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氨气

什么是氨气?

氨(NH3) 是一种具有腐蚀性的无色气体,有独特的刺激性气味。氨常见于自然界,也可以在高压下以液体形式储存,并且易溶于水。氨以干湿两种形式沉积在土地、植物、土壤和水中。

氨的化学式为 NH3 未电离时为 NH4+ 电离时为 NH。

氨是一种空气污染物和二级微粒前体物。它与大气中的其他化合物(如硝酸和硫酸)结合形成铵盐,是一种有害的微粒物质。1

氨从何而来?

氨既来自天然来源,也来自人为来源。天然来源包括

  • 腐烂的有机物
  • 人类和动物排泄物

氨的人为来源包括

  • 化肥生产
  • 工业加工
  • 垃圾处理场

农业通过动物粪便和化肥的制造和使用产生大量的氨污染。空气中的氨大部分来自化肥,其中一些从内陆农场被带到附近的城市。

2017 年发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文确定了许多由农业和畜牧业产生的大气氨热点。 2 确定的最强烈热点包括

  • 美国中西部
  • 中欧
  • 西欧
  • 中非
  • 西非
  • 西伯利亚
  • 中亚
  • 东亚
  • 南亚
  • 东南亚

氨气热点背后的原因因地区而异。在美国中西部,NH3 的产生可能是由于气温升高和二氧化硫(SO2)和氮氧化物法规的改善所致。

在南亚,大气中的氨含量往往被二氧化硫和氮氧化物的增加所掩盖。2 和氮氧化物的增加而黯然失色。

氨气有什么用途?

氨除了是一种污染物外,还是动植物分解以及动物排泄过程中产生的一种重要的含氮营养物质。氨可以转化为亚硝酸盐(NO2)和硝酸盐(NO3)。此时,氨已转化为植物的营养物质。

由于氨的含氮特性,商业生产的氨有 90% 用于制造化肥。氨还可单独使用,或作为家用清洁产品的成分,可有效去除植物油和动物脂肪污渍。

氨的其他商业用途包括 3

  • 塑料
  • 织物
  • 药品
  • 染料
  • 农药
  • 炸药制造
  • 氮稳定剂
  • 水净化
  • 空调制冷剂

氨对人体健康有何影响?

接触环境中的高浓度氨会刺激眼睛、鼻子、喉咙和皮肤。

与接触氨有关的长期健康问题包括

  • 严重影响心血管和呼吸系统
  • 肺功能下降
  • 哮喘加重
  • 过早死亡

2020 年 8 月,黎巴嫩贝鲁特的硝酸铵爆炸造成 78 人死亡。一个装有硝酸铵小化肥颗粒的储存设施在货运港口附近爆炸,同时附近燃起了大火。虽然不能确定是火灾引起了爆炸,但附近的大火可能引发了爆炸。4

氨气也会形成有害的 PM2.5。根据 2011 年发表在《乳品科学杂志》上的一份技术说明,氨可通过与硫酸和硝酸的化学反应在大气中形成微粒。 5 在美国,仅畜牧业产生的氨就平均占大气中PM2.5的5%到20%,具体取决于地区和每年的时间。

与 PM2.5 相关的严重健康风险、短期影响,如

  • 烧伤鼻子、喉咙和呼吸道
  • 疲劳
  • 咳嗽
  • 鼻子和喉咙不适6

氨气对环境有哪些影响?

氨会导致土壤酸化和水体富营养化等破坏环境的过程。氨气排放产生的氨和氮沉积物会促使适应高养分生长的物种与其他物种竞争,从而损害生物多样性。这可能导致物种灭绝和栖息地的改变。7

湿地地衣和苔藓会因接触极少量的氨而受损,而草地和森林也很脆弱。

汽车尾气排放中的氨与氮和硫化合物结合在一起,会造成大城市的烟雾。2017 年发表在《环境科学与技术》杂志上的一篇论文发现,在美国的 丹佛, 休斯顿费城 以及中国的 保定, 北京石家庄 是这些城市当地雾霾的最大来源。8

氨与氮氧化物共同排放,形成棕色的硝酸铵。虽然农场是氨气排放的主要来源,但盐湖城等城市和本文研究的城市即使在冬季也会出现雾霾问题,因为冬季化肥的使用量远低于农业旺季。在盐湖城 2017 年冬季的空气中发现的 PM2.5 颗粒中有四分之三是硝酸氨。9

如何应对环境中的氨气?

人们经常接触到空气、土壤和水中自然存在的氨。雨水中经常会发现氨。在危险废物场附近,氨会附着在土壤颗粒、水体中,并以气体形式存在于空气中,其含量达到危险水平。虽然氨在环境中的存在时间不长,但它在空气中的滞留时间可长达一周。10

氨的气味很浓,很容易闻到。人们通常会把这种气味与家用清洁剂(如窗户清洁剂和地板蜡)联系起来。

空气中的氨和氨化合物可以用专门过滤空气中的氨的空气净化器过滤掉,如 GC AM.

影响空气质量的其他空气污染物有哪些?

许多污染物都可以监测到 有助于加深对特定空气质量问题的了解,其中包括

清洁空气法》规定了美国空气污染物的六项标准:11

  • 一氧化碳
  • 氮氧化物
  • 地面臭氧
  • 颗粒物
  • 二氧化硫

尽管通过监管改善了空气质量,但世界各大城市仍在与空气污染造成的人力和经济损失作斗争。查看我们的 空气污染成本计数器 了解清洁空气如何帮助保护健康和生命,同时减轻对全球经济的危害。

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