2018年2月26-27日,京津冀及周邊地區(qū)經(jīng)歷了一次大氣重污染過程。國(guó)家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心及時(shí)組織專家對(duì)本次污染過程的來源成因進(jìn)行了會(huì)商分析,邀請(qǐng)攻關(guān)聯(lián)合中心第一副主任、學(xué)術(shù)委員會(huì)主任郝吉明院士對(duì)此次污染過程進(jìn)行了解讀。
一、總體情況
2018年2月26日起,京津冀及周邊地區(qū)經(jīng)歷了一次重污染過程,主要集中在河北南部、河南北部和山東西北部地區(qū),其中滄州、衡水、邢臺(tái)、邯鄲、安陽等城市污染較嚴(yán)重。截止2月27日8時(shí),京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市有23個(gè)城市PM2.5小時(shí)濃度先后超過150微克/立方米(日均值重污染標(biāo)準(zhǔn));其中,有5個(gè)城市PM2.5小時(shí)濃度超過250微克/立方米(日均值嚴(yán)重污染標(biāo)準(zhǔn))。區(qū)域內(nèi)PM2.5小時(shí)濃度最高值出現(xiàn)在安陽,2月27日7時(shí)達(dá)到408微克/立方米;北京市PM2.5小時(shí)濃度過程高值同樣出現(xiàn)在2月27日7時(shí),達(dá)到215微克/立方米(圖1)。
圖1 “2+26”城市2月27日PM2.5濃度分布圖
(左0時(shí),右8時(shí))
二、氣象條件
2月25日起,京津冀地區(qū)開始出現(xiàn)靜穩(wěn)天氣,25日夜間開始,靜穩(wěn)天氣從河北南部發(fā)展,26日午后進(jìn)一步向北擴(kuò)展。北京受低層輻合氣流、弱東風(fēng)及逆溫共同影響,夜間相對(duì)濕度和顆粒物濃度迅速增加。本次污染過程中,區(qū)域總體相對(duì)濕度較高,特別是北京、唐山、廊坊、天津和滄州等城市27日8時(shí)相對(duì)濕度均達(dá)到80%以上,屬典型高濕型污染過程,有利于顆粒物二次組分的生成。區(qū)域北部主要受偏東風(fēng)影響,而南部主要受來自黃淮平原的氣流影響(圖2)。
圖2 “2+26”城市2月27日8時(shí)PM2.5濃度、風(fēng)向、相對(duì)濕度(%)和風(fēng)速(m/s)圖
(黃色:良;橙色:輕度污染;紅色:中度污染;紫色:重度污染;褐色:嚴(yán)重污染)
地基雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果也顯示,京津冀及周邊地區(qū)大氣邊界層高度從2月25日以來總體持續(xù)下降,26日0時(shí)到27日0時(shí)邊界層高度低于700米的區(qū)域占比超過60-80%,邊界層高度低于500米的區(qū)域占比達(dá)10-30%,不利于大氣污染物擴(kuò)散(圖3)。北京探空資料顯示27日8時(shí)1400米以下有逆溫層,抑制污染物垂直擴(kuò)散。長(zhǎng)時(shí)間的小風(fēng)、高濕疊加逆溫等不利氣象條件,導(dǎo)致污染不斷積累和二次轉(zhuǎn)化(圖4)。
圖3 京津冀及周邊區(qū)域2月24-28日整體大氣擴(kuò)散能力
圖4 北京市2月27日8時(shí)探空曲線
(紅色是溫度,藍(lán)線是露點(diǎn)溫度)
三、成因分析
本次重污染過程中,從唐山到北京一線的CO濃度伴隨PM2.5存在明顯的快速增加,北京2月27日4時(shí)之前CO維持在2.2-2.3 mg/m3,5-9時(shí)迅速上升至2.6-4.4 mg/m3。從遷西-遵化-玉田-平谷(沿主導(dǎo)風(fēng)向)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的時(shí)序變化也可以看出,CO沿傳輸方向峰值明顯呈依次出現(xiàn)的特征。污染物特征雷達(dá)圖也顯示,北京在此次污染過程中CO呈現(xiàn)相對(duì)很高的特征。以上證據(jù)表明,北京市的污染明顯受到了來自東部地區(qū)的傳輸影響(圖5)。
圖5 北京市2月26-27日雷達(dá)圖及東部通道CO濃度變化
