土壤pH对氨挥发的影响文献综述

1. 文献综述
2. 前言

近十年来，我国空气污染逐渐加重，导致雾霾天气频频发生，引起各界广泛关注和恐慌。雾霾天气对人体健康的危害是极大的，多数研究发现PM_2.5是造成雾霾天气的主要物质。而氨气作为大气中最主要的碱性气态污染物，对大气中PM_2.5形成的贡献率很高。

氨气(NH₃)是大气环境中重要的碱性气体，也是全球氮循环的重要组成。多项研究表明，大气中高浓度的氨促进了PM_2.5的形成。氨一方面可以中和空气中SO₂和 NO_X等酸性气体，其与其形成的硫酸铵、亚硫酸铵以及硝酸铵等铵盐则是大气中气溶胶细颗粒物的重要前提物。

氨还是大气干湿沉降的主要成分，氨的干湿沉降会引发酸化和水体富营养化等一系列环境问题。此外，沉降到地面的氨也会成为氧化亚氮等温室气体间接排放的二次源。从源头上控制氨的排放，对降低大气二次无机盐及 PM_2．5 浓度水平、控制雾霾污染、大幅提升空气环境质量尤为重要。

1. 国内外研究进展
2. 氨排放的来源

氨排放的来源广泛，有农业源和非农业源两大类。人为源是大气中 NH₃ 的主要来源，人为源主要包括农业源 NH₃ 排放、畜禽养殖业、生物质燃烧排放以及其他工业源排放^〔1〕。

研究表明^{〔1〕〔2〕}，在农业源中，畜禽养殖与农田施肥导致的氨排放占全球农业源氨排放的90%以上。中国是农业大国，每年因农田施肥导致的氨排放占整个农业源氨排放总量的40%。因此，总结农田氨的排放规律以及影响因素，对空气中颗粒物的预防具有一定科学指导意义，对国家制定和实施氨的减排措施具有现实指导作用,农业活动的氨排放规律的总结势在必行。

1. 氨挥发影响因素

在农田中，影响氨挥发的最主要因素就是施肥，而施肥后影响氨挥发的因素有气象条件( 温度、降水、光照 )和土壤的理化性质 。不同的土壤类型具有不同的理化性质，土壤理化性质主要是通过直接或间接调控土壤液相中NH₄ 与NH₃转化反应体系，进而影响土壤NH₃挥发过程。

研究表明^〔1〕，土壤理化性质对农田的氨挥发具有重要影响，主要表现在 2 个方面。一方面，土壤理化性质通过调控吸附－解吸作用影响表层土壤氨挥发底物液相中NH₄ 浓度，进而影响表层土壤的氨挥发过程。另一方面，土壤理化性质通过直接或间接调控土壤液相中 NH₄ 与 NH₃ 转化反应体系，进而影响土壤氨挥发过程。其中，土壤 pH 值是调控此反应体系的主导因子，是影响农田氨挥发的一个重要因素。随 pH 值升高，液相中 NH₄ 比例升高，NH₃ 挥发的潜力随之增大，进而增加氨的排放率。研究发现，尿素的 NH₃ 挥发量会随着土壤 pH 值的升高而增加，与酸性水稻土相比，在含有较多游离碳酸钙的石灰性土壤中尿素的氨挥发量更大。在 pH值为5.4的菜地土壤，NH₃ 挥发损失率小于0.4%，而在 pH 值为 7.7 的菜地土壤，高氮施肥条件下 NH₃ 挥发损失率达17.1%。

1. 氨挥发过程机理

NH₄ -N 及其转化在水-气界面是一个包括多种反应在内的复杂动力学过程。水分、土壤、生物、环境因素和管理措施的变化都会影响稻田系统中氨挥发的动力学变化。

氮肥施入水田后，发生一系列变化，其中与氨挥发直接有关的化学平衡如下：

NH₄ （代换性）lt;=gt; NH₄ （液相）lt;=gt; NH₃（液相） lt;=gt; NH₃（气相）lt;=gt; NH₃（大气）