京津冀及周邊地區(qū)再現(xiàn)重污染 五位專家集中解答污染成因

今年春節(jié)以來，京津冀及周邊地區(qū)多次出現(xiàn)重污染天氣過程，中國工程院院士賀克斌和有關(guān)專家就網(wǎng)友關(guān)心的重污染成因和變化趨勢等問題進行了解讀。

問題一：春節(jié)以來，假期又逢疫情，社會活動水平很低，為什么還有重污染？

中科院大氣物理所研究員王自發(fā)：大氣污染程度和排放有關(guān)，也和大氣環(huán)境容量有關(guān)。大氣環(huán)境容量是一個城市、一個區(qū)域空氣質(zhì)量達標(biāo)時，最大能容納各種大氣污染物的排放量，其大小會因氣候、氣象條件等因素影響而動態(tài)變化，氣象條件好的時候環(huán)境容量大，氣象條件差的時候環(huán)境容量小。就平均水平而言，京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市秋冬季大氣污染排放量大大超出環(huán)境容量，在極端不利氣象條件下,甚至能超出環(huán)境容量4倍，這種情況持續(xù)時間長，就會導(dǎo)致出現(xiàn)重度或嚴(yán)重污染。

今年春節(jié)以來，受假期和疫情影響，社會活動水平有所下降，“2+26”城市PM2.5、SO2、NOx、VOCs等主要污染物排放量較秋冬季平均水平下降約20-30%。但同時，區(qū)域內(nèi)頻繁出現(xiàn)長時間靜穩(wěn)、強逆溫、高濕的不利氣象條件，平均風(fēng)速整體低于2米/秒，相對濕度高于60%，逆溫高達10度（逆溫是影響污染物擴散的關(guān)鍵因素之一，正常情況下，海拔高度越高，溫度越低，空氣自暖向冷流動，有助于污染物垂直擴散。但在發(fā)生逆溫時，情況剛好相反，高空溫度比地面高，空氣垂直上升受阻，就像鍋蓋一樣蓋在區(qū)域上空，污染物難以擴散。10度逆溫屬于強逆溫。），邊界層高度降低到300-500米（是正常情況下的1/2至1/3），京津冀中部、河南中部、山東西部等地多次出現(xiàn)大霧天氣，這導(dǎo)致區(qū)域大氣環(huán)境容量比平時減少約50%，太行山前的城市環(huán)境容量變得更低。也就是說，污染排放量下降了，但下降幅度遠未達到環(huán)境容量。大氣觀測和研究初步評估結(jié)果是近期不利氣象條件導(dǎo)致環(huán)境容量大幅度減小，雖然社會活動水平處于較低水平，但大氣污染物排放的量仍然超過環(huán)境容量2倍以上，這是近期霧霾頻發(fā)的主要原因。

從近10年的氣象觀測數(shù)據(jù)分析，京津冀及周邊“2+26”城市處于相同的大氣流場中，有時這些城市同步處于不利的氣象條件下，大氣環(huán)境容量整體變低。有時發(fā)生在局部，如河南北部城市、河北太行山前城市、北京和天津周邊城市等，氣象上叫“氣象輻合”，即各個城市排放的大氣污染物向輻合中心積聚。在當(dāng)前各個城市排放水平都超環(huán)境容量的情況下，哪里發(fā)生氣象輻合，哪里就成為污染物積聚區(qū)，導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)重污染。今年春節(jié)期間，北京和天津等周邊城市就發(fā)生了氣象輻合，出現(xiàn)了重污染，所以這里的群眾感覺到我們這里幾乎什么都停了怎么還有重污染。而河南、山東等省份的城市空氣質(zhì)量卻持續(xù)優(yōu)良，那里的群眾感覺到企業(yè)、汽車、建筑工地停下來，還真就沒有污染了。從氣象預(yù)測看，從當(dāng)前到2月13日，這次氣象輻合又發(fā)生在北京、天津及周邊，目前此京津冀地區(qū)只有5個城市出現(xiàn)重污染，其他城市均保持優(yōu)良或輕中度污染。

