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京津冀等地空氣重污染“病根”更清楚了

作者:admin 發布日期:2019/3/21 關注次數: 二維碼分享

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春分時節,大風吹過,天空一片蔚藍。但剛過去的這個秋冬季,京津冀及周邊地區很多人都感覺藍天似乎有所減少。確實,這個秋冬季,京津冀及周邊地區出現多次持續時間長、范圍大、污染重的區域污染過程,引發廣泛關注。

什么原因導致了京津冀及周邊地區重污染的發生?專業的問題,還得請專家來回答。

在黨中央、國務院高度重視下,2017年4月,一項重要的科技攻關啟動,瞄準的是京津冀及周邊地區秋冬季大氣重污染成因、重點行業和污染物排放管控技術等難題。2017年10月,多部門和單位協作,由200多家單位、近2000人組成的科技攻關團隊投入研究,國務院為此設立專項資金5.75億元。原環境保護部專門成立了國家大氣污染防治攻關聯合中心,統籌攻關工作。

藍藍天工作室了解到,通過一年半的努力,攻關已有初步戰果,科學家們基本摸清了京津冀及周邊地區大氣重污染的“病根”。

靜穩天氣下,霧霾襲擾石家莊。(資料圖片)

排放是“病根”,天氣是誘因,復雜的顆粒物二次轉化是催化劑

“京津冀及周邊地區大氣重污染,是污染物本地累積、區域傳輸和二次轉化綜合作用的結果?!敝袊こ淘涸菏?、北京大學教授張遠航說,“遠超環境承載力的污染排放強度是大氣重污染形成的主因,不利氣象條件造成污染快速累積是誘因,大氣氧化驅動的二次轉化是污染累積過程中顆粒物爆發式增長的動力?!?

這樣的結論并不讓人感到意外。但是這一次,專家們的“望聞問切”比以往更細致,“病因”找得更精準。

中國工程院院士、清華大學教授郝吉明說,大氣污染物的高強度排放是京津冀及周邊地區秋冬季大氣污染形成的主要原因。

為了把這個主要原因搞得更清楚,攻關項目把網格化管理和區縣、鄉鎮調研結合起來,基于大量調查和實測,編制了京津冀及周邊地區大氣污染傳輸通道“2+26”城市精細化污染源排放清單。清單包括10類排放源、9種污染物,涉及各行業工業點源總計8.6萬個、餐飲企業10.6萬家,大大提升了這一區域大氣污染源排放清單的精度。

攻關聯合中心建成了天地空綜合立體觀測網,通過外場觀測、實驗室分析和數值模擬等綜合研究手段,開展了細致的研究工作。不僅如此,800多名科研人員深入“2+26”城市,開展長期駐點研究和技術指導,在每一個城市布設3—5個采樣點,共設采樣點109個,在2017—2018年秋冬季進行連續采樣,共采集約2.6萬個樣品,完成了這些城市2017—2018年秋冬季顆粒物的來源解析研究。

經過科學家們的系統梳理,“高強度排放”這個主因令人信服。

資料來源:國家大氣污染防治攻關聯合中心

——看污染來源:燃煤、工業、機動車、揚塵這四大來源是主要的,占比達到90%左右。

——看排放強度:這一區域產業結構偏重,能源結構以煤為主,交通結構以公路為主,鋼鐵、焦炭、玻璃、原料藥等產量均占全國40%以上,單位國土面積煤炭消費量是全國平均水平的4倍,大宗物料80%依靠柴油貨車運輸,排放強度大。

——看時間分布:受采暖影響,這一區域秋冬季一次PM2.5和有機碳、黑碳等組分的月均排放水平,是非采暖季的1.5—4倍,而保定、濮陽、太原、陽泉、長治、晉城等散煤用量大的城市,上述污染物在秋冬季的排放水平更高。