同時(shí),26日夜間北京市PM2.5中硫酸鹽組分濃度快速上升,27日早晨硫酸鹽質(zhì)量濃度高達(dá)約40微克/立方米,占PM2.5總質(zhì)量的20%左右,氯離子濃度也呈現(xiàn)同步增長(zhǎng)趨勢(shì),結(jié)合上述分析,指示了區(qū)域燃煤污染傳輸?shù)挠绊?;再疊加本地機(jī)動(dòng)車等污染源排放的累積,北京市PM2.5濃度快速上升,在27日凌晨至上午達(dá)到重污染水平(圖6)。
圖6 北京市PM2.5中硫酸鹽和氯離子濃度變化
此外,污染物特征雷達(dá)圖也顯示(圖7),區(qū)域內(nèi)污染較重的石家莊和安陽等城市總體呈現(xiàn)受山前靜穩(wěn)天氣等不利氣象條件影響、本地污染物排放累積的特征。
圖7 石家莊、安陽2月26-27日PM2.5濃度和雷達(dá)圖
四、預(yù)警應(yīng)急
截止2月27日,京津冀及周邊地區(qū)共30個(gè)城市啟動(dòng)預(yù)警響應(yīng),其中15個(gè)城市發(fā)布橙色預(yù)警,14個(gè)城市發(fā)布黃色預(yù)警,1個(gè)城市發(fā)布藍(lán)色預(yù)警?!?+26”城市中有15個(gè)城市發(fā)布重污染天氣應(yīng)急響應(yīng),9個(gè)城市發(fā)布橙色預(yù)警,5個(gè)城市發(fā)布黃色預(yù)警,1個(gè)城市發(fā)布藍(lán)色預(yù)警(圖8)。
圖8 “2+26”城市預(yù)警響應(yīng)情況
從應(yīng)急管控措施來看,各城市在采暖季錯(cuò)峰生產(chǎn)基礎(chǔ)上,黃色預(yù)警響應(yīng)期間工業(yè)源實(shí)施部分工序停產(chǎn),移動(dòng)源增加了中重型柴油車限行、大宗貨物運(yùn)輸企業(yè)錯(cuò)峰運(yùn)輸,揚(yáng)塵源采取停止土石方作業(yè)、增加道路清潔頻次等措施;橙色預(yù)警響應(yīng)期間工業(yè)企業(yè)停限產(chǎn)措施進(jìn)一步加嚴(yán),移動(dòng)源則是加強(qiáng)對(duì)不同類型機(jī)動(dòng)車的限行,揚(yáng)塵源主要以停止施工工地作業(yè)等。
經(jīng)初步測(cè)算,在嚴(yán)格落實(shí)秋冬季錯(cuò)峰生產(chǎn)和重污染天氣應(yīng)急管控措施的情況下,“2+26”城市中啟動(dòng)預(yù)警城市的一次顆粒物、SO2、NOx、VOCs等污染物全社會(huì)減排比例如下:藍(lán)色預(yù)警應(yīng)急減排比例在10%左右,黃色預(yù)警在15%左右,橙色預(yù)警在20%左右。
五、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
因東北高壓系統(tǒng)南下受阻,27日白天冷空氣過程顯著偏弱,京津冀中部污染過程預(yù)計(jì)將持續(xù)至28日。受區(qū)域性弱風(fēng)、高濕及逆溫等不利氣象條件影響,京津冀中南部、山西南部、山東西部和河南北部可能出現(xiàn)中至重度污染過程,影響范圍主要包括北京、天津、石家莊、保定、衡水、邢臺(tái)、邯鄲、晉城、濟(jì)南、德州、淄博、聊城、鄭州、安陽、鶴壁、焦作、新鄉(xiāng)、濮陽等城市,部分城市可能達(dá)到嚴(yán)重污染,PM2.5小時(shí)濃度峰值可能達(dá)到或超過350微克/立方米。28日夜間至3月1日凌晨,受冷空氣過程影響,包括北京、天津在內(nèi)的京津冀中部城市群空氣質(zhì)量有望改善(圖9)。
圖9 2月28日京津冀及周邊地區(qū)PM2.5濃度預(yù)報(bào)圖
專家介紹:
郝吉明,中國(guó)工程院院士,美國(guó)工程院外籍院士,清華大學(xué)教授,清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院院長(zhǎng),兼任國(guó)家環(huán)境咨詢委員會(huì)委員,中國(guó)環(huán)境與發(fā)展國(guó)際合作委員會(huì)委員,京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治專家委員會(huì)主任,國(guó)家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心第一副主任、學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。