問題二：車停了，工地停了，企業(yè)停了，還有什么排放，怎么還超環(huán)境容量？

交通運輸部規(guī)劃研究院環(huán)境所所長徐洪磊：從我掌握的情況看，京津冀及周邊地區(qū)交通流量確實大幅下降。交通量觀測數(shù)據(jù)顯示，春節(jié)期間，京津冀及周邊地區(qū),公路貨車和客車流量較平時分別下降了77%和39%。而且受疫情影響，春節(jié)假期后，區(qū)域交通流量仍維持相對較低水平,沒有出現(xiàn)2019年春節(jié)假期后交通流量恢復(fù)至正常水平的現(xiàn)象。粗略估算，區(qū)域內(nèi)交通運輸產(chǎn)生的污染排放量至少下降4成以上。從生態(tài)環(huán)境部監(jiān)測站點數(shù)據(jù)分析，京津冀及周邊“2+26”城市自春節(jié)到正月十五日，NO2濃度同比下降30%左右。但2月10日和11日，隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)，城市內(nèi)和城際間的交通流量又開始有明顯增加，NO2濃度同前段時間相比明顯上升，北京市PM2.5組分監(jiān)測顯示硝酸鹽占比大幅上升，成為抬升PM2.5濃度的主要因子。這些說明，機動車排放的NOx仍是區(qū)域大氣污染的主要成因之一，這也得到了觀測數(shù)據(jù)的科學(xué)驗證。雖然每次霧霾的主要成因和各排放源貢獻占比會有不同，但就區(qū)域大氣污染成因而言，不能因為車流量的減少就認(rèn)定其排放的污染物與霧霾沒有關(guān)系。

中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長賀克斌：確實，施工工地大部分都停工了，車流量大幅下降，餐飲服務(wù)業(yè)、勞動密集型輕工業(yè)等行業(yè)也大部分停工，這類企業(yè)污染排放大幅度降低。這些從監(jiān)測數(shù)據(jù)上也能體現(xiàn)出來。2020年除夕至正月十五，區(qū)域PM10平均濃度較2019年春節(jié)同期下降13.3%，NO2下降22.6%。

受疫情管控影響，很多行業(yè)的排放量有較大幅度的下降，這對我們科學(xué)工作者而言，也是一次重污染天氣發(fā)生的案例研究，對以后重污染應(yīng)對精準(zhǔn)施策的檢驗，管控什么有用，管控什么無用的實證。由于我國北方冬季取暖和區(qū)域重污染行業(yè)相對集中，排放方面大家有一些沒注意到的情況。先說采暖，由于大量務(wù)工人員回鄉(xiāng)，居民采暖需求增長，雖然部分農(nóng)村已經(jīng)完成了煤改氣煤改電，但還有1000多萬戶用煤取暖，一噸散煤燃燒排放的污染物相當(dāng)于電廠燃煤排放污染物的15倍以上。今年春節(jié)到日前與去年同時段相比，農(nóng)村地區(qū)衡量燃煤量的CO濃度增加了10%以上。說明農(nóng)村散煤用量較春節(jié)前有所增加。再說工業(yè)，目前停工的主要集中在加工業(yè)、輕工業(yè)，而工業(yè)大氣污染物排放的主要來源，主要是高污染、高能耗的資源型行業(yè)，比如火力發(fā)電、鋼鐵、焦化、玻璃、耐火材料、石化化工、氧化鋁、電解鋁等，這些行業(yè)往往存在不可中斷的生產(chǎn)工序，需要常年運轉(zhuǎn)。

從主要工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量來看，今年春節(jié)期間，全國鋼鐵產(chǎn)量較春節(jié)前小幅下降，日均鐵水產(chǎn)量降幅2%左右，但總體產(chǎn)量仍高于去年同期0.6%，北方地區(qū)除個別企業(yè)因所在村莊發(fā)現(xiàn)疫情停產(chǎn)外，其余企業(yè)減產(chǎn)幅度不大，相關(guān)行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，河北省鋼鐵企業(yè)高爐開工率略高于去年；有色金屬行業(yè)產(chǎn)量較年前有小幅波動，總體基本無變化；典型大型企業(yè)的電解鋁、氧化鋁日均產(chǎn)量較平時變化幅度在±3%以內(nèi)，電解鉛、鋅錠和陰極銅日均產(chǎn)量下降幅度僅為2%，炭素產(chǎn)量降幅在9%以內(nèi)；平板玻璃和焦炭產(chǎn)量、原油加工量保持平穩(wěn)。從污染物在線監(jiān)測數(shù)據(jù)看，初一到十五期間，火力和鋼鐵行業(yè)污染物排放量較節(jié)前下降約10%左右，焦化、石化、玻璃、有色等行業(yè)無明顯變化趨勢。

