氨分子和氮氧化物或硫氧化物(NOx和SOx)發生反應後生成的微粒物質的當量直徑小於2.5 微米(PM2.5)——這是危害最大的一種細顆粒物。

2003年完成的一項針對北卡羅來納州迅速發展的養豬業的大規模研究發現,與其他農業汙染物相比,因氨汙染導致的健康受損從而造成的經濟損失更大。領導該研究的羅利市北卡羅來納州立大學的C. M. Williams說:「這令人震驚。」其他研究者通過計算得出,平均而言,美國每公斤氨的健康成本在10~73美元。哈佛大學大氣化學家Fabien Paulot和Daniel Jacob開發出一種新模型,能夠發現氨何時何地來源於何種農業生產活動。該模型還考慮了溫度、溼度、NOx和SOx的含量等因素。博爾德市科羅拉多大學空氣品質建模員Daven Henze說:「相較於過去完成的模型,該模型前進了一大步。」

Paulot和Jacob利用他們的模型計算出多大比例的氨和PM2.5 來自美國食品出口。接下來,他們利用美國環境保護署開發的方程式計算其造成的健康影響和相關經濟成本——通過詢問調查對象願意出多少錢降低因氨汙染而過早死亡的風險。每年,因長期接觸PM2.5及相關汙染物而過早死亡的人數約為5100,研究人員將該結果在線發布於《環境科學與技術》上。儘管不同區域的健康成本有顯著不同,但城市是重災區,這緣於NOx濃度高和人口密集。總體而言,氨汙染造成的影響是令人瞠目的:每公斤氨的健康成本是100美元,或者說每年360億美元。與此相反,美國出口食品淨值僅為235億美元。

一些專家對這些數字表示懷疑,指出新空氣汙染模型尚未經過同行評審,且不同類型的PM2.5化學成分對健康的影響仍沒有定論。華盛頓市肥料研究所Kathy Mathers說:「氨汙染似乎不是毒副反應的驅動力。」佛蒙特州米德爾伯裡學院經濟學家Nicholas Muller擔心,如果將其他農業大氣汙染物(諸如柴油機產生的PM2.5)也納入評測範圍,與農業相關的健康成本實際上可能更高。Muller說:「該研究提供了更多證據表明,在某些情況下,更嚴格的控制可能是合情合理的。」

到目前為止,美國監管部門一直忽視氨汙染所造成的負面影響,因為用氨阻斷來自發電廠的SOx和NOx是一種便宜又簡便的方式。結果是,人口稠密的東北部州必須遵照美國環保署針對PM2.5的限制,即使它們位於許多發電廠的下風向。但這些州同時也是主要農業區域的下風向。如果其PM2.5標準被嚴控,那麼氨很有可能成為監管者的下一個目標。

讓畜牧養殖業和乳製品業遠離城市或許是此事最大的收益。更優化的管理實踐也能減少對肥料和家畜造成的損失。Williams說,在北卡羅來納州,他鼓勵很多養豬農民開始思考如何利用糞肥發電,進而有效減少氨汙染。(生物谷Bioon.com)

生物谷推薦的英文摘要

Environmental Science & Technology            DOI: 10.1021/es4034793

Hidden Cost of U.S. Agricultural Exports: Particulate Matter from Ammonia Emissions

Fabien Paulot * and Daniel J. Jacob

We use a model of agricultural sources of ammonia (NH3) coupled to a chemical transport model to estimate the impact of U.S. food export on particulate matter concentrations (PM2.5). We find that food export accounts for 11% of total U.S. NH3 emissions (13% of agricultural emissions) and that it increases the population-weighted exposure of the U.S. population to PM2.5 by 0.36 μg m–3 on average. Our estimate is sensitive to the proper representation of the impact of NH3 on ammonium nitrate, which reflects the interplay between agricultural (NH3) and combustion emissions (NO, SO2). Eliminating NH3 emissions from food export would achieve greater health benefits than the reduction of the National Ambient Air Quality Standards for PM2.5 from 15 to 12 μg m–3. Valuation of the increased premature mortality associated with PM2.5 from food export (36 billion US$ (2006) per year) amounts to 50% of the gross food export value. Livestock operations in densely populated areas have particularly large health costs. Decreasing SO2 and NOx emissions will indirectly reduce health impact of food export as an ancillary benefit.

