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京津冀及周边地区出现臭氧和颗粒物复合污染,预计5月4日缓解



   

导读

2020年4月28日起,京津冀及周边地区出现臭氧和颗粒物复合污染,全国多个城市也出现臭氧污染现象。国家大气污染防治攻关联合中心密切跟踪污染过程发展情况,解读本次污染成因。

01

污染总体情况

此次污染过程是典型的复合型污染,臭氧和PM2.5浓度有较为明显的同步升高特征,这种情况在每年4–5月春夏交替时期也常有发生。4月28日开始,京津冀及周边地区“2+26”城市全部出现臭氧超标现象,其中北京、唐山、廊坊3个城市臭氧浓度日最大8小时滑动平均值(以下简称“臭氧日评价值”)更是达重度污染。同时,自29日起,区域内多个城市PM2.5浓度也开始逐步升高。

北京市从4月28日17时起,臭氧浓度开始出现超标情况,4月30日空气质量为重度污染,首要污染物为臭氧。5月1日,污染过程持续,先是上午PM2.5浓度快速上升,在8–9时达151微克/立方米,出现短时重污染;下午臭氧小时浓度上升至300微克/立方米以上,当天臭氧日评价值再次达到重度污染水平。

全国其它地区也出现了较为严重的臭氧污染过程,截至5月2日8时,全国337个地级及以上城市中,196个城市臭氧日评价值超标,空气质量达轻度及以上污染。

4月28日–5月1日全国臭氧小时浓度分布

(来源:中国环境监测总站)

4月29日–5月1日“2+26”城市PM2.5小时浓度分布

(数据来源:中国环境监测总站)

02

污染成因分析

从污染排放上看,随着各地经济社会活动水平的恢复,大气污染物排放量较3月有所上升。遥感监测显示,4月“2+26”城市工业热高值点比3月份增加近50%,其中唐山的增幅达到55%,邯郸、太原、天津、石家庄、长治等城市也增加明显。

2020年3–4月“2+26”城市工业热高值点与差值分布

(来源:生态环境部卫星环境应用中心)

在当前的污染排放形势下,日间晴热、夜间高湿,导致臭氧和PM2.5的复合型污染。通过多年臭氧研究发现,太阳辐射、温湿度、边界层高度等是影响近地面臭氧浓度的主要气象因素。当白天出现晴热、低湿天气时,有利于臭氧的光化学反应生成,导致臭氧浓度上升。近期受季节交替影响,热气团东移北伸,华北平原大部分城市日最高温度均在30℃以上,多地刷新最早出现高温纪录,北京西部、天津南部、河北中南部、山东北部、河南西北部等地更是出现35–38℃的高温,堪称历史最热“五一”;此外,午后相对湿度总体在50%以下,加之晴朗少云,太阳辐射强度高,造成臭氧污染加剧。

5月1日15时全国气温实况

(来源:中央气象台)

同时,随着对流层中层(1500米)温度快速攀升(近5天升高20℃),早晚温差加大,夜间至早晨时段更容易出现贴地逆温和辐合静稳天气。4月30日晚间起,“2+26”城市北部相对湿度快速上升,北京及周边在5月1日凌晨至上午达80%左右,臭氧浓度上升也表明大气氧化性增强,十分有利于气态污染物向PM2.5二次组分的转化。污染特征雷达图显示,区域北部以偏二次型为主;典型城市PM2.5组分监测结果显示,硝酸根离子是北京、唐山PM2.5的首要组分,占比为35%~40%左右,表明NOx的二次转化是PM2.5浓度上升的主要原因。

5月1日“2+26”城市PM2.5浓度分布(左)和污染特征雷达图(右)

(数据来源:中国环境监测总站)

4月29日–5月1日北京市PM2.5组分浓度变化

(数据来源:北京市环境保护监测中心)

“2+26”城市北部还存在明显的污染传输特征。区县站点监测数据显示,4月30日夜间至5月1日上午,唐山的滦州、古冶、开平等区(县)的SO2浓度和遵化、古冶、丰润等区(县)的NO2浓度达100微克/立方米以上,上述区县的CO浓度也达5微克/立方米左右,在区域北部最为突出。

4月30日–5月1日京津冀中部PM2.5和SO2浓度分布

(数据来源:大气环境科学综合数据采集与共享平台)

从风场实况上看,期间北京及周边地区受弱偏东风主导,污染持续沿燕山山前传输、转化并在北京市滞留,叠加北京本地的污染排放和二次转化,导致北京市5月1日上午出现短时PM2.5中-重度污染。北京市环境保护监测中心解析结果显示,偏东方向临近地区对北京市PM2.5浓度的贡献约为50%。

4月30日–5月1日京津冀区域风场实况

(来源:中央气象台)

03

空气质量预报

根据中国环境监测总站最新空气质量预测预报结果,2–3日,晋冀鲁豫交界地区以轻-中度污染为主,其中2日个别城市有出现重度污染的风险,首要污染物主要为臭氧。4日,受可能的弱冷空气及弱降水影响,区域大部空气质量以良-轻度污染为主,河南北部个别城市可能出现中度污染,首要污染物主要为臭氧,具体形势有待临近判断。

资料分析整理:国家大气污染防治攻关联合中心 褚旸晰 殷丽娜 石耀鹏

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