大气重污染成因与治理攻关项目经过3年的研究,主要取得6方面研究成果

2020-09-14 12:29:49 mhhbkj 17

  中央广播电视总台央视记者: 大气重污染成因与治理攻关项目经过3年的研究,请问取得了哪些具体的研究成果?成效如何?谢谢。

  赵英民: 这个攻关项目我们采取了集中攻关和驻点跟踪研究相结合的组织方式,经过3年的努力,2900多名科技工作者团结奋战,应该说取得了一大批重要的科技突破和研究成果。主要有这么6个方面:

  一是通过大规模的科学观测和实验研究,采取多技术融合方式,从污染物的排放、化学转化、气象条件、污染传输等4个方面,弄清了区域大气重污染成因和来源,并且形成了广泛的科学共识。

  二是建成了国内最大的空天地综合立体观测网和数据共享平台,建立了完备的区域PM2.5综合源解析的方法体系,形成了重污染过程的精细化、定量化的动态解析能力。

  三是建立了区域和城市高时空分辨率的排放清单,摸清了区域污染物排放现状、主要大气污染物排放的特征和时空变化规律,精准识别了区域“2+26”城市和重点行业的关键问题,形成了重点行业和城市关键问题识别与精准治理的技术体系。

  四是建立了“预测预报—会商分析—预警应急—跟踪评估”全过程的重污染天气应对技术体系,提出差异化的应急管控技术方案,全面支撑区域应急联动和差异化管控,有力支撑了应急减排效益最大化。

  五是建立了以PM2.5目标浓度为约束的区域大气环境容量算法,开发了大气污染防治科学决策的技术支持平台,提出了区域中长期大气污染防治的政策建议。

  六是综合运用多种技术和数据分析方法,定量评估了大气颗粒物污染的健康影响和污染防治措施的健康效益。

  攻关项目坚持边研究、边产出、边应用,应该说我们很多的科研成果都是在第一线产生,同时第一时间在基层,在“2+26”城市的污染防治第一线得到了及时的应用,因此效果还是非常明显的,整个项目极大提升了我们区域大气污染治理的精准性和科学性。当然,效果也很明显,今天外面的蓝天白云,生活在北京的朋友们就感同身受。

  攻关项目有力支撑了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和秋冬季攻坚行动方案的编制和实施。与2016年相比,2019年“2+26”城市PM2.5平均浓度下降了22%,重污染天气减少了40%,北京市PM2.5浓度由2016年的73微克/立方米下降到去年的42微克/立方米,重污染天数由34天下降到了4天。公众的蓝天获得感和幸福感大幅提升,同时攻关项目还极大促进了京津冀区域协同发展和绿色发展。去年“2+26”城市GDP达到了14.2万亿元,比2016年增长了17.2%,可以说一方面空气质量大幅改善,一方面经济在继续快速发展,从环境的角度也体现了区域高质量发展取得的成绩,实现了生态环境高水平保护和经济高质量发展双赢。谢谢。

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  ■ 区域内的污染物排放超出环境容量,应该是重污染频发的根本原因

  的深入,本地源占比逐步减少,外来输入逐步增加。攻关项目对2013年以来近百次的重污染天气过程进行的分析表明,重污染期间,区域传输对北京市PM2.5的平均贡献率大概是45%左右,个别过程可以达到70%,污染物在区域主要有3个传输通道,这也是这次攻关项目经过研究观测得出的结论。一个通道是西南通道,也就是河南北部—邯郸—石家庄—保定—北京一线,这个通道传输频率最高,输送强度最大,重污染过程平均的贡献率约20%,个别重污染过程可以达到40%。第二个通道是东南通道,就是山东中部—沧州—廊坊—天津中南部沿线。第三个通道是偏东的通道,也就是唐山—天津北部—北京这条线。

  这是这次研究对区域秋冬季重污染成因得出的4个主要原因。这4个原因相互叠加,造成了区域秋冬季重污染天气发生。当然,我们治理更多的还是要针对人为排放,大幅减少污染物排放,这样的话,即便遇到极端不利气象条件,也不会再发生重污染天气。谢谢。

