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【题  名】 北方雾霾成因复杂 协同治理才能根治

【出  处】 中国能源报

【日  期】 2020.04.27

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 国内信息 环境治理 环境污染 冬季雾霾 减排力度

【正  文】

 
   近年来,随着经济快速发展,人口迅速膨胀,城市化规模不断扩大,环境污染现象日益严重。但同时,人们对以环境质量为首的生活品质要求逐渐提高,使得经济和环境可持续发展之间的矛盾日益增长。其中,以雾霾为首的大气污染问题尤为受到关注。
  主要污染物是PM2.5和O3
  统计显示,北京雾霾主要出现在1-3月、7月及10-12月。从季节上看,春、秋及冬季雾霾发生次数远高于夏季,冬季雾霾发生次数最多。分析2014-2017年大气污染物排放浓度均值的月度变化趋势,发现大气PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO的平均浓度与月度雾霾天数的趋势相吻合,其平均浓度都是5月-9月较低,10月-次年4月较高;O3的趋势刚好相反。同时,2014-2017年,与雾霾相关的首要污染物,主要集中在PM2.5、PM10和O3,其中6-8月首要污染物PM2.5和O3各占约50%,而其他月份中PM2.5几乎独占鳌头。这表明,夏季O3对雾霾的影响显著,PM2.5在一年四季都对雾霾产生影响。
  研究表明,北京地区PM2.5主要由元素碳、有机碳、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等组成。雾霾越严重,PM2.5中的硫酸盐、硝酸盐、铵盐比例越高,元素碳、有机碳比例则越低。机动车、散煤燃烧、居民面源及生物质燃烧等污染源直接排放的一次有机碳,对华北地区灰霾的早期形成具有重要贡献,因为一次排放的有机碳可以为SO2和NOx的非均相化学反应提供反应界面,促进了硫酸盐和硝酸盐大量生成,是重污染期间PM2.5爆发性增长的主要原因。
  除了一次有机碳,污染源排放的VOCs在大气中经光化学反应生成的二次有机碳也影响着北京大气环境。二次有机碳更容易在粒径较小的PM1中积聚,而北京的PM1占PM2.5的质量浓度比例达到了60%-74%。O3与雾霾的相互作用中,主流观点是臭氧的强氧化性导致大气中的SO2、NO2、VOCs被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5浓度,即间接加重PM2.5的形成。
  关于O3,气象因素(高温、低湿、低压)和高前体物体积浓度(CO、VOCs和NOx)都影响这着O3 的形成。北京地区夏季副热带高压系统或均压场下的弱高压系统均有利于O3 的本地光化学反应生成, 且不利于污染物的扩散。北京城区夏季O3 生成处于VOCs控制区, 机动车尾气、化石燃料和生物质燃烧、溶剂使用等人为排放的VOCs 对O3 体积浓度的影响最大。
  继续保持污染物减排力度
  大气污染物的环境容量和污染物实际排放量,也可从另一方面说明污染物与雾霾的关系。大气环境容量是指一个区域在某种环境目标(如空气质量达标)约束下的大气污染物最大允许排放量,即在一定的气象条件及一定的污染源排放条件下,某一特定区域在满足该区域环境空气环境质量目标的前提下,单位时间所能允许的各类污染源向大气中排放的各类污染物总量。影响大气环境容量的因素,除了大气污染物的环境化学特征外,还有区域环境目标、区域地理和气象特征等。2017年北京市烟尘、SO2、NOx的排放量分别为2.04万t、2.01万t、14.45万t,按烟尘中PM2.5的比例87%-90%来估算,2017年PM2.5的排放量约达到1.77-1.84万t,除了SO2以外,PM2.5和NOx排放量仍然接近或超过一些学者指出的北京市大气污染物环境容量(见图1)。
  气象因素影响较大
  如果说,大气污染物是引发雾霾的内因,气象条件则是引发雾霾的外因。
  数据显示,当北京近地面平均风速超过4.5m/s时,即约等于3-4级风时,几乎不出现雾霾天气;当平均风速逐渐降低时,雾霾天出现的频次也随之增高;当平均风速降低到1.5m/s以下,即1级风以下时,雾霾天的比例达到60%以上。
  同样,风向也是影响雾霾的影响因素。2014-2017年,当北京最大风速的风向为SSW(南西南风)和SW(西南风)时,雾霾天数接近100天,雾霾天出现频次最高,接下来是ENE(东北东风)风向时出现约50个雾霾天。这与北京周边的高强度排放地区都位于南部和东部地区的现状也十分吻合。根据北京及周边地理位置可知,如果周边产生的污染物扩散到北京而影响雾霾的话,这些污染物很可能来源于石家庄—保定沿线和唐山一带地区。2014-2017年,同时间段石家庄、保定、唐山等地的大气中各污染物浓度几乎都要高于北京的对应污染物浓度,表明北京与周边地区的大气中各污染物浓度之间存在污染物浓度差,具备了外来污染物的输入条件。
  疫情期间雾霾主要是外因所致
  新冠肺炎疫情期间,雾霾现象似乎仍没有得到改善,因此出现污染物减排是否真正管用、污染物减排方向是否跑偏等质疑声。对此,笔者根据近几年的大气污染物浓度、空气质量、近地面风速和最大风速的风向等进行对比分析。

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