相關焦點

  • 化學物質對農業生產的影響不容小覷,謹慎用藥
    化學物質對農業生產的影響不容小覷,謹慎用藥現在很多東西都不需要人們親力親為了,有各種機器,智能設備啊可以使用,農業生產也是基本機械化了,但是農業生產只有機械是遠遠不夠的,比如雜草、害蟲都需要利用除草劑和殺蟲劑解決。
  • 農業氨減排迫在眉睫,心連心高效尿素助力全國氨減排
    9月10日,由邯鄲市農業農村局土壤肥料站主辦,曲周縣農業農村局、中國農業大學曲周實驗站承辦的「邯鄲市化肥減量增效暨氨減排項目觀摩研討會議」在曲周召開。邯鄲市各縣(市、區)農業農村局領導、土肥站長,中國農業大學教授及各地種植大戶等百餘人參加了會議,共同觀看了新型脲酶抑制劑氮肥在玉米上的應用效果,就進一步推進農業氨減排工作進行了交流和研討。  近年來,我國每年氨排放量在1200萬-1500萬噸之間,其排放強度是歐盟和美國的4-5倍。其中,近90%的氨排放來自農業源,農業大量施用氮肥是氨汙染最大來源。
  • 接觸久了,才能看清本質,實力不容小覷的生肖
    尤其是這2大生肖屬相的人,他們表面上愛玩愛鬧,整天無所事事,但其實很有頭腦,實力不容小覷。可其實他們的腦袋瓜子是很聰明的,思維活躍,又很會隨機應變,實力不容小覷。但是他們不介意被誤會,尤其是對那些剛接觸不久的人,他們不想解釋,也懶得去解釋,怎麼看都無所謂。說實話,屬猴的人確實玩心很重,但他們也很有分寸,不會做些荒唐事,接觸久了,就會知道,他們其實也可以很穩重沉著。
  • 2021泰晤士世界大學排名出爐,南昆士蘭大學的科研實力不容小覷!
    科研實力不容小覷南昆士蘭大學一直以來都積極了解企業所面臨的實際問題,並與企業緊密合作,開發新的技術,強化科研成果,並將科研成果應用於實際獲得的利益。南昆士蘭大學擁有世界級的研究所,擁有獨一無二,最先進的設施:包括肯特山天文臺,這是美國宇航局(NASA)在南半球進行行星搜尋任務的重要成員之一。
  • 農村這植物外形奇特,被稱為「蜘蛛抱蛋」,它的功效當真不容小覷
    農村這植物外形奇特,被稱為「蜘蛛抱蛋」,它的功效當真不容小覷在農村,以前物質條件不充裕的時候,很多現象都無法解釋清楚,但隨著科學進步,很多謎題也迎刃而解,就比如說這種植物,以前農村人把它稱為「蜘蛛抱蛋」,對於這種植物還有過很多神奇的說法,很多人說它包治百病
  • 表面張力:一種不容小覷的力量
    原標題:表面張力:一種不容小覷的力量 科學家解密水的「皮膚」 一個簡單的物理現象不僅能使人們理解微觀世界的奧秘,還能幫助人們化解世界難題。例如,表面張力使得人類病原體和農業病原體能通過微小的水滴遠距離傳播。 讓植物擁有「肌肉」 植物沒有肌肉組織,但對一些植物來說,表面張力可以起到肌肉的作用。以牻牛兒苗屬植物為例,其果實與鳥類的喙很相似。在果實內部,每顆種子都能生長出幾釐米長的芒,這種枝條狀的「尾巴」有兩大作用。
  • 太陽爆發出巨大耀斑,它的能量不容小覷,人類該怎麼辦?
    太陽表面發生異變,爆發出太陽耀斑,它的能量不容小覷!雖然這種現象只持續了幾分鐘,但它的能量不容小覷,它的爆發能量大約有幾十億顆氫彈爆炸釋放出的力量,可見它的威力人類不能低估,科學家能夠很明顯的觀測到,太陽一直不太活躍,這場大爆炸讓太陽重新活了過來,如果下一次太陽在發生大爆炸後,會直接影響地球在太陽系中發射的衛星。
  • 央視嘗試製作流行音樂演唱會,節目單公開,嘉賓陣容不容小覷
    任賢齊並不是流量藝人,甚至因為年齡的緣故,任賢齊在娛樂圈的存在感也在不斷降低,但了解任賢齊的觀眾都知道,這位歌手的歌唱能力不容小覷,所以央視依然選擇邀請他,任賢齊也會在舞臺上表演《浪花一朵朵》《我是一隻魚》等代表作。《唱過夏天》的邀請名單中,真正能夠被稱為一線明星的嘉賓是鄭雲龍,無論是從歌唱實力還是人氣來講,鄭雲龍都算是一線歌手,有他出現的演唱會自然也會更加引人關注。
  • 搞笑瘋人:看不見的敵人最可怕,花木蘭似乎感覺到對方的實力不容小覷?
    搞笑瘋人:看不見的敵人最可怕,花木蘭似乎感覺到對方的實力不容小覷?
  • 美國公布4大航天強國,俄羅斯排名引發爭議,取代者實力不容小覷
