【专家解读】京津冀及周边地区现2018年首次区域性重污染过程，专家认为燃煤排放仍是区域中南部污染主要来源

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导   读

2018年1月12日起，受系统性偏南风和不利气象条件影响，京津冀及周边地区出现一次大气重污染过程，主要集中在北京和保定、石家庄、邢台、邯郸、安阳等太行山沿线城市，以及山西省南部的晋城等城市。对此，国家大气污染防治攻关联合中心及时组织中科院大气物理所王自发研究员、北京大学胡敏教授以及中科院合肥物质研究院刘建国研究员对此次区域污染过程进行了分析解读。

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总体情况

（图1  1月13-15日“2+26”城市PM2.5浓度分布）

2018年1月12日起，受系统性偏南风和不利气象条件影响，京津冀及周边地区出现一次大气重污染过程，主要集中在北京和保定、石家庄、邢台、邯郸、安阳等太行山沿线城市，以及山西省南部的晋城等城市（图1）。区域PM2.5日均浓度最高值出现在安阳，1月15日达到368微克/立方米；区域PM2.5小时浓度最高值出现在晋城，1月12日12时达到594微克/立方米。北京市PM2.5小时浓度峰值出现在13日19时，为206微克/立方米。环境保护部第一时间指导各地开展区域重污染天气应急联动，截至1月16日，区域内共64个城市启动重污染天气应急预案，石家庄、衡水、邢台、邯郸、晋城、运城、安阳等7个城市启动红色预警，北京、天津等50个城市启动橙色预警，其他城市启动黄色预警。

针对本次区域性大气重污染过程，国家大气污染防治攻关联合中心及时组织中国环境科学研究院、中国环境监测总站、北京大学、中科院大气物理研究所、中科院合肥物质科学研究院、国家气象中心、北京市环境保护监测中心等单位开展了专家会商和分析。

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气象条件

（图2  京津冀及周边地区1月12-15日边界层高度统计）

（图3  1月13日、14日“2+26”城市相对湿度）

这次污染过程的气象特点是太行山沿线和山西南部地区大气静稳，而山东大部和河南东部地区有较强的偏南风，区域传输明显。1月12日起，区域内边界层高度逐渐降低（图2），大气垂直扩散条件开始转差，区域以偏南风为主，污染物逐渐在太行山沿线和山西南部地区累积。14日，太行山沿线和山西南部地区存在明显的污染辐合带，相对湿度超过60%（图3），有利于PM2.5污染累积和吸湿增长。北京从13日至14日平均风速仅1米/秒，相对湿度持续超过60%，且存在近地逆温（图4），抑制了近地面大气污染物的扩散。

污染较重的晋城、邯郸、安阳自12日凌晨至16日中午相对湿度相继超过了60%，且这三个城市地面平均风速都在2米/秒以下，在偏南风影响下的高湿天气造成污染物浓度的积累和抬升。

（图4  北京市1月13日8时（左）、14日8时（右）探空曲线）

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成因分析

（图5  1月12-16日北京、保定PM2.5组分变化）

北京地区在上述不利气象条件下，PM2.5组分中的硫酸盐未出现爆发式增长特征，这与往年同期的重污染过程有显著不同，说明今年“气代煤、电代煤”取得的重大成效。OM指示PM2.5中的有机物，其主要来自燃煤和生物质燃烧等的一次排放和二次转化，保定PM2.5的OM占比明显较北京高，说明燃煤和生物质燃烧是保定地区PM2.5的主要来源（图5）。

（图6  北京市和保定市的S/N比值）

SO2/NO2比值（S/N）在一定程度上指示燃煤和机动车排放的相对重要性，S/N值越高反映燃煤排放对大气污染的贡献越大。监测数据分析表明，北京的S/N值是0.1-0.3，保定的S/N值是0.2-1.0，进一步说明了北京市燃煤排放治理的成效，而保定市大气污染受燃煤影响较大（图6）。

晋城市是本次过程污染最重的城市，晋城的S/N值远高于北京和保定，且与PM2.5浓度变化呈现较好的相关性（图7），晋城市污染主要是燃煤排放累积造成的。

（图7  晋城市的S/N比值）

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区域传输

（图8  北京和石家庄的PM2.5区域来源解析）

基于空气质量模拟的PM2.5来源解析和基于激光雷达的地面观测结果均显示，本次污染过程与前几次相比，区域传输的影响显著增加，区域联防联控非常必要。在1月13日下午至夜间PM2.5浓度快速升高阶段，北京受保定、廊坊、石家庄、邢台、邯郸等太行山沿线城市影响较大，石家庄受保定、邢台、邯郸等周边城市影响较大（图8）。地基雷达观测结果显示，11日白天区域整体空气质量较好，12日中午边界层逐渐降低，保定达到中度污染；12午后，在西南风的作用下，区域内污染物自南往北传输；13日，石家庄、保定、北京先后达到重度污染（图9）。

（图9  太行山沿线观测站点大气消光系数（km-1）变化）

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预警应急

（图10  太行山沿线观测站点大气消光系数（km-1）变化）

本次污染过程中，在系统性偏南风的主导下，山东、河南一带污染排放对京津冀区域的贡献较大。因此，各地及时启动重污染天气预警，积极开展区域应急联动。截至1月16日，京津冀及周边地区“2+26”城市中衡水、邢台、邯郸、石家庄、晋城、安阳6个城市先后启动或升级为红色预警，其他22个城市均启动橙色预警（图10）。1月12-15日，环保部派出28个督查组和102个巡查组共对“2+26”城市检查了5955个重污染天气应急响应具体点位，发现其中56家企业（单位）存在涉气环境问题，占比不到1%。空气质量模拟研究表明，通过全面落实采暖季错峰生产和应急响应措施，北京和石家庄PM2.5浓度下降15%-25%，取得了较好的污染削峰效果。

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污染预报

预计17日白天，受不利扩散条件影响，大气污染物不断累积，区域中南部重度污染形势在此期间将继续维持，部分城市可能出现严重污染，影响范围包括石家庄、保定、邯郸、邢台、临汾、德州、郑州等城市。17日傍晚至18日，区域大部受弱冷空气影响，整体污染形势有所缓解。考虑到大气条件预报不确定性影响，具体形势有待临近判断。

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