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京津冀及周邊地區再現重污染 專家解答成因

http://www.491486.live發布日期:2020-02-17環保輿情網
    今年春節以來,京津冀及周邊地區多次出現重污染天氣過程,中國工程院院士賀克斌和有關專家就網友關心的重污染成因和變化趨勢等問題進行了解讀。

    問題一:春節以來,假期又逢疫情,社會活動水平很低,為什么還有重污染?

    中科院大氣物理所研究員王自發:大氣污染程度和排放有關,也和大氣環境容量有關。大氣環境容量是一個城市、一個區域空氣質量達標時,最大能容納各種大氣污染物的排放量,其大小會因氣候、氣象條件等因素影響而動態變化,氣象條件好的時候環境容量大,氣象條件差的時候環境容量小。就平均水平而言,京津冀及周邊地區“2+26”城市秋冬季大氣污染排放量大大超出環境容量,在極端不利氣象條件下,甚至能超出環境容量4倍,這種情況持續時間長,就會導致出現重度或嚴重污染。

    今年春節以來,受假期和疫情影響,社會活動水平有所下降,“2+26”城市PM2.5、SO2、NOx、VOCs等主要污染物排放量較秋冬季平均水平下降約20-30%。但同時,區域內頻繁出現長時間靜穩、強逆溫、高濕的不利氣象條件,平均風速整體低于2米/秒,相對濕度高于60%,逆溫高達10度(逆溫是影響污染物擴散的關鍵因素之一,正常情況下,海拔高度越高,溫度越低,空氣自暖向冷流動,有助于污染物垂直擴散。但在發生逆溫時,情況剛好相反,高空溫度比地面高,空氣垂直上升受阻,就像鍋蓋一樣蓋在區域上空,污染物難以擴散。10度逆溫屬于強逆溫。),邊界層高度降低到300-500米(是正常情況下的1/2至1/3),京津冀中部、河南中部、山東西部等地多次出現大霧天氣,這導致區域大氣環境容量比平時減少約50%,太行山前的城市環境容量變得更低。也就是說,污染排放量下降了,但下降幅度遠未達到環境容量。大氣觀測和研究初步評估結果是近期不利氣象條件導致環境容量大幅度減小,雖然社會活動水平處于較低水平,但大氣污染物排放的量仍然超過環境容量2倍以上,這是近期再現重污染的主要原因。

    從近10年的氣象觀測數據分析,京津冀及周邊“2+26”城市處于相同的大氣流場中,有時這些城市同步處于不利的氣象條件下,大氣環境容量整體變低。有時發生在局部,如河南北部城市、河北太行山前城市、北京和天津周邊城市等,氣象上叫“氣象輻合”,即各個城市排放的大氣污染物向輻合中心積聚。在當前各個城市排放水平都超環境容量的情況下,哪里發生氣象輻合,哪里就成為污染物積聚區,導致該區域出現重污染。

    今年春節期間,北京和天津等周邊城市就發生了氣象輻合,出現了重污染,所以這里的群眾感覺到我們這里幾乎什么都停了怎么還有重污染。而河南、山東等省份的城市空氣質量卻持續優良,那里的群眾感覺到企業、汽車、建筑工地停下來,還真就沒有污染了。從氣象預測看,從當前到2月13日,這次氣象輻合又發生在北京、天津及周邊,目前此京津冀地區只有5個城市出現重污染,其他城市均保持優良或輕中度污染。

    問題二:車停了,工地停了,企業停了,還有什么排放,怎么還超環境容量?

    交通運輸部規劃研究院環境所所長徐洪磊:從我掌握的情況看,京津冀及周邊地區交通流量確實大幅下降。交通量觀測數據顯示,春節期間,京津冀及周邊地區,公路貨車和客車流量較平時分別下降了77%和39%。而且受疫情影響,春節假期后,區域交通流量仍維持相對較低水平,沒有出現2019年春節假期后交通流量恢復至正常水平的現象。粗略估算,區域內交通運輸產生的污染排放量至少下降4成以上。從生態環境部監測站點數據分析,京津冀及周邊“2+26”城市自春節到正月十五日,NO2濃度同比下降30%左右。但2月10日和11日,隨著復工復產,城市內和城際間的交通流量又開始有明顯增加,NO2濃度同前段時間相比明顯上升,北京市PM2.5組分監測顯示硝酸鹽占比大幅上升,成為抬升PM2.5濃度的主要因子。這些說明,機動車排放的NOx仍是區域大氣污染的主要成因之一,這也得到了觀測數據的科學驗證。雖然每次霧霾的主要成因和各排放源貢獻占比會有不同,但就區域大氣污染成因而言,不能因為車流量的減少就認定其排放的污染物與霧霾沒有關系。

