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专家详解京津冀及周边大气重污染成因

编辑/2018-11-15/ 分类:百科知识/阅读:
11月12日以来,京津冀及周边地区经历了一次大气重污染过程,整体为中、重度污染,主要集中在北京、河北中南部和河南北部区域。截至14日10时,该区域内北京、石家庄、保定等13个城市空气质量达重度污染水平,PM2.5日均浓度最高达200微克/立方米,PM2.5小时浓 ...
  11月12日以来,京津冀及周边地区经历了一次大气重污染过程,整体为中、重度污染,主要集中在北京、河北中南部和河南北部区域。截至14日10时,该区域内北京、石家庄、保定等13个城市空气质量达重度污染水平,PM2.5日均浓度最高达200微克/立方米,PM2.5小时浓度最高达289微克/立方米。国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家会商,对本次污染成因进行了分析解读。

  污染物排放量大是主因

  在中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌看来,多种污染物高强度的叠加排放是推高本次污染过程中各地PM2.5浓度的重要原因。

  京津冀及周边地区聚集了大量的电力、钢铁、建材、有色金属、化工等高耗能产业,煤炭等能源消耗量巨大,柴油货车、非道路机械使用频度高,是全国污染物排放强度最大的区域。“初步估算,京津冀及周边地区的二氧化硫排放强度仍是全国平均水平的3.6倍,氮氧化物和烟粉尘排放分别是全国平均水平的4倍和6倍。从地理分布上看,天津、唐山和太行山沿线的石家庄、邢台、邯郸,以及山东济南、淄博、滨州和山西太原等,均是污染物排放量和排放强度较大的城市;从污染物排放的行业分布看,电力、燃煤锅炉、冶金、建材、柴油货车和非道路机械是主要的排污行业。”贺克斌表示。

  自11月中旬起,京津冀及周边地区部分城市开始采暖,城市供暖锅炉和农村地区散煤采暖炉逐步启用,各地燃煤污染物排放增加。“据估计,进入采暖季后,京津冀及周边地区二氧化硫排放增加近50%,一次PM2.5排放增加约30%,尤其作为PM2.5主要成分的有机碳排放增加近1倍。”贺克斌指出。

  不利气象条件是诱因

  华北区域进入秋冬季后,虽然污染过程多发,但中科院大气物理研究所研究员王自发认为,本次过程与以往相比呈现较大差异。

  根据气象条件变化及污染发生发展特点,王自发将其分为三个阶段:

  一是局地静稳污染积累阶段。11日至12日,受弱高压系统控制,地面以静风和弱偏南风为主,污染呈现以局地污染累积为主的形势,为本次污染过程的起始。

  二是偏南风输送及污染汇聚阶段。12日夜间至15日凌晨,受高压系统后部影响,太行山及燕山山前区域以偏南风为主,区域污染呈现出向山前平原区域输送和汇聚的形势,同时兼受逆温和高湿等不利气象条件影响,预计将达到本次污染过程峰值,是本次污染过程的核心时段。

  三是偏北风缓慢清除阶段。15日白天至16日,西北向冷空气开始系统性自北向南影响京津冀中南部区域,预计15日上午北京市污染状况逐步缓解,下午显著改善;15日夜间起冷空气开始影响京津冀南部城市;16日污染形势彻底缓解。

  本次污染过程,华北区域高湿度是其显著特征,多个城市有大雾过程出现。“区域性高湿度非常有利于大气中气态污染物向颗粒态转化,PM2.5组分中硝酸盐等二次反应生成的成分迅速升高,在持续性偏南风的作用下向太行山及燕山山前城市汇聚;此外,大气垂直层结构相对稳定,夜间至清晨有区域性逆温过程出现。”王自发认为,多种不利气象条件综合作用,成为本次污染过程的重要诱因。

  双向反馈加剧PM2.5污染

  在污染物排放量大而北方又进入采暖季的情况下,11日,京津冀地区形成了以区域气团稳定、水汽向颗粒物凝结率高为特征的停滞—静稳不利气象条件。

  据中国气象科学研究院研究员张小曳介绍,污染形成初期,华北处于高空高压脊环流控制下的下沉区,西南和东南污染输送通道有偏南风将污染物向北输送到北京;其中东南通道来自海上,带来较多水汽,使得河北西南部、河南中东部出现大雾甚至强浓雾,大量气溶胶粒子成为凝结核进入云雾体系。

  13日清晨,随着PM2.5浓度累积到在区域许多站点超过100微克/立方米的阈值,触发了不利气象条件与PM2.5污染之间相互促进的“双向反馈机制”。“例如,北京大气低层出现明显的增湿现象,许多气溶胶粒子成为云雾的凝结核,形成霾向雾的转换,导致地面接收的辐射进一步下降,稳定边界层结构更加明显,能见度进一步降低。”张小曳解释。

  不过,这种局面会随着冷空气的到来而结束。“预计15日上午,随着冷空气到达,北京的PM2.5污染将明显下降;15日午后,河北中南部空气质量明显转好。”张小曳说。

  (本报北京11月14日电 本报记者 张蕾)

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