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决战蓝天保卫战行动 秋冬季京津冀空气重污染成因更明确

返回列表 来源: 发布日期:2020-10-14

“如果要彻底消除重污染,实现蓝天白云常在,京津冀及周边地区‘2+26’城市主要大气污染物的排放量,需要在2016年的基础上消减40%—75%。”在9月11日国新办举行的国务院政策例行发布会上,国家大气污染防治攻关联合中心副主任、中国环境科学研究院大气领域首席科学家柴发合表示。

污染物排放量超出环境容量50%以上,是重污染频发的根本原因重污染的成因和来源是社会关注的焦点,也是大气重污染成因与治理攻关项目的重点。经全面深入分析研究和专家广泛讨论,攻关项目从污染物排放、化学转化、气象条件、污染传输4个方面,全面阐明了京津冀及周边地区秋冬季大气重污染的成因。

“‘2+26’城市,高度聚集的重化工产业、以煤炭为主的能源利用方式、以公路运输为主的货运方式,导致区域内主要大气污染物排放量仍居高位,单位国土面积主要污染物排放量是全国平均水平的2—5倍。”生态环境部副部长赵英民表示,除二氧化硫外,区域内主要污染物排放量超出环境容量50%以上,部分城市超出80%—150%,秋冬季主要污染物排放量高于春夏季。

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%,是贡献最大的三个方面,也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。

大气中氮氧化物和挥发性有机物浓度高,造成大气氧化性强,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,还有一部分是由排放到空气中的气态污染物二氧化硫、氮氧化物等,通过二次转化形成的。”赵英民说。

随着大气污染治理不断深入,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。

赵英民表示,区域内氮氧化物和挥发性有机物的浓度高,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。北京市大气中主要氧化剂浓度是伦敦、东京等城市的2—3倍,导致重污染期间二次转化速率升高3—5倍。

秋冬季一旦遇到极端不利气象条件,还会发生重污染过程

赵英民说,不利气象条件导致环境容量大幅降低,是重污染形成的必要条件。所谓环境容量,就是在一定时间和空间范围内,在确保人体健康和生态安全或生态环境不遭受损害的前提下,人为能排放多少污染物。“对PM2.5来说,它的来源既有一次的,也有二次的,并且是一对多的关系,不像二氧化硫是一对一的关系。所以要把它的环境容量算出来是非常难的。”柴发合说。

算出环境容量的作用有两个,一是用来阐述现在大气重污染的形成原因,二是为未来的大气污染防治给出定量的减排要求或者减排策略。柴发合表示,作为重要的技术难点,大气重污染成因与治理攻关项目,充分考虑了PM2.5受大气物理过程影响,包括长距离输送、区域之间相互影响,以及复杂的二次生成化学机制的影响。“基于第三代空气质量模型,研发了以PM2.5浓度目标为约束的多污染物环境容量算法。”

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。受气候变化影响,2000年以来,区域环境容量整体呈下降趋势。环境容量还呈现显著的季度和月度差异,秋冬季比春夏季平均小30%左右,1月的环境容量约是7月的一半。

“污染物到了京津冀这个区域,水平输送不畅,垂直扩散也受到抑制。环境容量还有年代际变化、年际变化,以及季度和月份的变化,环境容量资源非常有限。”柴发合说。

此外,区域传输对PM2.5浓度影响显著,各城市平均贡献率大约是20%—30%,重污染期间进一步增加到35%—50%。攻关项目对2013年以来近百次重污染天气过程进行的分析表明,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%。

“四方面原因相互叠加,造成了区域秋冬季重污染天气发生。我们治理更多的还是要针对人为排放,大幅减少污染物排放,这样的话,即便遇到极端不利气象条件,也不会再发生重污染天气。”赵英民表示。

“当前大气污染和气象条件,特别是不利的气象条件没有‘脱敏’。京津冀及周边地区的能源、产业结构和交通运输结构的调整,不可能一蹴而就,污染物排放量仍然比较大。”柴发合表示,秋冬季一旦遇到极端不利气象条件,还会发生一些重污染的过程,大家还是要有思想准备。

柴发合介绍,攻关项目根据空气质量改善目标提出针对性治理对策:继续以控制秋冬季PM2.5污染为核心做好防治工作,同时开展PM2.5和臭氧污染协同治理;在整个区域,以氮氧化物和挥发性有机污染物减排为重点,实施多污染物协同减排;加强传输通道城市污染管控,适当扩大京津冀及周边地区的联防联控范围,强化联防联控机制;以能源、产业、交通、运输结构调整为重点,推动经济高质量发展。

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