Atmospheric Ammonia: Detecting emission changes and environmental impacts

آمونیاک اتمسفر به طور فزاینده ای به عنوان یک آلاینده مهم زیست محیطی شناخته می شود. آمونیاک به مشکلات زیست محیطی متعددی کمک می کند، از جمله اثرات سمی مستقیم بر روی پوشش گیاهی، رسوب نیتروژن اتمسفر، منجر به اوتروفیکاسیون و اسیدی شدن اکوسیستم حساس، و تشکیل ذرات ثانویه در جو، با اثرات بر سلامت انسان، دید اتمسفر و جهانی. تعادل تشعشعی انتشار آمونیاک در بسیاری از نقاط جهان به سرعت در حال افزایش است، به طوری که انتظار می رود این نگرانی های زیست محیطی در آینده افزایش یابد. در اروپا، در حال حاضر تلاش هایی برای کاهش انتشار آمونیاک در کنار کاهش سایر آلاینده های هوا، به ویژه دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن در حال انجام است. با این حال، کاهش انتشار آمونیاک نامشخص و چالش برانگیز است، و تنها کاهش‌های منطقه‌ای ناچیز تا به امروز حاصل شده است. با کاهش انتشار دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن، آمونیاک به طور فزاینده ای بر اقلیم آلودگی هوای اروپا و اثرات زیست محیطی متعاقب آن تسلط پیدا می کند.

در همین چارچوب بود که کارشناسان برجسته بین المللی در دسامبر 2006 در ادینبورگ تحت نظارت کنوانسیون UN-ECE در مورد آلودگی هوای فرامرزی دوربرد گرد هم آمدند تا وضعیت فعلی را بررسی کنند. علم آمونیاک در جو به طور خاص، کارگاه بین‌المللی یک تلاش مشترک بین چندین نهاد کنوانسیون بود: گروه کارشناسی آمونیاک، گروه کاری اثرات و گروه ویژه اندازه‌گیری و مدل‌سازی، همراه با COST 729 و پروژه یکپارچه NitroEurope. این کتاب اطلاعات زیربنایی را در قالب چندین بررسی عمده، همراه با فصل‌های حمایتی در مورد نتایج تحقیقات اخیر، گزارش می‌کند تا یک ترکیب علمی به‌روز در رابطه با چهار موضوع کلیدی ارائه کند:

1. ارزیابی مجدد آستانه های بحرانی برای اثرات آمونیاک بر روی گیاهان و زیستگاه های حساس

< ارزیابی میزانی که اندازه گیری های جوی مستقل می تواند بررسی مکان‌هایی که تغییرات منطقه‌ای در انتشار آمونیاک رخ داده است و کجا رخ نداده است

2. بررسی رویکردهای کاهش مقیاس ارزیابی‌های فرامرزی برای مقابله با نقاط داغ آمونیاک در رابطه با مدل‌سازی و پایش عملیاتی. LI>
3. بررسی مدل های حمل و نقل جوی و شیمی در مقیاس منطقه ای در رابطه با فرمولاسیون آنها و نتایج برای آمونیاک.

هر یک از این موضوعات برای تعیین کمیت اثرات آمونیاک در محیط زیست و ارزیابی اقدامات کاهش احتمالی ضروری است. بررسی ها نشان می دهد که چگونه آستانه بحرانی برای غلظت آمونیاک - \"سطح بحرانی\" - در گذشته بیش از حد برآورد شده است، و کتاب تخمین های جدید را توضیح می دهد. نظارت بر غلظت و رسوب اتمسفر تنها راه مستقل برای تأیید موفقیت سیاست های کاهش انتشار است. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که چگونه تأیید کاهش گزارش شده در انتشارات یک چالش بزرگ بوده است، اما چندین مجموعه داده جدید اکنون از روندهای مورد انتظار در کاهش انتشار پشتیبانی می کنند، حتی اگر انتشار کل هنوز هم دست کم گرفته شود. مدل‌های جوی برای ارزیابی در مقیاس‌های منطقه‌ای و چشم‌انداز مرکزی هستند. پویایی در "نقاط داغ آمونیاک" به ویژه برای درک سرنوشت صادرات آمونیاک از مناطق منبع و برای ارزیابی اثرات زیست محیطی محلی مهم است. به طور مشابه، مدل‌سازی در مقیاس‌های منطقه‌ای مبنای ارزیابی فرامرزی انتشار و رسوب آمونیاک را تشکیل می‌دهد. در هر دو مقیاس، ارزیابی حاضر نشان می‌دهد که تعیین کمیت رسوب خشک آمونیاک یک عدم قطعیت کلیدی است. تجزیه و تحلیل های مقطعی در این بررسی به قابلیت اطمینان داده های انتشار آمونیاک و کارایی کاهش، و همچنین زمینه سیاست کشاورزی و زیست محیطی، با در نظر گرفتن اینکه چگونه درک علمی می تواند به رفع چالش ها برای کاهش اثرات نامطلوب آمونیاک در محیط کمک کند، پرداخت. P>