這些數(shù)據(jù)說明，在京津冀及周邊地區(qū)，秋冬季占比高達三分之二的工業(yè)和采暖所排放的大氣污染物并未實質(zhì)性下降，而這些排放源也是這個區(qū)域的基礎(chǔ)排放量，大氣污染排放量并未“傷筋動骨”，當(dāng)氣象條件不利導(dǎo)致環(huán)境容量下降時，基礎(chǔ)排放量未變就會超出環(huán)境容量并出現(xiàn)重污染過程。

問題三：多地出臺禁放規(guī)定，正月十五出現(xiàn)污染天氣還是煙花爆竹影響嗎？

中國環(huán)境監(jiān)測總站大氣室主任唐桂剛：近年來多地出臺了煙花爆竹的禁限放規(guī)定，從效果上看還是非常顯著的。2020年除夕19時至初一6時，京津冀及周邊地區(qū)城市PM2.5、PM10平均濃度與去年相比分別下降了13.7%和33.8%，北京市單站點PM2.5最高濃度相對去年單站點最高濃度下降約29%；元宵節(jié)夜間，區(qū)域PM2.5、PM10平均濃度分別比去年元宵節(jié)同期下降34.9%和40.3%，北京市PM2.5峰值濃度同比降低38%。河南省今年管控較為有力，除夕和元宵節(jié)期間均未因燃放煙花爆竹出現(xiàn)重污染天氣，但相對的保定市管控較差，造成了PM2.5濃度爆表。同時，由于各地禁限放措施主要集中在主城區(qū)或主干道周邊，大量農(nóng)村地區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部沒有提出禁限放要求，導(dǎo)致春節(jié)及元宵節(jié)期間煙花爆竹的燃放量仍較大、較集中，對空氣質(zhì)量的影響仍較明顯。2020年春節(jié)期間，區(qū)域內(nèi)縣城與各市城區(qū)相比，區(qū)域PM2.5濃度峰值偏高幅度達61%。

今年元宵節(jié)期間，疊加不利氣象條件及煙花爆竹燃放影響，區(qū)域內(nèi)太原、邯鄲、石家莊等8個城市PM2.5濃度達到重度污染水平。北京市PM2.5峰值期間，煙花爆竹特征組分硫酸鹽、氯離子、鉀離子、鎂離子較平時的濃度上升了5.5、5.8、32.8、30.7倍，而其他組分受氣象條件影響僅上升了0.5-1.5倍。同時，受不利氣象條件影響，今年元宵節(jié)煙花爆竹燃放產(chǎn)生的污染物還存在明顯滯留情況，正月十六白天PM2.5中的鉀離子等仍較平時的濃度高出10倍左右。

從歷年監(jiān)測結(jié)果來看，春節(jié)和元宵節(jié)期間均容易發(fā)生污染過程。自2013年以來，幾乎每年大年初一都出現(xiàn)了污染過程，2015到2017年最重，北京市初一均達到重度甚至嚴(yán)重污染，PM2.5小時濃度最高達700微克/立方米；區(qū)域內(nèi)最多的一年有12個城市達到重度及嚴(yán)重污染；PM2.5小時濃度峰值最高為807微克/立方米。一樣的情況也出現(xiàn)在每年元宵節(jié)夜間。由此可見，如遇不利氣象條件，煙花爆竹集中燃放的污染物不易消散，而且影響還會進一步拉長。

