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【专家解读】京津冀区域大气污染又现,秋冬季攻坚进入战斗状态


2018-10-15


 

导    读

10月12日以来,京津冀区域出现了一次大气污染过程,区域上总体为中度污染,太行山-燕山沿线多个城市出现短时重度污染。针对上述情况,国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家对本次重污染过程进行了会商和分析。

 

1

    总体情况

 
 

污染带集中在太行山-燕山沿线城市,达到短时重度污染。

受偏南风输送叠加不利气象条件影响,10月12日夜间起,大气污染物在太行山-燕山沿线城市开始逐渐累积,邢台、唐山等多个城市的PM2.5浓度先后达到小时重度污染。14日13时起,北京市PM2.5浓度也达到小时重度污染水平。截止14日20时,区域内PM2.5日均浓度最高值出现在唐山(13日,106微克/立方米),小时浓度最高值出现在保定(14日1时,164微克/立方米)。

这污染过程看着很眼熟?的确,每年“十一”国庆节前后,京津冀区域都会出现类似的污染过程。而今年国庆期间京津冀区域的空气质量,是近年来最好的一次(北京市除10月5日出现轻度污染,其它均为优良天)。直到10月13日,京津冀区域才出现了今年秋冬季相对较重的一次污染过程。
 

图1  2018年“国庆”前后北京市PM2.5和PM10浓度变化
 

2

    气象原因

 
 

夜间风速低、相对湿度高,是污染物累积和二次转化的气象原因。

从区域风速分布图和相对湿度图上可以看到,10月12日夜间,区域内平均风速小于2 m/s;区域北部(北京、石家庄、唐山、廊坊、保定等城市)相对湿度偏高(大于70%);13日白天,区域南部风速明显增大,相对湿度降至40%左右;13日夜间,区域平均风速又整体降至2 m/s以下,且北部相对湿度超过80%。这种高湿、静稳的不利气象条件,为大气污染物的累积和二次转化提供了“温床”,持续推高PM2.5浓度。
 

图2  10月12–13日“2+26”城市平均风速和相对湿度
 

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    化学成因

 
 

本地排放NOx和区域传输SO2的二次转化,是推高北京市PM2.5浓度的化学成因。

北京市PM2.5浓度在12日午后至13日凌晨、13日下午至14日出现两次快速增长,通过污染特征雷达图分析,12日午后雷达图中PM2.5特征明显,指示气态污染物的二次转化是PM2.5快速增长的重要原因;13日凌晨至上午PM2.5浓度变化不明显,与区域气象条件转好有关;13日下午雷达图中SO2和PM2.5特征明显,考虑到北京地区燃煤污染已得到有效控制,这一特征指示区域传输SO2和气态污染物的二次转化是本次北京市PM2.5快速增长的重要原因。
 

图3 北京市10月12-14日大气污染特征雷达图
 

同时从颗粒物组分特征来看,本次污染过程中硝酸盐仍为北京市PM2.5主要组分,而硫酸盐、铵盐和有机碳组分也不容忽视。北京市PM2.5浓度从12日中午12时开始持续升高,硝酸盐浓度增长趋势与PM2.5浓度增长趋势一致,13日5时起硝酸盐在PM2.5中的质量占比超过40%,同期在天津、保定等城市也观测到类似特征。表明在静稳高湿的不利气象条件下,机动车和工业排放的NOx快速转化成硝酸盐是推高PM2.5浓度的重要原因。13日午后,硫酸盐和铵盐浓度再次升高,可能与东南方向传输的SO2和NH3有关。
 

图4 北京、天津、保定PM2.5组分观测数据
 

4

    污染特征

 
 

本次污染气团在京津冀区域出现明显的“回流”过程。

72小时后向轨迹分析显示,在此次污染过程中,气团的移动轨迹存在明显的“回流”过程。北京市本次近地面(图5蓝线所示)和500米高空(图5红线所示)污染的传输路径均先经过北京或周边城市(如天津、唐山、沧州等),随后经180度的转向再折返回北京。北京本地排放积累的污染物(如NOx)与天津、唐山、沧州等地传输而来的污染物(如SO2、NH3等)相互作用;同时,高空污染物向近地面沉降,高空排放和近地排放的污染物相互作用,是造成近地面PM2.5浓度快速升高的重要原因。
 

图5 北京市(a)10月12日8时、(b)10月12日20时、(c)10月13日8时、(d)10月13日20时72小时后向轨迹(注:蓝线为近地面,红线为500米高空)
 

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    攻坚形势

 
 

污染物排放量居高不下,今年秋冬季京津冀区域污染攻坚形势依然严峻。

根据2017年京津冀及周边地区排放清单研究结果,唐山、沧州、天津等城市的一次PM2.5和SO2、NOx、VOCs等污染物排放量在京津冀及周边地区“2+26”城市中名列前茅,其中唐山因钢铁行业产能巨大,各项污染物排放量较高;沧州工业企业较为密集,由燃煤导致SO2排放量高;天津机动车保有量大,冶金、石化、建材等产业聚集,NOx和VOCs排放量大;而北京市机动车保有量大,NOx和VOCs排放量也较大。

对京津冀区域而言,产业、能源、交通结构的调整不是一蹴而就,需要经历一个相当长的过程。在污染物排放量居高不下的情况下,今年秋冬季京津冀区域污染攻坚形势依然严峻,我们既要有必胜的决心,也要有沉着的耐心。

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    质量预报

 
 

本次污染过程持续时间不长,16日午后区域自北向南空气质量逐步改善。

根据中国环境监测总站会商京津冀及周边地区省级监测中心的最新空气质量预测预报结果,10月15日,区域北部地区高压影响逐步减弱,低压槽过境可能有弱降水,但整体扩散条件较差,河北中南部地区以轻至中度污染为主,部分城市可能出现短时重度污染。

16日午后,受北部冷高压影响,扩散条件自北向南逐步改善,区域大部分地区空气质量好转,以良至轻度污染为主;其中,受上游污染传输影响,16日区域中南部地区部分城市可能出现中度污染和短时重度污染。

 

来源:国家大气污染防治攻关联合中心



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