秋冬季京津冀空氣重污染成因和來源更明確

“如果要徹底消除重污染，實現藍天白云常在，京津冀及周邊地區‘2+26’城市主要大氣污染物的排放量，需要在2016年的基礎上消減40%—75%。”在9月11日國新辦舉行的國務院政策例行吹風會上，國家大氣污染防治攻關聯合中心副主任、中國環境科學研究院大氣領域首席科學家柴發合表示。

污染物排放量超出環境容量50%以上，是重污染頻發的根本原因

重污染的成因和來源是社會關注的焦點，也是大氣重污染成因與治理攻關項目的重點。

經全面深入分析研究和專家廣泛討論，攻關項目從污染物排放、化學轉化、氣象條件、污染傳輸4個方面，全面闡明了京津冀及周邊地區秋冬季大氣重污染的成因。

污染物排放量超出環境容量50%以上，是重污染頻發的根本原因。“‘2+26’城市，高度聚集的重化工產業、以煤炭為主的能源利用方式、以公路運輸為主的貨運方式，導致區域內主要大氣污染物排放量仍居高位，單位國土面積主要污染物排放量是全國平均水平的2—5倍。”生態環境部副部長趙英民表示，除二氧化硫外，區域內主要污染物排放量超出環境容量50%以上，部分城市超出80%—150%，秋冬季主要污染物排放量高于春夏季。

攻關項目在“2+26”城市布設了109個采樣點，采集了5.8萬多個樣品，在線測定了49萬條化學組分數據。2018—2019年秋冬季PM2.5來源解析表明，工業和民用散煤、柴油車對區域PM2.5的貢獻分別達到了36%、17%和16%，是貢獻最大的三個方面，也是重污染的主要來源。在工業源中，鋼鐵焦化行業的貢獻最大，其次是水泥行業。

大氣中氮氧化物和揮發性有機物濃度高，造成大氣氧化性強，是重污染期間二次PM2.5快速增長的關鍵因素。“PM2.5一部分是直接排放的，還有一部分是由排放到空氣中的氣態污染物二氧化硫、氮氧化物等，通過二次轉化形成的。”趙英民說。

隨著大氣污染治理不斷深入，一次組分占比明顯下降，由空氣中污染物轉化成顆粒物的二次組分占比不斷上升。2013年以來，二次組分占比逐漸上升的趨勢比較明顯，從40%上升到50%左右，在重污染期間，顆粒物組分以二次污染物為主，比例能達到60%甚至更高。

趙英民表示，區域內氮氧化物和揮發性有機物的濃度高，會在大氣中發生快速的光化學反應，導致大氣氧化性總體處于高位，這是促使空氣中氣體污染物轉成二次PM2.5的一個決定性因素。北京市大氣中主要氧化劑濃度是倫敦、東京等城市的2—3倍，導致重污染期間二次轉化速率升高3—5倍。

秋冬季一旦遇到極端不利氣象條件，還會發生重污染過程

趙英民說，不利氣象條件導致環境容量大幅降低，是重污染形成的必要條件。所謂環境容量，就是在一定時間和空間范圍內，在確保人體健康和生態安全或生態環境不遭受損害的前提下，人為能排放多少污染物。“對PM2.5來說，它的來源既有一次的，也有二次的，并且是一對多的關系，不像二氧化硫是一對一的關系。所以要把它的環境容量算出來是非常難的。”柴發合說。

算出環境容量的作用有兩個，一是用來闡述現在大氣重污染的形成原因，二是為未來的大氣污染防治給出定量的減排要求或者減排策略。柴發合表示，作為重要的技術難點，大氣重污染成因與治理攻關項目，充分考慮了PM2.5受大氣物理過程影響，包括長距離輸送、區域之間相互影響，以及復雜的二次生成化學機制的影響。“基于第三代空氣質量模型，研發了以PM2.5濃度目標為約束的多污染物環境容量算法。”

京津冀及周邊地區位于太行山東側和燕山南側的半封閉地形中，因此客觀上存在著一個“弱風區”，同時在這個區域的上空，對流層有一個“暖蓋”的結構。受氣候變化影響，2000年以來，區域環境容量整體呈下降趨勢。環境容量還呈現顯著的季度和月度差異，秋冬季比春夏季平均小30%左右，1月的環境容量約是7月的一半。

“污染物到了京津冀這個區域，水平輸送不暢，垂直擴散也受到抑制。環境容量還有年代際變化、年際變化，以及季度和月份的變化，環境容量資源非常有限。”柴發合說。

此外，區域傳輸對PM2.5濃度影響顯著，各城市平均貢獻率大約是20%—30%，重污染期間進一步增加到35%—50%。攻關項目對2013年以來近百次重污染天氣過程進行的分析表明，重污染期間，區域傳輸對北京市PM2.5的平均貢獻率大概是45%左右，個別過程可以達到70%。

“四方面原因相互疊加，造成了區域秋冬季重污染天氣發生。我們治理更多的還是要針對人為排放，大幅減少污染物排放，這樣的話，即便遇到極端不利氣象條件，也不會再發生重污染天氣。”趙英民表示。

“當前大氣污染和氣象條件，特別是不利的氣象條件沒有‘脫敏’。京津冀及周邊地區的能源、產業結構和交通運輸結構的調整，不可能一蹴而就，污染物排放量仍然比較大。”柴發合表示，秋冬季一旦遇到極端不利氣象條件，還會發生一些重污染的過程，大家還是要有思想準備。

柴發合介紹，攻關項目根據空氣質量改善目標提出針對性治理對策：繼續以控制秋冬季PM2.5污染為核心做好防治工作，同時開展PM2.5和臭氧污染協同治理;在整個區域，以氮氧化物和揮發性有機污染物減排為重點，實施多污染物協同減排;加強傳輸通道城市污染管控，適當擴大京津冀及周邊地區的聯防聯控范圍，強化聯防聯控機制;以能源、產業、交通、運輸結構調整為重點，推動經濟高質量發展。