    中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌:確實,施工工地大部分都停工了,車流量大幅下降,餐飲服務業、勞動密集型輕工業等行業也大部分停工,這類企業污染排放大幅度降低。這些從監測數據上也能體現出來。2020年除夕至正月十五,區域PM10平均濃度較2019年春節同期下降13.3%,NO2下降22.6%。

    受疫情管控影響,很多行業的排放量有較大幅度的下降,這對我們科學工作者而言,也是一次重污染天氣發生的案例研究,對以后重污染應對精準施策的檢驗,管控什么有用,管控什么無用的實證。由于我國北方冬季取暖和區域重污染行業相對集中,排放方面大家有一些沒注意到的情況。先說采暖,由于大量務工人員回鄉,居民采暖需求增長,雖然部分農村已經完成了煤改氣煤改電,但還有1000多萬戶用煤取暖,一噸散煤燃燒排放的污染物相當于電廠燃煤排放污染物的15倍以上。今年春節到日前與去年同時段相比,農村地區衡量燃煤量的CO濃度增加了10%以上。說明農村散煤用量較春節前有所增加。再說工業,目前停工的主要集中在加工業、輕工業,而工業大氣污染物排放的主要來源,主要是高污染、高能耗的資源型行業,比如火力發電、鋼鐵、焦化、玻璃、耐火材料、石化化工、氧化鋁、電解鋁等,這些行業往往存在不可中斷的生產工序,需要常年運轉。

    從主要工業產品產量來看,今年春節期間,全國鋼鐵產量較春節前小幅下降,日均鐵水產量降幅2%左右,但總體產量仍高于去年同期0.6%,北方地區除個別企業因所在村莊發現疫情停產外,其余企業減產幅度不大,相關行業協會的數據顯示,河北省鋼鐵企業高爐開工率略高于去年;有色金屬行業產量較年前有小幅波動,總體基本無變化;典型大型企業的電解鋁、氧化鋁日均產量較平時變化幅度在±3%以內,電解鉛、鋅錠和陰極銅日均產量下降幅度僅為2%,炭素產量降幅在9%以內;平板玻璃和焦炭產量、原油加工量保持平穩。從污染物在線監測數據看,初一到十五期間,火力和鋼鐵行業污染物排放量較節前下降約10%左右,焦化、石化、玻璃、有色等行業無明顯變化趨勢。

    這些數據說明,在京津冀及周邊地區,秋冬季占比高達三分之二的工業和采暖所排放的大氣污染物并未實質性下降,而這些排放源也是這個區域的基礎排放量,大氣污染排放量并未“傷筋動骨”,當氣象條件不利導致環境容量下降時,基礎排放量未變就會超出環境容量并出現重污染過程。

    問題三:多地出臺禁放規定,正月十五出現污染天氣還是煙花爆竹影響嗎?

    中國環境監測總站大氣室主任唐桂剛:近年來多地出臺了煙花爆竹的禁限放規定,從效果上看還是非常顯著的。2020年除夕19時至初一6時,京津冀及周邊地區城市PM2.5、PM10平均濃度與去年相比分別下降了13.7%和33.8%,北京市單站點PM2.5最高濃度相對去年單站點最高濃度下降約29%;元宵節夜間,區域PM2.5、PM10平均濃度分別比去年元宵節同期下降34.9%和40.3%,北京市PM2.5峰值濃度同比降低38%。河南省今年管控較為有力,除夕和元宵節期間均未因燃放煙花爆竹出現重污染天氣,但相對的保定市管控較差,造成了PM2.5濃度爆表。同時,由于各地禁限放措施主要集中在主城區或主干道周邊,大量農村地區和城鄉結合部沒有提出禁限放要求,導致春節及元宵節期間煙花爆竹的燃放量仍較大、較集中,對空氣質量的影響仍較明顯。2020年春節期間,區域內縣城與各市城區相比,區域PM2.5濃度峰值偏高幅度達61%。

    今年元宵節期間,疊加不利氣象條件及煙花爆竹燃放影響,區域內太原、邯鄲、石家莊等8個城市PM2.5濃度達到重度污染水平。北京市PM2.5峰值期間,煙花爆竹特征組分硫酸鹽、氯離子、鉀離子、鎂離子較平時的濃度上升了5.5、5.8、32.8、30.7倍,而其他組分受氣象條件影響僅上升了0.5-1.5倍。同時,受不利氣象條件影響,今年元宵節煙花爆竹燃放產生的污染物還存在明顯滯留情況,正月十六白天PM2.5中的鉀離子等仍較平時的濃度高出10倍左右。

