氨和硫氧化物与氮氧化物发生反应，产生微小却危害极大的颗粒物。图片来源：《科学》

 

谈及美国的贸易收支，农业是一个不得不说的亮点。美国农产品出口产值在过去十年增长了一倍，但当货轮满载玉米、小麦、猪肉驶往外国港口时，很多污染物也被遗留下来，其中之一就是氨——农场肥料所包含的氨或是家畜尿液、粪肥所产生的氨会释放到大气中。氨会和其他空气污染物发生反应，产生微小粒子。这些颗粒随呼吸进入人体并沉积在肺部，引发哮喘、支气管炎和心脏病。

 

一项新分析显示，氨对美国人健康造成的损害比预期更严重。氨污染可引起居民过早死亡，其所造成的经济损失甚至超过农民获得的利润。一些分析家认为，这些惊人数字凸显出美国对农业排放实施更严格监管和审查农产品补贴的必要性。耶鲁大学经济学家Robert Mendelsohn 说：“如果农业造成的污染让我们的生活变得更糟糕，这非常可悲。”波士顿市美国东北州际协调空气使用管理机构首席科学家Paul Miller说：“氨可能成为公共健康保护领域下一个研究重点。”

 

尽管机动车和野火也会产生氨，但进入空气中的氨主要来自农业。在全世界范围内，氨排放量不断增长，且很大程度上是不受管制的。氨分子和氮氧化物或硫氧化物（NOx和SOx）发生反应后生成的微粒物质的当量直径小于2.5 微米（PM2.5）——这是危害最大的一种细颗粒物。

 

2003年完成的一项针对北卡罗来纳州迅速发展的养猪业的大规模研究发现，与其他农业污染物相比，因氨污染导致的健康受损从而造成的经济损失更大。领导该研究的罗利市北卡罗来纳州立大学的C. M. Williams说：“这令人震惊。”其他研究者通过计算得出，平均而言，美国每公斤氨的健康成本在10~73美元。哈佛大学大气化学家Fabien Paulot和Daniel Jacob开发出一种新模型，能够发现氨何时何地来源于何种农业生产活动。该模型还考虑了温度、湿度、NOx和SOx的含量等因素。博尔德市科罗拉多大学空气质量建模员Daven Henze说：“相较于过去完成的模型，该模型前进了一大步。”

 

Paulot和Jacob利用他们的模型计算出多大比例的氨和PM2.5 来自美国食品出口。接下来，他们利用美国环境保护署开发的方程式计算其造成的健康影响和相关经济成本——通过询问调查对象愿意出多少钱降低因氨污染而过早死亡的风险。每年，因长期接触PM2.5及相关污染物而过早死亡的人数约为5100，研究人员将该结果在线发布于《环境科学与技术》上。尽管不同区域的健康成本有显著不同，但城市是重灾区，这缘于NOx浓度高和人口密集。总体而言，氨污染造成的影响是令人瞠目的：每公斤氨的健康成本是100美元，或者说每年360亿美元。与此相反，美国出口食品净值仅为235亿美元。

 

一些专家对这些数字表示怀疑，指出新空气污染模型尚未经过同行评审，且不同类型的PM2.5化学成分对健康的影响仍没有定论。华盛顿市肥料研究所Kathy Mathers说：“氨污染似乎不是毒副反应的驱动力。”佛蒙特州米德尔伯里学院经济学家Nicholas Muller担心，如果将其他农业大气污染物（诸如柴油机产生的PM2.5）也纳入评测范围，与农业相关的健康成本实际上可能更高。Muller说：“该研究提供了更多证据表明，在某些情况下，更严格的控制可能是合情合理的。”

 

到目前为止，美国监管部门一直忽视氨污染所造成的负面影响，因为用氨阻断来自发电厂的SOx和NOx是一种便宜又简便的方式。结果是，人口稠密的东北部州必须遵照美国环保署针对PM2.5的限制，即使它们位于许多发电厂的下风向。但这些州同时也是主要农业区域的下风向。如果其PM2.5标准被严控，那么氨很有可能成为监管者的下一个目标。

 

让畜牧养殖业和乳制品业远离城市或许是此事最大的收益。更优化的管理实践也能减少对肥料和家畜造成的损失。Williams说，在北卡罗来纳州，他鼓励很多养猪农民开始思考如何利用粪肥发电，进而有效减少氨污染。（段歆涔）

《中国科学报》 (2014-01-22 第3版    国际)