2018年2月16-20日(初一至初五),京津冀及周邊地區、汾渭平原等地經歷了一次大氣重污染過程。國家大氣污染防治攻關聯合中心積極組織專家,對本次污染過程進行了分析解讀。
1 污染總體狀況
截止2月20日(大年初五)0時,京津冀及周邊地區“2+26”城市有19個城市PM2.5日均濃度超過150微克/立方米,達到重度污染水平;其中有6個城市PM2.5日均濃度超過250微克/立方米,達到嚴重污染水平。區域PM2.5日均濃度最高值出現在邢臺,2月19日達到366微克/立方米(嚴重污染);區域PM2.5小時濃度最高值出現在衡水,17日14時達到461微克/立方米。北京市PM2.5日均濃度最高值出現在2月19日,達到141微克/立方米(中度污染);PM2.5小時濃度最高值出現在19日19時,達到181微克/立方米。
汾渭平原有10個城市達到重度污染水平,其中臨汾、渭南、咸陽達到嚴重污染水平。區域PM2.5日均濃度最高值出現在臨汾,2月18日達到313微克/立方米(嚴重污染);區域PM2.5小時濃度最高值也出現在臨汾,18日11時達到398微克/立方米。
2月16-19日(大年初一至初四)京津冀及周邊地區“2+26”城市PM2.5污染情況
2 氣象條件分析
“2+26”城市17-18日風速(m/s)與相對濕度(%)分布
2月16日以來,京津冀及周邊地區總體為天氣靜穩、風速小的不利氣象條件,大氣污染物容易累積。受弱偏南風影響,污染物容易在燕山和太行山沿線的北京、保定、石家莊等城市聚集,18日區域大部的平均風速在2米/秒以下、相對濕度超過60%,晉城等地濕度更升至80%以上(圖2)。
地基雷達觀測結果也顯示,京津冀及周邊地區大氣邊界層高度從2月16日-19日(初一至初四)總體持續下降,20日0時邊界層高度低于500米的區域占比超過60%,非常不利于大氣污染物的擴散(圖3)。北京探空資料顯示17日20時800-1500米有逆溫層,抑制污染物垂直擴散。長時間的小風、高濕疊加逆溫等不利氣象條件,導致污染不斷積累和二次轉化,上述區域的空氣質量轉差。
京津冀及周邊地區2月16-20日大氣邊界層高度分析
汾渭平原總體為小風,西安、太原等城市平均風速在2m/s以下,并存在一定的近地逆溫,大氣擴散條件較差。同時,西安市相對濕度多在50%以上,對顆粒物二次轉化和吸濕增長有一定促進作用;太原市相對濕度多在20%-60%之間,濕度的影響小一些。
3 污染成因分析
基于城市空氣質量監測數據,分析春節期間各項主要污染物(PM2.5、SO2、NO2、CO,以及粗顆粒物)濃度的相對變化,用特征雷達圖反映每日的大氣污染特征。從圖4可以看出,京津冀及周邊地區的北京、衡水、鄭州等城市在2月16日(大年初一)都呈現典型的煙花排放污染特征(PM2.5和SO2相對占比高);隨后(初二至初四),PM2.5依然高的同時,SO2逐漸下降,CO則有所升高,表明煙花污染影響在初二以后逐漸下降。此次污染過程期間另一個顯著特征是粗顆粒物和NO2的相對占比均有所下降,表明春節期間施工、貨運等活動量下降,減少了揚塵和機動車排放的影響。
北京、衡水、鄭州市春節期間主要污染物特征雷達圖
從北京和鄭州的PM2.5組分在線觀測數據也可以看出(圖5),硝酸鹽、硫酸鹽和銨鹽在污染過程發展期間呈現顯著增長,表明在靜穩、高濕的不利氣象條件下,氣態污染物的二次轉化對PM2.5貢獻上升。夜間硫酸鹽、鉀離子、鎂離子等組分濃度隨PM2.5升高呈現躍升,表明煙花燃放排放仍是污染的重要因素。
2月17-20日北京和鄭州PM2.5組分變化
從汾渭平原的西安、太原市春節期間主要污染物特征雷達圖可以看出(圖6),和京津冀及周邊地區類似,2月16日(大年初一)呈現典型的煙花排放污染特征,而之后隨著煙花排放的占比逐漸下降;春節期間施工、貨運等活動量下降,也減少了粗顆粒物和NO2的相對占比。
西安、太原市春節期間主要污染物特征雷達圖