این کتاب برای همه کسانی که علاقه مند به رفتار آمونیاک در محیط هستند ارزشمند خواهد بود، زیرا وضعیت فعلی دانش را توضیح می دهد، مقادیر جدید سطح بحرانی را گزارش می دهد و عدم قطعیت های علمی اصلی را توصیف می کند.

Atmospheric ammonia is increasingly being recognized as a pollutant of key environmental concern. Ammonia contributes to several environmental problems, including direct toxic effects on vegetation, atmospheric nitrogen deposition, leading to the eutrophication and acidification of sensitive ecosystem, and to the formation of secondary particulate matter in the atmosphere, with effects on human health, atmospheric visibility and global radiative balance. Ammonia emissions are increasing rapidly in many parts of the world, so that these environmental concerns are expected to grow in future. In Europe, efforts are currently being made to reduce ammonia emissions, alongside reductions in other air pollutants, notably sulphur dioxide and nitrogen oxides. However, reducing ammonia emissions has proved uncertain and challenging, with only modest regional reductions achieved to date. As the emissions of sulphur dioxide and nitrogen oxides are reduced, ammonia is therefore increasingly dominating the air pollution climate of Europe and the consequent environmental impacts.

It was in this context that the leading international experts met in Edinburgh in December 2006 under the auspices of the UN-ECE Convention on Long Range Transboundary Air Pollution to review the current state of the science of ammonia in the atmosphere. Specifically, the international workshop was a joint effort between several bodies of the Convention: the Ammonia Expert Group, the Working Group on Effects and the Task Force on Measurement and Modelling, together with the COST 729 and the NitroEurope Integrated Project. This book reports the underpinning information in the form of several major reviews, combined with supporting chapters on recent research results, to provide an up-to-date scientific synthesis in relation to four key themes:

1. Re-evaluation of the critical thresholds for ammonia effects on sensitive plants and habitats
2. Review of approaches for downscaling transboundary assessments to deal with ammonia hotspots in relation to operational modelling and monitoring
3. Review of regional scale atmospheric transport and chemistry models in relation to their formulation and results for ammonia.

Each of these themes is of fundamental to the quantification of ammonia impacts in the environment and the assessment of possible abatement measures. The reviews highlight how the critical threshold for ammonia concentrations – the "critical level" – has been overestimated in the past, and the book explains the new estimates. Monitoring of atmospheric concentrations and deposition is the only independent way to verify the success of emission abatement policies. The analysis shows how it has been a major challenge to verify the reported reductions in emissions, but that several new datasets now support expected trends in emission reduction, even though total emissions may still be underestimated. Atmospheric models are central to the assessment at both regional and landscape scales. The dynamics within ‘ammonia hotspots’ are particularly important to understand both the fate of ammonia export from source regions and to assess the local environmental impacts. Similarly, modeling at regional scales forms the basis for transboundary assessment of ammonia emissions and deposition. At both scales, the present assessment shows that quantification of ammonia dry deposition remains a key uncertainty. Cross-cutting analyses in the review addressed the reliability of ammonia emissions data and abatement efficiencies, as well as the agricultural and environmental policy context, considering how scientific understanding can help address the challenges to reduce the adverse effects of ammonia in the environment.

This book will be valuable to all those interested in the behaviour of ammonia in the environment, as it explains the current state of knowledge, reports new critical level values, and describes the main scientific uncertainties.