京津冀及周边大气污染成因为何
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京津冀及周边大气污染成因为何

2020-09-12 08:49 主页 来源:未知
 京津冀及周边大气污染成因为何

“污染物排放量超出环境容量的50%以上,是重污染频发的根本原因。”谈到京津冀及周边地区的秋冬季大气污染主要成因话题,生态环境部副部长赵英民11日作出如上表述。

国新办9月11日举行国务院政策例行吹风会,介绍科技助力打赢蓝天保卫战有关情况。会上有记者提问称,通过攻关项目的研究,京津冀及周边地区的秋冬季大气污染主要成因是什么?主要来源有哪些?

“为了全面搞清楚区域重污染成因,攻关项目设计了相互印证的综合观测、实验分析和数字模拟相结合的闭合研究技术体系,建成国内最大的区域空天地一体的综合立体观测网,实时跟踪重污染过程发生、发展、传输和消散,动态掌握污染大气当中的组分变化情况和污染来源,从污染物排放情况、化学转化、气象条件变化、污染传输四个方面,全面阐明了区域秋冬季重污染的成因。”赵英民表示。

赵英民指出,归纳起来,有四个方面的因素共同作用,导致了区域重污染天气的发生:

一是污染物排放量超出环境容量的50%以上,是重污染频发的根本原因。“京津冀及周边地区,也就是我们常说的‘2+26’城市,高度聚集重化工产业,区域内以煤炭为主的能源利用方式、以公路运输为主的货运方式,导致了区域内主要大气污染物排放量居高不下,单位国土面积主要污染物的排放量是全国平均水平的2-5倍,不同的污染物排放量倍数不一样。”赵英民说,除了二氧化硫以外,区域内的主要污染物排放量均超出了环境容量的50%以上,部分城市甚至超出80%-150%。另外,秋冬季主要污染物排放量,由于取暖的原因,比平时额外增加大约30%的排放量。总体来说,区域内的污染物排放超出环境容量,应该是重污染频发的根本原因。

攻关项目在“2+26”城市布设了109个采样点,采集了5.8万多个样品,在线测定了49万条化学组分数据。2018-2019年秋冬季的PM2.5来源解析表明,工业和民用散煤、柴油车对区域PM2.5的贡献分别达到了36%、17%和16%,也就是贡献最大的三个方面,是重污染的主要来源。在工业源中,钢铁焦化行业的贡献最大,其次是水泥行业。

二是大气中氮氧化物和挥发性有机物的浓度高,造成大气氧化性增强,是重污染期间二次PM2.5快速增长的关键因素。PM2.5一部分是直接排放的,但是还有一部分是由于排放到空气中的气态污染物,二氧化硫、氮氧化物等通过二次转化,在空气中形成细颗粒物,这部分PM2.5叫二次转化的PM2.5。随着大气污染治理的不断深入,一次组分占比明显下降,由空气中污染物转化成颗粒物的二次组分占比不断上升。

2013年以来,二次组分占比逐渐上升的趋势比较明显,从40%上升到50%左右,在重污染期间,颗粒物组分以二次污染物为主,比例能达到60%甚至更高。区域内氮氧化物和VOC的浓度高,会在大气中发生快速的光化学反应,导致大气氧化性总体处于高位,这是促使空气中气体污染物转成二次PM2.5的一个决定性因素。北京市的大气氧化性比伦敦、东京等城市大约要高出2-3倍。高氧化性也导致了区域重污染期间二次转化速率升高3-5倍。大气氧化性一方面是推动气态污染物转成PM2.5,同时也会在夏天推动臭氧形成。因此控制大气氧化性,是下一步协同控制PM2.5和臭氧的交叉点和关键点,有“一石双鸟”的效果。

三是不利的气象条件导致了区域环境容量大幅降低,这是重污染天气形成的必要条件。京津冀及周边地区位于太行山东侧和燕山南侧的半封闭地形中,因此客观上存在着一个“弱风区”,同时在这个区域的上空,对流层有一个“暖盖”的结构。大气扩散条件“先天不足”,这主要是相对其他地方而言,本身这个地方的扩散条件就差,因此导致环境容量较小。受气候变化的影响,2000年以来,区域环境容量整体呈现下降态势。另外,环境容量还呈现季度和月度差异,夏天为什么空气好,很重要的一个原因就是空气扩散条件好。另外每个月、每年也因为气象因素的变化有不同。

总体而言,秋冬季比春夏季环境容量平均要小30%左右,1月份的环境容量大概是7月份环境容量的一半。因此,一旦近地面的风速小于2米/秒,逆温导致的边界层高度降到500米以下,相对湿度高于60%,大气环境容量就会进一步减少50%-70%,因此极易诱发重污染天气。第一个因素是排放多。同时由于这个区域西边北边都是山,环境容量先天不足,冬天又比夏天容量减少一半,两个因素叠加在一起就很容易出现重污染。

四是区域传输对PM2.5影响显著,各城市平均贡献率大约是20%-30%,重污染期间进一步增加到了35%-50%。大气污染治理开始阶段,往往因为本地排放比较多,本地源对本地的环境质量影响比重是比较大的。随着污染治理的深入,本地源占比逐步减少,外来输入逐步增加。攻关项目对2013年以来近百次的重污染天气过程进行了分析表明,重污染期间,区域传输对北京市PM2.5的平均贡献率大概是45%左右,个别过程可以达到70%,污染物在区域主要有三个传输通道,这也是这次攻关项目经过研究观测得出的结论。

一个通道是西南通道,也就是河南北部-邯郸、-石家庄-保定-北京一线,这个通道传输频率最高,输送强度最大,重污染过程平均的贡献率约20%,个别重污染过程可以达到40%。第二个通道是东南通道,就是山东中部-沧州-廊坊-天津中南部沿线。第三个通道是偏东的通道,也就是唐山-天津北部-北京这条线。

赵英民表示,这四个原因相互叠加,造成了区域秋冬季重污染天气发生。治理更多的还是要针对人为排放,大幅减少污染物排放,这样即便遇到极端不利气象条件,也不会再发生重污染天气