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藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),精準(zhǔn)施策加油干(2)

氣象條件和空氣重污染之間,存在著怎樣的關(guān)聯(lián)?

攻關(guān)專家運(yùn)用多個(gè)模型系統(tǒng),分析了2000年—2017年氣象條件對(duì)空氣質(zhì)量的影響。結(jié)果顯示,由于氣象條件的年際差異,京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市PM2.5年均濃度的波動(dòng)幅度可達(dá)10%,個(gè)別城市可達(dá)15%;由于氣象條件的月際差異,城市PM2.5月均濃度的波動(dòng)幅度可達(dá)30%以上。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員徐祥德,中國(guó)氣科院大氣成分研究所所長(zhǎng)王亞強(qiáng),國(guó)家氣候中心研究員柳艷菊等組成氣象攻關(guān)團(tuán)隊(duì),對(duì)這一問題開展了深入研究。

徐祥德介紹,京津冀及周邊地區(qū)位于太行山東側(cè)“背風(fēng)坡”和燕山南側(cè)的半封閉地形中,受青藏高原大地形“背風(fēng)坡”效應(yīng)所導(dǎo)致的下沉氣流和“弱風(fēng)效應(yīng)”影響,冬季京津冀及周邊地區(qū)為顯著的下沉氣流區(qū),這不利于大氣對(duì)流擴(kuò)散及污染物清除。這個(gè)地區(qū)是我國(guó)冬季大氣污染最重、季節(jié)差異最為顯著的區(qū)域,PM2.5濃度冬季普遍偏高,污染最重,秋、春季次之,夏季最輕。

“從目前統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來看,在京津冀及周邊地區(qū),符合以下條件時(shí)容易產(chǎn)生本地累積型重污染:風(fēng)速小于2米/秒,對(duì)污染物水平擴(kuò)散極其不利;大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài),垂直擴(kuò)散能力較差;近地面逆溫,混合層高度低于500米;大氣相對(duì)濕度達(dá)60%以上,導(dǎo)致氣態(tài)前體物向顆粒物加速轉(zhuǎn)化。”徐祥德說,“在空氣污染過程中,污染累積到一定程度后還會(huì)導(dǎo)致氣象條件進(jìn)一步轉(zhuǎn)差,重污染和不利氣象條件之間形成顯著的‘雙向反饋’效應(yīng)。”

污染物成分出現(xiàn)哪些新趨勢(shì)?

PM2.5組分發(fā)生明顯變化,專家探索性地將城市空氣污染分為6種類型

空氣污染的“病根”是排放,天氣是誘因,復(fù)雜的顆粒物二次轉(zhuǎn)化是催化劑。重污染天氣中首要污染物大多是PM2.5,這種直徑小于或等于2.5微米(不到人的頭發(fā)絲直徑的1/20)的顆粒物中,主要的成分有哪些,從何而來?這是對(duì)癥下藥時(shí)需要了解的問題。

攻關(guān)研究表明,2017年,“2+26”城市二氧化硫、氮氧化物、PM2.5、可吸入顆粒物(PM10)、揮發(fā)性有機(jī)物、氨和一氧化碳等污染物排放量,同比下降6%—31%,其中,二氧化硫排放降幅最大,氨排放降幅最小。

2017年—2018年采暖季期間,“2+26”城市PM2.5的平均濃度為85微克/立方米,其中有機(jī)物、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽等主要組分的占比分別為28%、19%、12%和11%。這揭示京津冀及周邊地區(qū)大氣PM2.5化學(xué)特征發(fā)生了顯著變化。2018年11月—今年2月主要監(jiān)測(cè)站點(diǎn)在線測(cè)量的結(jié)果,再次印證了這一變化規(guī)律。

——有機(jī)物占比正在下降。

PM2.5組分“黑名單”中,排在第一位的是有機(jī)物。目前,在測(cè)的有機(jī)物達(dá)100多種,主要來自散煤燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣等一次排放和揮發(fā)性有機(jī)物的二次轉(zhuǎn)化,隨著散煤燃燒排放等得到有效治理,有機(jī)物的占比正在下降。

——硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

作為大氣主要污染物之一,二氧化硫是導(dǎo)致酸雨的重要因素,也曾是二次生成PM2.5的最主要來源。很多地區(qū)一直把控制二氧化硫排放總量作為大氣污染治理的頭等工作。攻關(guān)專家認(rèn)為,京津冀及周邊地區(qū)散煤“雙替代”、燃煤鍋爐和“散亂污”企業(yè)綜合整治成效顯著,使得硫酸鹽濃度及占比大幅降低。

——硝酸鹽污染十分突出。

觀測(cè)期間的數(shù)據(jù)分析顯示,京津冀及周邊地區(qū)硝酸鹽區(qū)域性污染十分突出,硝酸鹽絕對(duì)濃度和占比大幅度超過硫酸鹽,成為PM2.5中最主要的二次無機(jī)組分,其濃度快速上升已成為PM2.5爆發(fā)式增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一。這表明,加強(qiáng)氮氧化物的控制非常重要、非常緊迫。

中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研究員薛志鋼告訴記者,“2+26”城市氮氧化物最重要的來源是道路移動(dòng)源,也就是機(jī)動(dòng)車,占比32%;非道路移動(dòng)源即工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶和飛機(jī)等的排放占比17%;電力和供熱行業(yè)排放占比17%;其他工業(yè)排放占20%。抓住重點(diǎn)領(lǐng)域、推進(jìn)氮氧化物減排成為當(dāng)務(wù)之急。

——銨鹽排放須引起重視。

PM2.5組分“黑名單”中銨鹽排在第四位。聯(lián)合攻關(guān)專家、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授劉學(xué)軍表示,銨鹽主要由氨氣通過二次轉(zhuǎn)化而來,其來源主要是農(nóng)業(yè)氨排放,占比高達(dá)85%,其中畜禽養(yǎng)殖占57%,氮肥使用占20%。從時(shí)間分布上看,秋冬季氨排放量低,夏季排放量大。另外,秸稈焚燒等生物質(zhì)燃燒、垃圾填埋場(chǎng)、污水處理廠等也有氨排放。

各個(gè)城市產(chǎn)業(yè)、能源、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)不同,城市化水平及消費(fèi)水平不同,污染呈現(xiàn)不同特點(diǎn)。中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌介紹,根據(jù)城市污染源結(jié)構(gòu)特征,可探索性地將“2+26”城市分為6種類型:

天津、石家莊、唐山、邯鄲、滄州、濟(jì)南、淄博、安陽等城市為綜合工業(yè)污染類;北京、鄭州等城市為偏機(jī)動(dòng)車及溶劑類(裝修涂料、干洗劑、發(fā)膠、染發(fā)劑等);邢臺(tái)、太原、長(zhǎng)治、陽泉、晉城、聊城、濱州等城市為偏煤焦鐵類;廊坊、衡水、濟(jì)寧、德州、新鄉(xiāng)等城市為偏溶劑使用類;保定、鶴壁、焦作等城市為偏建材污染類;菏澤、濮陽、開封等城市為偏農(nóng)業(yè)及石化化工類。

區(qū)域傳輸影響有多大?

區(qū)域傳輸加重污染快速累積,全年平均“貢獻(xiàn)”約20%—30%

兩年多前,一張?jiān)诒本┦形骷t門拍攝的大氣污染團(tuán)從南邊滾滾來襲的照片,在很多人的微信朋友圈中刷屏,至今讓人印象深刻。

“事實(shí)上,攻關(guān)期間,每次重污染我們都開展走航觀測(cè),采用新技術(shù)密切關(guān)注重污染過程。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研究員劉文清說。

京津冀及周邊地區(qū)的特殊地形,使得污染物區(qū)域傳輸對(duì)污染快速累積產(chǎn)生顯著影響。攻關(guān)研究表明,西南通道(太行山前輸送帶)、東南通道(濟(jì)南—滄州—天津輸送帶)和偏東通道(燕山前輸送帶)均影響較大。京津冀及周邊地區(qū)各城市污染程度受到整個(gè)區(qū)域的傳輸影響,全年平均“貢獻(xiàn)”約為20%—30%,重污染期間的“貢獻(xiàn)”還會(huì)再提升約15%—20%。