    從歷年監測結果來看,春節和元宵節期間均容易發生污染過程。自2013年以來,幾乎每年大年初一都出現了污染過程,2015到2017年最重,北京市初一均達到重度甚至嚴重污染,PM2.5小時濃度最高達700微克/立方米;區域內最多的一年有12個城市達到重度及嚴重污染;PM2.5小時濃度峰值最高為807微克/立方米。一樣的情況也出現在每年元宵節夜間。由此可見,如遇不利氣象條件,煙花爆竹集中燃放的污染物不易消散,而且影響還會進一步拉長。

    問題四:此次污染過程要持續到什么時候,未來空氣質量如何?

    中央氣象臺首席預報員桂海林:近期隨著北方氣溫回升,大氣形勢趨于靜穩,盡管受疫情的影響,全社會大氣污染物排放量較低,但由于不利氣象條件與高濕空氣以及元宵節部分民眾煙花爆竹燃放和區域各種污染源排放的共同影響,近期在京津冀及周邊地區仍出現了較長時間、較大范圍的大霧也將加重污染程度。

    臨近的一次污染過程起始于2月7-8日,污染首先在河北南部、山東北部等地開始累積發展,空氣質量達到中至重度污染水平。8日午后開始,受偏南風及地形影響,區域南部的污染物向北匯集,北京、天津及唐山、廊坊、保定等城市發生氣象輻合,污染物濃度快速攀升,由于南部城市持續傳輸,9日和10日河南、山東及河北部分城市空氣質量好轉,但北京和天津及周邊城市是污染物積聚區,成為污染最重的幾個城市。

    從目前氣象資料分析,2月11-13日,京津冀及周邊區域仍將維持靜穩、高濕和強逆溫狀態,污染總體來說仍將維持并發展,河南、山東及河北部分城市空氣質量相對較好,但北京、天津一帶地區仍會出現大霧天氣并伴有中至重度污染。其中,13日白天大氣擴散條件最差,濕度達到飽和、貼地強逆溫、氣壓低、天空陰天,預計京津冀中部地區將達到此次過程的污染峰值。13日夜間開始,隨著冷空氣的侵入以及降水的影響,擴散條件好轉,污染物逐漸清除。14日隨著較強冷空氣南下,這次污染過程才會徹底結束。目前看,14日后,整體擴散條件有利,較好的空氣質量將會持續一段時間。

    中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌:雖然春節放假和疫情控制期間,各類污染源排放量和排放強度下降,但受特別不利氣象條件影響,區域大氣環境容量顯著降低。在這種情況下仍然會出現重污染天氣,尤其是在目前“2+26”城市排放強度下,雖然總排放量有所降低,但大部分城市排放的污染物向少數幾個城市積聚,使這幾個城市的大氣污染物承載量遠超環境容量,就會發生重污染,北京、天津等城市目前就是這種狀況。從監測數據分析,北京市二氧化硫濃度是前幾天的三倍以上,拉升PM2.5濃度的主要是硫酸鹽和硝酸鹽,說明外界傳輸影響還是很大的。

    客觀上說,現在的污染過程和以往相比,明顯呈現影響范圍變小、積累時間變長、持續時間變短、峰值濃度變低、污染程度變輕的特征。本次北京市及周邊幾個城市發生的重污染過程,其氣象要素及結構配置與2016年11月23-27日污染過程較為相似性,該污染過程中,北京、天津、石家莊、廊坊、唐山、保定、邢臺7個城市出現重度污染,北京、石家莊、保定三個城市達到嚴重污染級別,石家莊、保定均有點位PM2.5濃度爆表。對比而言,本輪污染過程中,水平輻合風場持續時間更長且更穩定,清晨至上午時段相對濕度更高,大氣靜穩條件更加不利,如果這種氣象條件出現在2016年的污染過程,按當時的排放水平,爆表城市可能更多。

    因此,打贏藍天保衛戰,應以減少最影響人民群眾幸福感的重污染天氣為目標,京津冀及周邊地區各城市要有一盤棋思想,未來必須堅持聯防聯控聯治,持之以恒的開展能源結構、產業結構、交通結構、用地結構的調整,強化污染排放控制,大幅削減大氣污染排放強度,不斷改善環境空氣質量。

 

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