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2018-12-24
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京津冀重污染成因:燃煤最多可貢獻秋冬PM2.5的一半

大氣重污染成因與治理攻關專題一主要探究京津冀及周邊地區大氣重污染的成因與來源,包括區域PM2.5污染特征、PM2.5爆發式增長的物理化學機制、氣象條件對大氣重污染的影響、PM2.5精細化來源解析等。該專題由北京大學張遠航院士、中國氣象科學研究院徐祥德院士、中科院合肥物質科學研究院劉文清院士和中國環境監測總站柏仇勇站長牽頭。

萝卜视频下载 目前,該專題的主要進展如下:

萝卜视频下载 初步建成天地空大氣環境綜合立體觀測網,形成重污染天氣預測預報、全過程監測和成因快速分析的基礎能力

整合環保、氣象、高校、中科院等方面科研資源,初步建成我國最大規模的多要素、天地空大氣環境綜合立體觀測網,包括252個空氣質量常規監測站、38個顆粒物組分站、4個超級觀測站、5臺走航觀測車、28臺地基激光雷達站以及觀測衛星等。

萝卜视频下载 初步建成攻關數據管理和共享應用平臺,為大氣重污染成因研究提供精準數據集,提升京津冀秋冬季重污染成因機制研究和精細化源解析的能力,推動京津冀及周邊地區空氣質量的持續改善。

 

綜合立體觀測網示意圖本文圖均為國家攻關聯合中心微信公眾號圖

形成了大氣重污染成因的深入認識

(1)燃煤、工業生產、機動車等是京津冀及周邊地區秋冬季PM2.5重污染的主要來源。

排放強度大仍是京津冀及周邊地區秋冬季大氣重污染的主因,燃煤、工業生產、機動車等排放是京津冀及周邊地區秋冬季PM2.5重污染的主要來源。其中,燃煤排放是首要來源,其一次排放對采暖季PM2.5的貢獻率達20%~30%,加之其氣態污染物在大氣中發生二次轉化,對秋冬季重污染過程PM2.5的貢獻率可達30%~50%。

萝卜视频下载 (2)在宏觀和中觀層面形成重污染成因的科學共識。

萝卜视频下载 從宏觀層面看,排放強度大是京津冀及周邊地區秋冬季大氣重污染的主因,氣象條件不利是誘因。

從中觀層面看,對近三年的重污染過程分析表明,PM2.5爆發式增長的成因可概括為本地積累、區域傳輸和二次轉化三種類型,即:污染物排放強度大的城市,如石家莊、唐山、邯鄲等,一旦出現不利氣象條件,首先形成本地積累型污染;高濃度PM2.5污染氣團向下風向輸送,導致下風向城市出現區域傳輸型污染;SO2、NOx等氣態污染物在適宜條件下反應生成硫酸鹽、硝酸鹽等二次組分,并伴隨吸濕增長,加劇PM2.5污染,造成二次轉化型污染。北京市PM2.5的爆發式增長往往是前期區域傳輸、后期本地積累及二次轉化共同作用的結果。

萝卜视频下载 (3)今冬重污染期間PM2.5組分和成因變化明顯,硝酸鹽已成為重污染期間最重要的二次組分。

2017年11月-12月重污染期間,北京、天津、石家莊、濟南、鄭州等20個重點城市的PM2.5中硫酸鹽平均含量下降了34%(占比從15%降至12%),硝酸鹽平均含量基本持平(占比從18%升至21%),反映區域燃煤治理成效顯著。硝酸鹽已成為京津冀及周邊地區重污染期間PM2.5中最重要的二次組分,加大NOx減排力度刻不容緩。

 

京津冀及周邊地區PM2.5主要組分占比變化

(4)對顆粒物污染與不利氣象條件的相互促進作用有了進一步的認識。

顆粒物污染累積會促使近地面氣象條件進一步轉差(如邊界層低層降溫、湍流強度下降,邊界層高度明顯下降),導致逆溫和近地面濕度增大,轉差的氣象條件又進一步加劇PM2.5爆發式增長。

2017-2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動大幅減少顆粒物排放,減緩了形成逆溫和增濕的過程,削弱了顆粒物污染與不利氣象條件的相互促進作用。

 

污染累積與不利氣象條件的相互促進現象

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