    對此美國還對如今的各個航天大國進行了一個排名,美國公布4大航天強國,俄羅斯排名引發爭議,取代者實力不容小覷。然而事實卻是日本替代了俄羅斯成為了第三航天大國,近些年來日本對於航空航天領域的發展可謂是用心,不但將小行星探測器「隼鳥2號」送上了太空,還將6.4億裡之外的小行星「龍宮」表面取回了地下巖石碎片,這種種事跡都表面了日本的航天領域發展不容小覷
  • 日本的半導體實力不容小覷
    日本的半導體實力不容小覷 半導體芯精英 發表於 2020-12-28 10:47:31 近日,據日經報導,東芝和富士電機將合計投資2000億日元(合19億美元),以提高電動汽車的節能晶片的產量,以適應世界各國政府向電動汽車和卡車的急劇轉變
  • 中央氣象臺:颱風「美莎克」未正面登陸但對我國影響不容小覷
    中央氣象臺首席預報員張玲向澎湃新聞(www.thepaper.cn)表示,「美莎克」雖未正面登陸,但累計降雨量大且落區重複,對我國影響不容小覷。「與颱風『巴威』相比,『美莎克』與冷空氣結合,影響範圍更廣、降雨更強,大風持續時間長、陣風風力大,黑龍江大部、吉林、遼寧東部、內蒙古東北部等地將出現大到暴雨。」張玲說。在東北,颱風不算「常客」。
  • 巴立委會主席法圖接替阿翁之職 角色不容小覷
    雖然他有可能只能擔任60天的「臨時主席」,但他在未來巴勒斯坦政局中所扮演的角色或許不容小覷。  接替阿翁能過60天?  當阿翁在法國巴黎貝爾西軍醫院內與病魔展開生死戰時,巴勒斯坦領導人10日決定,由法圖暫時接替阿拉法特的主席職務,並在阿翁去世後出任臨時主席。
  • 研究揭示農業氮肥應用導致的全球土壤氨排放—新聞—科學網
    南京農業大學資環學院教授鄒建文課題組通過對全球來自於324篇文獻的4590組原位觀測資料的集成與定量估算研究,辨析了全球不同氮肥管理生態系統氨排放係數的差異性特徵
  • 海南發射場發出陣陣掌聲,實力不容小覷
    所以有不少國家感慨,沒搞懂想法也是對的,現在中國的發展以及今非昔比,令許多國家大跌眼鏡,實力也是不容小覷的。所以在21世紀的今天,我們國家發展同時也要向世界展示,我們國家是愛好和平的負責任大國,是想要與各個國家共同發展的。對此,你有什麼看法呢?歡迎在下方點讚轉發以及留言關注哦!
  • 威力不容小覷
    可見這個「天眼風暴」的威力還是很大的,不容小覷。「天眼風暴」將會使該地區溫度出現降溫,並且伴隨狂風暴雨,根據氣象分析來看,日本南部沿海局地24小時降水量已經超過了300毫米,多地打破了4月歷史日降雨量的最大記錄。從衛星雲圖上看,這個溫帶氣旋橫跨上千公裡,並且正在北太平洋多地掀起狂風巨浪,面對這種狂風襲擊,人類也將面臨嚴峻的考驗。
  • 被「冷落」的巨大能源,能力不容小覷,超越光速可能會輕而易舉!
    科研人員認為,這種能源的實力不容小覷,人類一旦可以掌握這種能量,將可以讓飛船實現光速飛行。所謂的光能,其實就是宇宙中的電磁波,都是由基本粒子組成,具有粒子性和波動性。
  • 「雲娛樂」火爆 衍生經濟形態不容小覷
    中南財經政法大學數字經濟研究院執行院長盤和林認為,「雲娛樂」可緩解長期隔離帶來的壓力,也會在很大程度上改變疫情過後人們的生活方式,尤其是文旅消費成為熱點,其衍生孕育的經濟形態不容小覷。
  • 市場需求不容小覷 液質聯用儀新國標即將實施
    作為高性能定量和鑑別檢測的「金標準」,液質聯用儀廣泛應用於食品、藥品、環境、化工、臨床、科研等領域,市場需求不容小覷。具體來看,從基礎研究到藥物發現和開發、功能醫學、食品安全和環境分析中對農藥殘留的檢測,以及法醫毒物學、臨床研究的痕量分析都離不開它。液質聯用儀產業呈現欣欣向榮的發展態勢,採購需求也日益凸顯。
  • 被忽視的霧霾元兇:氨氣汙染
    學者指出,中國農業大量施用氮肥以及持續擴大的禽畜養殖業是氨汙染的最大來源,城市周邊工業氨排放也是原因之一。北京大學環境學院教授宋宇等人的研究發現,2006年中國的氨排放總量為980萬噸,已經超過北美與歐洲的總和。並且,在過去20年間,中國一直是全球最大的氨排放國家。另一項權威研究來自哈佛大學的F.Paulot等人。