【专家解读】11月13-15日京津冀、汾渭平原大气重污染过程解读
导 读
根据中国环境监测总站最新预测预报结果,11月13日至15日,京津冀及周边地区和汾渭平原受不利气象条件影响,将发生一次大气重污染过程。国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家会商,邀请中国环境科学研究院大气环境首席科学家柴发合研究员对本次污染过程的来源成因进行解读。
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总体情况
11月12日起,京津冀及周边地区和汾渭平原气象条件逐渐转差,污染物缓慢累积。12日0时,安阳市PM2.5浓度首先达到小时重度污染(参考日均值标准,下同),随后郑州、新乡、邢台等多个城市的PM2.5浓度达到小时重度污染,并逐渐向北发展。截止12日22时,区域内PM2.5小时浓度最高值为206微克/立方米,出现在开封(12日19时)。北京市PM2.5小时浓度最高值达150微克/立方米(12日21时)。
图1 “2+26”城市11月12日典型时段PM2.5浓度分布图
根据中国环境监测总站最新预测预报结果,11月13日至15日,京津冀及周边地区和汾渭平原受不利气象条件影响,北京、天津、河北省中南部、山西省东部和南部、山东省西部、河南省北部以及关中地区部分城市空气质量将连续2至3天达到重度污染,个别城市可能出现严重污染。北京市13日空气质量以中至重度污染为主,14日可能达重度污染,15日上午可能维持重度污染,中午前后预计有所改善。
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成因分析
12日起,京津冀及周边地区近地面转为以弱南风为主,区域夜间风速降低、湿度增大,大气扩散条件转差,多数城市出现小风(风速<2米/秒)、高湿(相对湿度>60%)现象,污染物逐步积累。12日夜间,北京市受大气中层逆温以及近地面高湿的叠加影响,导致二次颗粒物的快速转化和吸湿增长,推高PM2.5浓度。
图2 “2+26”城市11日20时区域风速和相对湿度分布
图3 北京市12日20时大气探空温度廓线
根据2017年京津冀及周边地区排放清单研究结果,“2+26”城市的一次PM2.5和SO2、NOx、VOCs等污染物排放量仍居高不下。北京市机动车保有量大,NOx和VOCs排放量较大。目前,北方地区已进入初冬时节,天气渐冷,城市建成区陆续启动冬季采暖,部分农村地区也开始自采暖,区域污染物排放量有所增大。再加上工业和柴油车排放,在区域持续偏南风的情况下,污染物持续积累和传输,同时叠加高湿度等不利气象条件,加剧NOx、SO2等气态污染物的二次转化和吸湿增长,推高PM2.5浓度。
从组分特征上看,硝酸盐仍是区域内PM2.5的主要组分。在北京、保定、安阳等地均观测到PM2.5浓度快速升高期间,硝酸盐占比可高达40%左右,表明在静稳、高湿的不利气象条件下,机动车和工业排放的NOx快速转化成硝酸盐仍是推高PM2.5浓度的重要原因。同时,保定和安阳的PM2.5中有机物含量明显高于北京,可能与当地的民用采暖或工业排放有关。
图4 北京市、保定市和安阳市PM2.5化学组分变化
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预警应急
针对13日至15日污染过程,生态环境部已向北京市、天津市、河北省、山西、山东、河南、陕西省人民政府发函,建议各地根据当地空气质量预测预报情况,及时启动相应级别重污染天气预警,提前采取减排措施,有效减轻重污染天气影响。截止13日8时,上述省市中共25个城市发布预警,河北省8个城市、河南省6个城市发布橙色预警,启动Ⅱ级应急响应措施;其他11个城市发布黄色预警,启动Ⅲ级应急响应措施,其中北京市于13日8时、天津市于13日12时启动应急响应措施。
各地的Ⅲ级应急响应措施主要包括工业企业停限产或提高治污设施效率,针对中重型载货汽车实施限行,停止工地土石方作业、增加道路清扫和洒水频次等;Ⅱ级应急响应措施则进一步加大工业企业停限产力度、机动车限行和停止施工的范围。
目前北方各城市刚刚启动采暖,秋冬季错峰生产尚未完全落实,经初步测算,针对此次重污染过程采取的应急减排措施,对一次颗粒物、SO2、NOx、VOCs等污染物的全社会减排比例在10%-15%左右。
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预测预报
根据中国环境监测总站会商京津冀及周边地区省级监测中心的最新空气质量预测预报结果,11月15日中午前后,受冷空气影响,区域污染过程缓慢减轻,污染带整体向南缓慢移动,京津冀中部地区有所改善,京津冀南部、山东西部和河南北部地区受污染传输影响可能维持重度污染,预计16日污染过程结束。
11月16至18日,受冷空气持续影响,扩散条件有利,区域大部分地区以优良为主,个别地区可能出现轻度污染。
预计北京市11月15日中午前后空气质量将有所改善,全天以良至轻度污染为主,16至18日以优良为主。
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专家简介
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