利用多源卫星观测数据精确定位并表征中国大气中活性氮的主要人为排放源

《Environmental Science & Technology》：Pinpointing and Characterizing Large Anthropogenic Emitters of Atmospheric Reactive Nitrogen in China Using Multisource Satellite Observations

中国氮氧化物（NO?、NH?）设施级排放源分析：基于卫星遥感和多源数据集（2018-2022），识别1372个NO?和1069个NH?排放源，发现76%的点源位于同一设施，钢铁厂减排效率最高（单位能耗排放最低），而水泥、化工行业效率最低。排放趋势受产能变化、技术升级（如SCR技术）、政策及疫情等综合影响，区域差异与产业结构、经济活动及环保效能相关。研究为精准治污提供数据支撑。

　　

大气中的活性氮（Nr）排放物，包括氮氧化物（NO_x）和氨（NH₃），对空气质量与公众健康有着显著但常被低估的影响。然而，针对工业领域各设施级别的活性氮排放进行的长期、全面监测仍然十分有限，这阻碍了有效的监管措施的实施。在本研究中，我们利用一种基于卫星的算法整合了多种数据源（包括氮氧化物和氨的浓度数据、火点信息以及高分辨率影像），识别出了2018至2022年间中国境内1372个氮氧化物排放源和1069个氨排放源。这些排放源主要集中在长江三角洲和华北平原地区，其中76%的氮氧化物和氨排放源位于同一设施内。氨排放在中国西部地区更为普遍，而氮氧化物排放则主要集中在东北部地区。在各行业中，钢铁企业的排放量对人群影响最大，但其单位能源产生的氮污染物排放量最低，显示出最高的减排效率；相比之下，水泥厂和化工厂的单位能源排放量要高得多，因此减排效率较低。设施层面的变化（如产能扩张、停产以及选择性催化还原技术的应用）对排放趋势产生了显著影响，例如河北一些钢铁企业的氨泄漏事件便是典型例证。更广泛的环境因素（如政策调控、COVID-19疫情、技术成熟度、生产结构调整以及大气过程）也影响了排放情况。各省份之间的排放差异主要受产业结构、经济活动、政策执行力度和环境效率等因素的影响。本研究深化了对中国各设施级别活性氮排放情况的理解，为排放管理提供了重要依据，并有助于制定针对性的空气质量改善策略。