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全民宅在家缘何重污染天气依然频发?

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这个特殊的春天,让不少宅在家里抗疫隔离的人们有了更多的时间,透过窗户观察外面的世界。但京津冀及周边地区春节以来出现的多次重污染天气过程,又不禁让人们心头打了几个不小的问号。假期又逢疫情,社会活动水平很低,为什么还有重污染?车停了,工地停了,企业也停了,还有什么排放?污染过程要持续到什么时候,未来空气质量如何?

对此,多位专家就网友关心的重污染天气成因和变化趋势等问题进行了解读。

不利气象条件导致环境容量大幅度减小

首先,我们需要明确与大气污染程度相关的两个概念。一个是污染排放量,一个是大气环境容量。污染排放量大家都十分熟悉,而大气环境容量,是一个城市、一个区域空气质量达标时,最大能容纳各种大气污染物的排放量。

大气环境容量是动态变化的。据中科院大气物理所研究员王自发介绍,其大小受气候、气象条件等因素影响,气象条件好的时候环境容量大,气象条件差的时候环境容量小。

王自发表示,就平均水平而言,京津冀及周边地区“2+26”城市秋冬季大气污染排放量大大超出环境容量,在极端不利气象条件下,甚至能超出环境容量4倍,这种情况持续时间长,就会导致出现重度或严重污染。

今年春节以来,受假期和疫情影响,社会活动水平有所下降。据王自发介绍,“2+26”城市PM2.5、SO2、NOx、VOCs等主要污染物排放量较秋冬季平均水平下降约20%~30%。但同时,区域内频繁出现长时间静稳、强逆温、高湿的不利气象条件,平均风速整体低于2米/秒,相对湿度高于60%,逆温高达10摄氏度。

逆温是影响污染物扩散的关键因素之一。正常情况下,海拔高度越高,温度越低,空气自暖向冷流动,有助于污染物垂直扩散。但在发生逆温时,情况刚好相反,高空温度比地面高,空气垂直上升受阻,就像锅盖一样盖在区域上空,污染物难以扩散。10摄氏度逆温属于强逆温。

同时,京津冀中部、河南中部、山东西部等地多次出现大雾天气,这些因素导致区域大气环境容量比平时减少约50%,太行山前的城市环境容量变得更低。

大气观测和研究初步评估结果是,近期不利气象条件导致环境容量大幅度减小,虽然社会活动水平处于较低水平,但大气污染物排放的量仍然超过环境容量2倍以上,这是近期重污染天气频发的主要原因。

中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌进一步指出,尤其是在目前“2+26”城市排放强度下,虽然总排放量有所降低,但大部分城市排放的污染物向少数几个城市积聚,使这几个城市的大气污染物承载量远超环境容量,就会发生重污染,北京、天津等城市目前就是这种状况,受外界传输影响还是很大。

贺克斌表示,客观上说,现在的污染过程和以往相比,明显呈现影响范围变小、积累时间变长、持续时间变短、峰值浓度变低、污染程度变轻的特征。本次北京市及周边几个城市发生的重污染过程,其气象要素及结构配置与2016年11月23日~27日污染过程较为相似。对比而言,如果本轮污染过程的气象条件出现在2016年的污染过程,按当时的排放水平,可能出现更多的城市爆表。

区域大气污染物基础排放量并未实质性下降

受疫情管控影响,近期以来,很多行业的排放量有了较大幅度的下降。对于科学工作者而言,这是一次重污染天气发生的案例研究,对以后重污染天气应对精准施策的检验,管控什么有用、管控什么无用的实证。

以交通因素为例。交通量观测数据显示,春节期间,京津冀及周边地区公路货车和客车流量较平时分别下降了77%和39%。而且受疫情影响,春节假期后,区域交通流量仍维持相对较低水平,没有出现2019年春节假期后交通流量恢复至正常水平的现象。

交通运输部规划研究院环境所所长徐洪磊表示,粗略估算,区域内交通运输产生的污染排放量至少下降4成以上。

从生态环境部监测站点数据分析,京津冀及周边“2+26”城市自春节到正月十五日,NO2浓度同比下降30%左右。但2月10日和11日,随着复工复产,城市内和城际间的交通流量又开始有明显增加,NO2浓度同前段时间相比明显上升,北京市PM2.5组分监测显示硝酸盐占比大幅上升,成为抬升PM2.5浓度的主要因子。

徐洪磊指出,机动车排放的NOx仍是区域大气污染的主要成因之一,这也得到了观测数据的科学验证。虽然每次重污染天气的主要成因和各排放源贡献占比会有不同,但就区域大气污染成因而言,不能因为车流量的减少就认定其排放的污染物与重污染天气没有关系。

