【专家解读】12月27-30日，京津冀及周边地区的污染有多重？

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导   读

12月27-30日，京津冀及周边地区遭遇了2017年最后一次、也是今年秋冬季程度最重的一次污染过程。大家在朋友圈发“污染地图”的时候，不免要问，这次污染过程有多重？污染成因如何？对此，国家大气污染防治攻关联合中心学术委员会成员、中国环境科学研究院胡京南研究员进行了分析解读。

总体情况

（图1  京津冀及周边地区“2+26”城市AQI日报）

12月27-30日，京津冀及周边地区遭遇了2017年最后一次、也是今年秋冬季程度最重的一次污染过程。从京津冀及周边地区“2+26”城市AQI日报数据来看，27日有6个城市达到重度污染，28日有17个城市达到重度污染，29日则有18个城市达到重度污染、9个城市达到严重污染（图1）。石家庄市29日PM2.5日均浓度达321微克/立方米，PM2.5小时浓度最高达507微克/立方米（29日16时），均为区域内最高值；北京市29日PM2.5日均浓度为175微克/立方米，30日8时PM2.5小时浓度达到本次过程峰值（216微克/立方米）。

污染分析

（图2  三次重污染过程中“2+26”城市的平均风速和相对湿度）

从气象上看，这次污染过程的特点是区域气象条件静稳、湿度大。类似这种静稳、高湿的气象条件，京津冀及周边地区在2015年12月、2016年12月中下旬都曾经历，例如2015年12月19-26日和2016年12月16-22日的两次污染过程，两次过程中北京市都启动了红色预警。在这三次污染过程中，区域内大部分地区相对湿度都高于80%，风速低于2m/s且持续较长时间（图2），长时间的静稳、高湿条件，导致PM2.5污染积累、二次转化和吸湿增长。对比区域平均风速和湿度，本次过程中污染最重的12月29日和2015年12月23日更为接近，和2016年12月21日整体相比风速略大、湿度略小。不同的是，这次污染过程随着30日西北风的到来逐渐消散，持续时间在3-4天左右；而2015年和2016年同期的两次污染过程，都持续了6-7天。

（图3  京津冀及周边地区六城市典型污染过程的PM2.5浓度变化）

从北京、石家庄、保定、邯郸、济南、郑州等城市的PM2.5浓度数据来看，这次污染过程的严重程度相比2015年、2016年的12月中下旬都大幅降低（图3）。北京市PM2.5小时浓度峰值在本次污染过程中达到216微克/立方米，相比2015年12月19-26日污染过程峰值（588微克/立方米）和2016年12月16-22日污染过程峰值（435微克/立方米），分别降低了63%和50%。石家庄、保定、邯郸、济南、郑州等城市在本次污染过程中的PM2.5浓度峰值，相比2015年、2016年12月中下旬的两次污染过程下降了大约40-60%。

（图4 京津冀及周边地区六城市典型污染过程的S/N比值）

从北京、石家庄、保定、邯郸、济南、郑州等城市的SO2/NO2浓度（S/N）比值，来分析PM2.5污染的成因。可以看到，本次污染过程中六个城市的S/N高值相比2015年、2016年12月中下旬的两次污染过程都有下降，特别是北京、保定和石家庄等城市的下降幅度较大，表明这些城市的燃煤污染治理工作效果显著46 32247 46 15092 0 0 3358 0 0:00:09 0:00:04 0:00:05 3357>（图4）。同时在污染加重过程中，这些城市的NO2浓度大幅升高，而S/N比值呈现下降趋势、SO2浓度升高不明显，表明在静稳、高湿条件下，SO2更易发生二次转化；此外，尽管本次污染过程的持续时间没有前两次长，但S/N比值同样达到低值，表明在污染过程后期SO2的二次转化率已基本达到峰值。

（图5  北京市北部城区典型站点的PM2.5在线组分观测结果）

对北京市北部城区典型站点的PM2.5在线组分观测数据分析，也能得到类似的结论。在2015年、2016年、2017年12月中下旬的三次污染过程中，硫酸盐、硝酸盐、铵盐等二次无机组分均呈现持续升高的趋势，表明气态污染物的二次转化对细颗粒物污染具有重要贡献（图5）。随着污染的加重，颗粒物含水量显著增加，说明在静稳、高湿的气象条件下，有利于颗粒物的吸湿增长，也进一步促进了SO2、NO2等气态污染物的二次转化。此外，北京市PM2.5中有机碳（OC）组分占比从2015年冬季以来持续下降，也表明了燃煤污染防治、特别是民用散煤治理的成效显著。

（图6  2015年、2016年和2017年京津冀及周边地区NO2柱浓度变化）

此外，尽管与过去两次过程相比，本次污染过程中NO2地面监测浓度有所降低，但从卫星监测数据反演的NO2柱浓度来看，京津冀及周边地区近三年12月份的NO2柱浓度没有下降，反而高浓度区面积有所扩大（图6），这可能与高架源氮氧化物排放有关。京津冀区域PM2.5组分网的观测结果表明，硝酸盐在重点城市PM2.5浓度中的占比日益凸显，说明京津冀及周边地区的氮氧化物排放控制仍然任重道远。在燃煤污染控制成效好的北京等城市，未来应进一步加强采暖锅炉、柴油车等NOx排放管控，以抑制NOx二次转化加剧PM2.5污染。

污染小结

回首2017年，由于“散乱污”企业和散煤治理、燃煤锅炉整治等工作的大力推进，强化督查、巡查等执法监管力度的加强，以及采暖季工业错峰生产、重污染应急管控等措施的实施，京津冀及周边地区与燃煤相关的一次颗粒物、 SO2等污染物排放大幅减少，有效减缓了今年秋冬季重污染的发生发展。但我们也要清醒的认识到，京津冀及周边地区的能源结构、产业结构和交通结构没有发生根本性的转变，遭遇静稳、高湿等不利气象条件时仍易发生重污染，未来京津冀及周边地区仍需持续推进燃煤污染防治、巩固目前取得的成效，同时应进一步加大采暖锅炉、工业企业和柴油车的氮氧化物排放管控，以更有效地治理二次颗粒物污染。

专家简介

2018，元旦快乐！

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