孔少飞教授团队研究成果在《Geophysical Research Letters》上发表
氨气是大气环境中含量最为丰富的碱性气体，可以促进硫酸盐、硝酸盐的生成而增加大气细颗粒物（PM2.5）的浓度，对于区域空气质量和生态系统都具有重要影响。对于氨的减排，成为近年来学术研究的热点。也因涉及到畜禽养殖、氮肥施用等氨的最主要排放源的减排，进而影响到民生，使得氨气备受关注。氨减排可以降低气溶胶质量和组分浓度，但若减排过多，又会产生大气气溶胶和降水酸性增加，酸雨区面积增大等不利影响。因而氨减排到何种程度，需要付出多大代价，才能取得良好的效果，是值得关注的问题。
本研究采用水溶性离子及其气态前体物以及气象参数等的连续1年同步在线观测数据分析，结合热力学ISORRPIA模型，通过对中国中部的气溶胶及前体物组分观测数据及模拟得到的气溶胶pH值、液态水含量等分析，发现颗粒物组分浓度与氨浓度变化呈现明显不对称响应（图1）。总氨浓度增加或减少80％时，相应的气溶胶pH值变化分别为+0.5和-3.0，相应的颗粒铵盐浓度变化分别为+2.62％和-61.8％。
图1 气溶胶酸度随硫酸盐、总硝酸盐、总氨、总氯盐和相对湿度及温度的变化
这种不对称性意味着存在临界总氨浓度（CTAC）（图2），大约为总氨浓度减少25%，高于该临界浓度时，颗粒物质量浓度变化对氨的排放控制不敏感。以湖北省氮肥施用氨减排做初步估算，湖北省减少25％氨排放的最低成本估算为1.4-3.2亿美元，这是氨排放控制有效减低颗粒物浓度的初始成本壁垒，且随着NOx和SO2的减排，这一成本壁垒将增加。
图2 气溶胶无机盐、含水量、氢离子浓度、铵离子浓度及氨分配随总氨的变化（红色垂直虚线为CTAC）
上述成果受到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金重点基金、湖北省科技厅技术创新专项重大项目等资助，以Initial cost barrier of ammonia control in central China为题，发表在《Geophysical Research Letters》上（IF=4.34）。论文第一作者为我院博士生郑明明，通讯作者为佐治亚理工学院王育航教授和我院孔少飞教授，中国地质大学（武汉）为该论文第一单位。
文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL084351。