——看行業分布:鋼鐵及焦化行業主要分布在唐山和晉冀魯豫交界地區,玻璃行業集中在邢臺、淄博等地,石化化工主要集中在淄博、天津、滄州、石家莊等地。

污染物都有哪些、從哪里來、各來源的占比多少,都更為清楚

聯合攻關的一大突破,是實現了對重污染過程的精細化定量化描述。

攻關聯合中心副主任、中國環境科學研究院大氣環境首席科學家柴發合告訴藍藍天工作室記者,2015年以來,京津冀及周邊地區重污染過程發生頻次、持續時長和峰值均呈下降趨勢。2017年10月至今年3月初的秋冬季期間,京津冀及周邊地區共出現23次區域重污染過程。攻關聯合中心對23次污染過程都進行了精細化定量化解析,一一分析比對污染全過程的污染物組分、來源數據。

以今年1月10—14日的污染過程為例,污染前期,區域中北部近地面風速小于2米/秒,且存在逆溫,造成污染局地積累在約500米高度的混合層(近地面空氣可以在其中上下混合交換)中。保定市和石家莊市PM2.5濃度在半天左右就從優良水平轉為重度污染水平,空氣質量指數出現小時“爆表”。PM2.5中有機物(峰值大于200微克/立方米)和元素碳(峰值大于75微克/立方米)的含量大幅升高,這反映了燃煤和生物質燃燒排放的顯著“貢獻”。

隨后,受區域偏西南風的輸送影響,北京市在1月10—12日晚間均出現了PM2.5濃度的快速增長,12日晚間增幅zui大(PM2.5濃度在5小時內上升了291微克/立方米),部分監測站點出現“爆表”。專家們利用空氣質量模型進行模擬,結果表明,沿西南通道的污染物傳輸“貢獻”zui大。

此外,北京1月12日晚間污染zui重時段,硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽濃度明顯上升,占比合計超過50%。這表明北京及周邊地區氣態污染物的二次轉化,也是推高北京PM2.5濃度的關鍵因素。氣態污染物的二次轉化,是指二氧化硫、氮氧化物等氣態污染物在大氣中發生氧化等化學反應,形成硝酸鹽、硫酸鹽等PM2.5的主要成分。

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經過多年治理,北京等地重污染天氣污染物峰值下降,污染時長縮短。(資料圖片)

風速小于2/秒、混合層高度低于500米、大氣相對濕度達60%以上容易發生重污染

在當前的高強度排放水平下,藍天要靠“人努力”,也確實需要“天幫忙”。

攻關專家運用多個模型系統,分析了2000—2017年氣象條件對空氣質量的影響。結果顯示,由于氣象條件的年際差異,京津冀及周邊地區“2+26”城市PM2.5年均濃度的波動幅度可達10%,個別城市可達15%;由于氣象條件的月際差異,城市PM2.5月均濃度的波動幅度可達30%以上。

中國工程院院士、中國氣象科學研究院研究員徐祥德,中國氣科院大氣成分研究所所長王亞強,國家氣候中心研究員柳艷菊等組成氣象攻關團隊,對這一問題開展了深入研究。

徐祥德介紹,京津冀及周邊地區位于太行山東側“背風坡”和燕山南側的半封閉地形中,受青藏高原大地形“背風坡”效應所導致的下沉氣流和“弱風效應”影響,冬季京津冀及周邊地區為顯著的下沉氣流區,這不利于大氣對流擴散及污染物清除。這個地區是我國冬季大氣污染重、季節差異顯著的區域,PM2.5濃度冬季普遍偏高,污染重,秋、春季次之,夏季輕。

到底是什么樣的天氣,容易形成空氣重污染?

“從目前統計分析結果來看,在京津冀及周邊地區,符合以下條件時容易產生本地累積型重污染:風速小于2米/秒,對污染物水平擴散極其不利;大氣處于靜穩狀態,垂直擴散能力較差;近地面逆溫,混合層高度低于500米;大氣相對濕度達60%以上,導致氣態前體物向顆粒物加速轉化?!毙煜榈抡f,“在空氣污染過程中,污染累積到一定程度后還會導致氣象條件進一步轉差,重污染和不利氣象條件之間形成顯著的‘雙向反饋’效應。”(人民日報中央廚房·藍藍天工作室 孫秀艷、劉毅、寇江澤)

(責編:白宇)
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