問題四：此次污染過程要持續(xù)到什么時候，未來空氣質(zhì)量如何？

中央氣象臺首席預(yù)報員桂海林：近期隨著北方氣溫回升，大氣形勢趨于靜穩(wěn)，盡管受疫情的影響，全社會大氣污染物排放量較低，但由于不利氣象條件與高濕空氣以及元宵節(jié)部分民眾煙花爆竹燃放和區(qū)域各種污染源排放的共同影響，近期在京津冀及周邊地區(qū)仍出現(xiàn)了較長時間、較大范圍的大霧也將加重污染程度。

臨近的一次污染過程起始于2月7-8日，污染首先在河北南部、山東北部等地開始累積發(fā)展，空氣質(zhì)量達到中至重度污染水平。8日午后開始，受偏南風(fēng)及地形影響，區(qū)域南部的污染物向北匯集，北京、天津及唐山、廊坊、保定等城市發(fā)生氣象輻合，污染物濃度快速攀升，由于南部城市持續(xù)傳輸，9日和10日河南、山東及河北部分城市空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)，但北京和天津及周邊城市是污染物積聚區(qū)，成為污染最重的幾個城市。

從目前氣象資料分析，2月11-13日，京津冀及周邊區(qū)域仍將維持靜穩(wěn)、高濕和強逆溫狀態(tài)，污染總體來說仍將維持并發(fā)展，河南、山東及河北部分城市空氣質(zhì)量相對較好，但北京、天津一帶地區(qū)仍會出現(xiàn)大霧天氣并伴有中至重度污染。其中，13日白天大氣擴散條件最差，濕度達到飽和、貼地強逆溫、氣壓低、天空陰天，預(yù)計京津冀中部地區(qū)將達到此次過程的污染峰值。13日夜間開始，隨著冷空氣的侵入以及降水的影響，擴散條件好轉(zhuǎn)，污染物逐漸清除。14日隨著較強冷空氣南下，這次污染過程才會徹底結(jié)束。目前看，14日后，整體擴散條件有利，較好的空氣質(zhì)量將會持續(xù)一段時間。

賀克斌院士：雖然春節(jié)放假和疫情控制期間，各類污染源排放量和排放強度下降，但受特別不利氣象條件影響，區(qū)域大氣環(huán)境容量顯著降低。在這種情況下仍然會出現(xiàn)重污染天氣，尤其是在目前“2+26”城市排放強度下，雖然總排放量有所降低，但大部分城市排放的污染物向少數(shù)幾個城市積聚，使這幾個城市的大氣污染物承載量遠超環(huán)境容量，就會發(fā)生重污染，北京、天津等城市目前就是這種狀況。從監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，北京市二氧化硫濃度是前幾天的三倍以上，拉升PM2.5濃度的主要是硫酸鹽和硝酸鹽，說明外界傳輸影響還是很大的。

客觀上說，現(xiàn)在的污染過程和以往相比，明顯呈現(xiàn)影響范圍變小、積累時間變長、持續(xù)時間變短、峰值濃度變低、污染程度變輕的特征。本次北京市及周邊幾個城市發(fā)生的重污染過程，其氣象要素及結(jié)構(gòu)配置與2016年11月23-27日污染過程較為相似性，該污染過程中，北京、天津、石家莊、廊坊、唐山、保定、邢臺7個城市出現(xiàn)重度污染，北京、石家莊、保定三個城市達到嚴(yán)重污染級別，石家莊、保定均有點位PM2.5濃度爆表。對比而言，本輪污染過程中，水平輻合風(fēng)場持續(xù)時間更長且更穩(wěn)定，清晨至上午時段相對濕度更高，大氣靜穩(wěn)條件更加不利，如果這種氣象條件出現(xiàn)在2016年的污染過程，按當(dāng)時的排放水平，爆表城市可能更多。

因此，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，應(yīng)以減少最影響人民群眾幸福感的重污染天氣為目標(biāo)，京津冀及周邊地區(qū)各城市要有一盤棋思想，未來必須堅持聯(lián)防聯(lián)控聯(lián)治，持之以恒的開展能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)、用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整，強化污染排放控制，大幅削減大氣污染排放強度，不斷改善環(huán)境空氣質(zhì)量。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。