2017年12月，烟雾笼罩的盐湖城市区街道。
妥善进行源管理，可能是限制氨排放的关键。
美国盐湖城的冬季可能有毒——在少则数天，多则数周的时间里，由于被污染的空气在群山环抱的盆地中难以散去，这座以滑雪和徒步旅行出名的城市笼罩在浓厚的雾霾中。医院里满是肺炎和哮喘病人，学校禁止学生室外活动，甚至健康的市民都在抱怨喉咙发痒和咳嗽问题。
雾霾难以消散的原因在于：冷空气受高压系统影响滞留在盆地中。但雾霾的具体成分，以及它们间的相互作用一直是个迷。美国环境保护署(EPA)认为盐湖城的空气质量严重不达标，要求当地政府官员采取应对措施以减小空气污染对人体健康的威胁。
去年，为了帮助政府制定计划，来自6所大学、几个州和联邦机构的研究人员开展了一项前所未有的研究，以更好地了解污染物确切的化学成分和来源。研究人员从飞机、气球和地面站收集了数据，结果在意料之中。雾霾主要由直径小于2.5微米(PM2.5)的微小颗粒组成，这些颗粒会进入并留在肺部，威胁健康，甚至可导致过早死亡。PM2.5成分比较复杂，其中四分之三为硝酸铵。硝酸铵是由车辆、熔炉和工业设备产生的氮氧化物与氨结合成的化合物，而氨通常来自农场的肥料或动物粪便。
研究人员对所测量的纯氨含量感到震惊，因为美国犹他州的大部分农场在冬天都是闲置的。加拿大多伦多大学的化学家Jennifer Murphy参与了这项研究，她说：“通常，我们认为冬季并不是氨浓度较大的时期。”研究人员和监管机构目前正试图弄清氨含量为何如此之高，以及减少排放是否有助于净化“雾霾之城”上空的空气。
尽管含量如此高，但人们对这种无色、刺鼻、催泪的气体在致命的空气污染中所起的作用知之甚少。部分原因是氨分子极易与其他化合物结合，导致监测器难以捕捉和追踪。美国普林斯顿大学的环境工程师Mark Zondlo说：“氨确实是大气中最难监测的气体之一。”
在世界各地，新的地面、大气和空间传感器正在帮助人们更清楚地了解氨的来源、扩散和归宿，包括英国在内的一些国家正在采取行动，减少排放。但包括美国在内的其他国家并没有把限制氨排放作为优先考虑的事项，部分原因是氨排放来源的不确定性，以及人们担心昂贵的控制措施可能无助于改善空气质量。相反，监管机构往往选择针对其他关键的雾霾成分，如燃烧所产生的氮和硫的氧化物。
公众对氨的关注可能会逐渐增加，全球温室气体排放量在过去70年里翻了一番，预计还将继续增加。在很大程度上是因为对化肥的需求不断增长。
其他空气污染物，如臭氧和一氧化碳，通常是由自动化仪器收集和实时传递数据进行监控。但为了追踪氨，科罗拉多州立大学的大气科学家Jeff Collett的团队在落基山国家公园的一片空地上设置了监测仪器，他们必须每周多次花1小时从学校赶到监测地进行人工收集数据。氨含量检测设备主要有3种，第一种是简易雨水收集器（检测大气水汽中的氨含量）；第二种是涂酸海绵（通过酸氨反应检测氨含量）；第三种为涂酸螺旋玻璃（优先析出氨分子）。虽然这个过程非常繁琐，但对于分析氨的来源、扩散，以及雾霾的形成很有用处。
实际上，研究人员发现氨含量具有地理差异，且高于预期值。目前，Murphy与同事们正在研究这种地理差异，并试图找出氨的来源。研究小组将地面监测网络与空中监测相结合，以绘制城市内氨浓度图。此外，他们通过风的走向来检视氨是如何从附近的农业区飘入市区的，以寻找可能被忽视的氨来源。
例如，Zondlo使用移动设备通过激光检测美国和中国城市中汽车排放的氨，发现车辆所产生的氨气是预测的2倍。Zondlo说：“汽车尾气排放可能在城市的颗粒物污染中起重要作用，因为氨的生成与其他产生PM2.5的助燃化合物非常接近。
在犹他州，监管机构希望对盐湖城的氨源有更好的了解，这将有助于他们建立更好的计算机模拟空气污染事件，这是拟定解决方案的关键。例如，如果证实了氨是从邻近山谷的农场流入城市，政府可以尝试通过要求农民限制肥料的使用来抑制这些来源。但如果是像汽车这样的城市氨源在导致雾霾中起更重要的作用，这种策略可能就没有意义了。Murphy说：“城市的氨源那么多，我们需要掌握全局。”
2018年年初，英国公布了一项全面的空气质量计划，其中包括了到2030年将英国农业氨排放量减少16%。此前，英国一家环境机构发现氨是自2013年以来唯一增加的主要空气污染物，如果不采取“紧急行动”，农场的氨排放量将持续上升。为了达到减少氨的目的，政府计划要求农民限制化肥的施用和覆盖粪堆，并将对乳制品的经营实施更严格的控制。
美国监管机构面临的一个大问题是缺乏有关氨源的全面数据。Collett说：“没有检测数据，就无法实施管理。”到目前为止，美国农业组织拒绝要求农民上报氨排放，认为这是不必要的负担。他们认为，由于氨气有很多来源，而且可以长距离飘移，所以任何控制措施都必须经过精心计划。他们还指出，农民已经采取自愿措施来限制排放，比如减少动物饲料中氨的使用量，以及改变粪肥管理方式。
编译：灯丝 审稿：建刚 责编：张梦
原文链接：***/news/2018/09/ammonia-poorly-understood-smog-ingredient-could-be-key-limiting-deadly-pollution
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