對(duì)北京市而言,在重污染期間區(qū)域傳輸“貢獻(xiàn)”最高可達(dá)60%—70%,其中西南通道、東南通道和偏東通道都有較大影響。西南通道的定量分析顯示,在典型污染過程的起始階段,向北京的輸送通量最高可達(dá)500—800微克/平方米·秒,污染形成階段的輸送通量在100—200微克/平方米·秒左右。

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員王自發(fā)告訴記者,輸送通量是表示污染物輸送強(qiáng)度的物理量,數(shù)值越大,代表輸送強(qiáng)度越大。“根據(jù)定量分析結(jié)果,按照近地面大氣混合層500米高計(jì)算,在污染過程起始階段,周邊地區(qū)每小時(shí)每公里最高向北京輸送0.9噸—1.5噸PM2.5,影響非常明顯。”

有人認(rèn)為,北京的藍(lán)天受到了周邊地區(qū)的拖累。但北京跟蹤研究工作組專家、清華大學(xué)教授王書肖并不這樣認(rèn)為。她說,如果因此將北京空氣污染完全歸咎于周邊地區(qū),那可就錯(cuò)了。

王書肖表示,大氣污染是區(qū)域性問題,京津冀及周邊地區(qū)在同一空氣流場(chǎng)內(nèi),各城市的污染物相互影響,北京既受其它城市影響,也影響其它城市,空氣質(zhì)量一榮俱榮、一損俱損,誰都難以獨(dú)善其身。

區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量相對(duì)較好的地方,對(duì)區(qū)域傳輸“貢獻(xiàn)”會(huì)小一些,這是大家的普遍印象。但專家們對(duì)各城市細(xì)致的“體檢”,推翻了這樣的誤解。

“天津市去年P(guān)M2.5年均濃度為52微克/立方米,其中一個(gè)原因是得益于相對(duì)較好的擴(kuò)散條件。”中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研究員孟凡說,天津污染物排放總量很大,但一次PM2.5直接排放并不是很高,只有唐山市的1/3,對(duì)本地造成的影響比較小。不過,天津的二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物排放較高,排名“2+26”城市前列。這些PM2.5前體物轉(zhuǎn)化成硫酸鹽、硝酸鹽和顆粒物有機(jī)組分需要一定時(shí)間,輸送過程中伴隨著轉(zhuǎn)化,對(duì)區(qū)域污染影響較大。空氣質(zhì)量模型模擬計(jì)算顯示,天津的污染物對(duì)區(qū)域傳輸?shù)?ldquo;貢獻(xiàn)”在“2+26”城市中排名靠前。

攻關(guān)研究顯示,區(qū)域排放總量位居前列的5個(gè)城市,河北占了3個(gè)。西南通道也就是冀中南太行山沿線方向,包括河北石家莊、保定、邢臺(tái)、邯鄲等城市,工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、能源結(jié)構(gòu)偏煤、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)偏公路等問題突出,污染物排放總量較高,遠(yuǎn)超環(huán)境容量。東部的唐山市,工業(yè)污染特征也十分突出。

“河北空氣質(zhì)量相對(duì)較差,只有大幅削減污染物排放,才能提升本地空氣質(zhì)量,促進(jìn)京津冀及周邊地區(qū)空氣質(zhì)量持續(xù)改善。”河北省生態(tài)環(huán)境廳廳長(zhǎng)高建民說。生態(tài)環(huán)境部大氣環(huán)境管理司司長(zhǎng)劉炳江強(qiáng)調(diào):“區(qū)域大氣污染治理過程中,各個(gè)城市首先要‘自掃門前雪’,把本地污染排放降下來。”

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[責(zé)任編輯:銀冰瑤]
標(biāo)簽: 藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)