除了交通因素,就当前情况来看,京津冀及周边地区施工工地大部分都停工了,车流量大幅下降,餐饮服务业、劳动密集型轻工业等行业也大部分停工,这类企业污染排放大幅度降低。从监测数据来看,2020年除夕至正月十五,区域PM10平均浓度较2019年春节同期下降13.3%,NO2下降22.6%。

污染物排放降低,为何还会出现重污染天气?贺克斌表示,在污染物排放方面,还有一些大家没注意到的情况。

一是采暖。由于大量务工人员回乡,居民采暖需求增长,虽然部分农村已经完成了煤改气、煤改电,但还有1000多万户用煤取暖,一吨散煤燃烧排放的污染物相当于电厂燃煤排放污染物的15倍以上。今年春节到日前与去年同时段相比,农村地区衡量燃煤量的CO浓度增加了10%以上。说明农村散煤用量较春节前有所增加。

二是工业。目前停工的主要集中在加工业、轻工业,而工业大气污染物排放的主要来源,主要是高污染、高能耗的资源型行业,比如火力发电、钢铁、焦化、玻璃、耐火材料、石化化工、氧化铝、电解铝等,这些行业往往存在不可中断的生产工序,需要常年运转。

从主要工业产品产量来看,今年春节期间,全国钢铁产量较春节前小幅下降,日均铁水产量降幅2%左右,但总体产量仍高于去年同期0.6%,北方地区除个别企业因所在村庄发现疫情停产外,其余企业减产幅度不大。

从污染物在线监测数据看,初一到十五期间,火力和钢铁行业污染物排放量较节前下降约10%左右,焦化、石化、玻璃、有色等行业无明显变化趋势。

也就是说,在京津冀及周边地区,秋冬季占比高达三分之二的工业和采暖所排放的大气污染物并未实质性下降,而这些排放源也是这个区域的基础排放量,大气污染排放量并未“伤筋动骨”,当气象条件不利导致环境容量下降时,基础排放量未变就会超出环境容量并出现重污染天气过程。

烟花爆竹是重污染天气重要成因?


一般来说,春节和元宵节期间均容易发生污染过程。近年来,多地出台了烟花爆竹的禁限放规定,成效几何?环境监测数据显示,2020年除夕19时至初一6时,京津冀及周边地区城市PM2.5、PM10平均浓度与去年相比分别下降了13.7%和33.8%;元宵节夜间,区域PM2.5、PM10平均浓度分别比去年元宵节同期下降34.9%和40.3%。

“从效果上看还是非常显著的。”中国环境监测总站大气室主任唐桂刚表示,但同时,由于各地禁限放措施主要集中在主城区或主干道周边,大量农村地区和城乡结合部没有提出禁限放要求,导致春节及元宵节期间烟花爆竹的燃放量仍较大、较集中,对空气质量的影响仍较明显。

唐桂刚表示,如遇不利气象条件,烟花爆竹集中燃放的污染物不易消散,影响还会进一步拉长。今年元宵节期间,受不利气象条件影响,区域内太原、邯郸、石家庄等8个城市PM2.5浓度达到重度污染水平。

近期,随着北方气温回升,大气形势趋于静稳,区域各地出现了多次污染过程。据中央气象台首席预报员桂海林分析,尽管受疫情的影响,全社会大气污染物排放量较低,但由于不利气象条件与高湿空气以及元宵节部分民众烟花爆竹燃放和区域各种污染源排放的共同影响,近期在京津冀及周边地区仍出现了较长时间、较大范围的大雾也将加重污染程度。

桂海林表示,根据目前气象资料,到2月13日,京津冀及周边区域仍将维持静稳、高湿和强逆温状态,污染总体来说仍将维持并发展。13日白天大气扩散条件最差,湿度达到饱和、贴地强逆温、气压低、天空阴天,预计京津冀中部地区将达到此次过程的污染峰值。

13日夜间开始,随着冷空气的侵入以及降水的影响,扩散条件好转,污染物逐渐清除。14日随着较强冷空气南下,这次污染过程才会彻底结束。目前看,14日后,整体扩散条件有利,较好的空气质量将会持续一段时间。

蓝天保卫战是污染防治攻坚战的重中之重,空气质量直接关系到广大群众的幸福感。下一步,京津冀及周边地区各城市应以减少最影响人民群众幸福感的重污染天气为目标,坚持联防联控联治,持之以恒开展能源结构、产业结构、交通结构、用地结构调整,强化污染排放控制,大幅削减大气污染排放强度,只有这样才能不断改善环境空气质量,人民群众的“蓝天幸福感”才会越来越强。

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