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向荣彪赴法国参加第3届畜禽气体和颗粒物排放国际研讨会

发布日期:2017-06-02

   由于本次会议主题集中,专注于畜禽养殖空气污染物排放,本次会议参会人数并不算多,约120人,只设两个分会场,会议议题包括畜禽污染物排放清单、测量方法、排放因子与空气质量、畜禽减排、畜禽污染物模拟等5个方面。大会开始前,特意安排了为期半天的讨论会,主题为“养殖排放监测:不同的监测目的采用不同的方法”,由不同领域的专家从动物排放、畜禽舍排放、放牧排放、粪便排放、粪便施用排放等几个环节各做一个发言,然后针对每个环节进行讨论。最近我们也在开展猪场氨气和颗粒污染物排放的研究,看了很多文献,但对于监测方法等仍然缺乏系统地认识。此次讨论会上,法国农业科学研究院的N. Edouard通过综合文献报道的方法与数据以及她们实验室开展的不同监测方法的比较,详细报告了光谱法、酸捕获法、被动管采样法的优缺点及适用范围,来自法国养猪研究协会(IFIP)的N. Guingand介绍了她们开发的专门针对猪场氨气和温室气体的一种简易估算法,两个报告结合起来,让我从整体上了解了畜禽气体污染物排放目前最先进的测量及模式计算方法,也让我对目前我们在江夏猪场开展的工作充满了信心,知道如何去评估我们监测数据的质量好坏。另外几个报告,比如液体粪便储存排放、固体粪便储存排放等,则是我们考虑后期逐步开展的工作,报告所涉及的方法、数据质量控制等都可以为我们提供参考。

  由于目前全球空气污染严重,而世界卫生组织的报告又明确指出了空气与诸多疾病的关联,世界各国都非常关注空气污染物排放清单,而农业源排放也是不容忽视的领域。本次研讨会专门就畜禽污染物排放清单安排了大会特邀报告,来自美国Illinois大学农业与生物工程系的Gates教授做了‘Uncertainty Estimates for Livestock Facility Emissions Measurements’的报告,强调清单数据的不确定性除了受气体监测仪器的精度影响外,平常我们不太注意的通风量不容忽视。由于通风量计算中我们常常采用的是风机额定数据,而风机的风量与风压曲线在实际应用中受粉尘污染、使用年限等因素的影响会有所偏离,往往会造成较大的偏差。通过数学计算示例,Gates教授展示了由于通风量的偏差造成排放清单的偏差呈放大的趋势,提醒我们在工作中必须随时对风机曲线进行校正,从而保证数据质量。

  法国国家工业环境与风险研究院(INERIS)的L. Rouïl教授就欧洲农业与空气污染做了综合性报告,虽然对于农业源氨气排放对氨气排放的总量的贡献之大早已有所认识,但欧洲农用地氨气排放占比34%,养殖业排放占比高达64%仍超出预期。我国目前PM2.5污染备受关注,尤其最近多篇文章指出我国农业排放的氨气对严重灰霾期PM2.5的爆发性增长起到了很到的作用,因此我特别留意了Rouïl教授报告中有关氨气减排对硝酸铵颗粒减排的贡献。通过CHIMERE模型的计算表明至少在欧洲,在以农业排放为主的氨气和机动车排放为主的NOx各自减排30%的情境下,氨气减排会带来更明显的硝酸铵减排效果。但Rouïl教授提醒颗粒物与氨气的关系是非线性的,在不同PM2.5浓度和不同氨气浓度下,氨气减排对PM2.5减排的效应可能不同。但毫无疑问,我国是农业大国,农业源氨气排放的削减将有利于我国PM2.5污染控制。

  在分会场报告中,我着重听取了测量方法、排放因子与空气质量两个主题的有关报告,了解了法国、德国、意大利、芬兰、巴西、加拿大、韩国等国家在畜禽养殖空气污染领域所开展的工作。从最早开发的被动吸收管法到目前最为先进的光腔衰荡光谱技术(CRDS)、短程DOAS等氨气测量方法都在广为应用。我们最近新购了一台基于CRDS的在线氨气分析仪,可以开展类似的工作。此外,除直接测量外,基于质量平衡原理对排放进行计算也是近来的一个研究方向,通过对氮的输入、畜禽体内氮含量、尿液氮、粪便氮等各个部分的分析,可以对氨气等的排放进行核算。虽然目前核算偏差相对较大,但可以为实测数据提供参考。让我感到震撼的是有关报告中提到的在实验舱中控制各种条件饲养育肥猪,同时监测各种气体的排放量,进而估算排放因子,设备的先进、费用的支出、数据质量的控制等都给我留下了深刻印象,但唯有如此,才可获得可靠的数据,为养殖业气体污染物气体清单编制提供科学的支撑。据说国内也有单位在做类似工作,但与我们而言,可望不可即。

  感谢会议举办方,此次会议安排了一天的野外试验站考察内容,参会人员有两种选择,一是参观OPAALE (Optimization of Processes in Agriculture, Agri-food and the Environment)试验站,该站主要开展畜禽粪便处理及气体排放的中试研究,有多个野外堆肥场、中等规模发酵罐、液体粪污储罐等,同时配备有各种离线、在线气体及粪污理化性质分析设备。另一条路线是参观IFIP实验猪场和有机肥施用野外实验田。由于我们自己的工作与猪场空气相关,我参观了实验猪场及野外试验田。应该说,这次参观收获很大,IFIP实验猪场除了研究动物营养与猪肉品质外,猪场气体排放、气体净化是一个主要研究内容。在猪场,我认真学习了他们气体监测取样点的布设、气体样品输送管线布置、采样和分析频次等等各个环节,所以这些,与我们正在江夏猪场开展的监测工作类似,但他们于采样细节上的一些做法,比如在气体采样管进气端安装颗粒过滤膜防止气路堵塞,为采样仪器定做一个保护箱防止畜舍恶劣环境对对仪器的损坏等,都值得我们学习。在野外实验田,参观了他们布设的农田温室气体自动监测系统,通过一套系统,同时对9块随机分布的试验田进行测量,考察有机肥施用、无有机肥、轮作等处理下农田土壤理化性质及气体排放的变化。这是一个长期实验站,已经积累了3年的数据,可以为气候变化背景下作物产量与气体排放的互馈开展研究。我院胡荣桂课题组一直以来也在从事农田温室气体排放的监测,只是该试验站的监测自动连续,但其成本高昂。

  近年参加了多次会议,但应该说这次收获最大。虽然此次会议非综合性会议,规模不大,但所有报告都与我们的工作密切相关,会议期间常常为感兴趣而又同时开始的两个报告难以取舍,会议及参观中学到的很多东西很快能用于我们的工作实践中。会议中再次看到的国外的空气污染数据比我们低很多,而别人依然投入很多人力物力,从养殖场气体排放机理到控制策略等多方面开展着研究实践,我们任重而道远!