  人民日报记者: 通过攻关项目的研究,京津冀及周边地区的秋冬季大气污染主要成因是什么?主要来源有哪些?谢谢。

  赵英民: 谢谢你的提问。这个问题也是社会公众高度关注的问题,坦率地说,也是一个社会关注的焦点问题。这次攻关项目核心任务也是要说清这个问题。为了全面搞清楚区域重污染成因,攻关项目设计了相互印证的综合观测、实验分析和数字模拟相结合的闭合研究技术体系,建成国内最大的区域空天地一体的综合立体观测网,实时跟踪重污染过程发生、发展、传输和消散,动态掌握污染大气当中的组分变化情况和污染来源,从污染物排放情况、化学转化、气象条件变化、污染传输4个方面,全面阐明了区域秋冬季重污染的成因。

  归纳起来,有4个方面的因素共同作用,导致了区域重污染天气的发生:

  一是污染物排放量超出环境容量的50%以上,是重污染频发的根本原因。京津冀及周边地区,也就是我们常说的“2+26”城市,高度聚集重化工产业,区域内以煤炭为主的能源利用方式、以公路运输为主的货运方式,导致了区域内主要大气污染物排放量居高不下,单位国土面积主要污染物的排放量是全国平均水平的2倍-5倍,不同的污染物排放量倍数不一样。除了二氧化硫以外,区域内的主要污染物排放量均超出了环境容量的50%以上,部分城市甚至超出80%-150%。另外,秋冬季主要污染物排放量,由于取暖的原因,比平时额外增加大约30%的排放量。总体来说,区域内的污染物排放超出环境容量,应该是重污染频发的根本原因。

  攻关项目在“2+26”城市布设了109个采样点,采集了5.8万多个样品,在线测定了49万条化学组分数据。2018年-2019年秋冬季的PM2.5来源解析表明,工业和民用散煤、柴油车对区域PM2.5的贡献分别达到了36%、17%和16%,也就是贡献最大的3个方面,是重污染的主要来源。在工业源中,钢铁焦化行业的贡献最大,其次是水泥行业。

  二是大气中氮氧化物和挥发性有机物的浓度高,造成大气氧化性增强,是重污染期间二次PM2.5快速增长的关键因素。大家知道,PM2.5一部分是直接排放的,但是还有一部分是由于排放到空气中的气态污染物,二氧化硫、氮氧化物等通过二次转化,在空气中形成细颗粒物,我们把这部分PM2.5叫二次转化的PM2.5。随着大气污染治理的不断深入,一次组分占比明显下降,由空气中污染物转化成颗粒物的二次组分占比不断上升。2013年以来,二次组分占比逐渐上升的趋势比较明显,从40%上升到50%左右,在重污染期间,颗粒物组分以二次污染物为主,比例能达到60%甚至更高。区域内氮氧化物和VOC的浓度高,会在大气中发生快速的光化学反应,导致大气氧化性总体处于高位,这是促使空气中气体污染物转化成二次PM2.5的一个决定性因素。北京市的大气氧化性比伦敦、东京等城市大约要高出2倍-3倍。这么一个高氧化性,也导致了区域重污染期间二次转化速率升高3倍-5倍。大气氧化性一方面推动气态污染物转成PM2.5,同时也会在夏天推动臭氧形成。因此控制大气氧化性,是下一步协同控制PM2.5和臭氧的交叉点和关键点,有“一石双鸟”的效果。

  三是不利的气象条件导致了区域环境容量大幅降低,这是重污染天气形成的必要条件。京津冀及周边地区位于太行山东侧和燕山南侧的半封闭地形中,因此客观上存在着一个“弱风区”,同时在这个区域的上空,对流层有一个“暖盖”的结构。大气扩散条件“先天不足”,这主要是相对其他地方而言,本身这个地方的扩散条件就差,因此导致环境容量较小。受气候变化的影响,2000年以来,区域环境容量整体呈现下降态势。另外,环境容量还呈现季度和月度差异,这个大家好理解,夏天为什么空气好,很重要的一个原因就是空气扩散条件好。另外就是每个月、每年也因为气象因素的变化有不同。总体而言,秋冬季比春夏季环境容量平均要小30%左右,1月份的环境容量大概是7月份环境容量的一半。

因此,一旦近地面的风速小于2米/秒,逆温导致的边界层高度降到500米以下,相对湿度高于60%,大气环境容量就会进一步减少50%-70%,因此极易诱发重污染天气。第一个因素是排放多。同时由于这个区域西边北边都是山,环境容量先天不足,冬天又比夏天容量减少一半,两个因素叠加在一起就很容易出现重污染。

  四是区域传输对PM2.5影响显著,各城市平均贡献率大约是20%-30%,重污染期间进一步增加到了35%-50%。大气污染治理开始阶段,往往因为本地排放比较多,本地源对本地的环境质量影响比重是比较大的。

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