春分時節(jié)，大風(fēng)吹過，天空一片蔚藍(lán)。但剛過去的這個秋冬季，京津冀及周邊地區(qū)很多人都感覺藍(lán)天似乎有所減少。確實，這個秋冬季，京津冀及周邊地區(qū)出現(xiàn)多次持續(xù)時間長、范圍大、污染重的區(qū)域污染過程，引發(fā)廣泛關(guān)注。

什么原因?qū)е铝司┙蚣郊爸苓叺貐^(qū)重污染的發(fā)生？專業(yè)的問題，還得請專家來回答。

在黨中央、國務(wù)院高度重視下，2017年4月，一項重要的科技攻關(guān)啟動，瞄準(zhǔn)的是京津冀及周邊地區(qū)秋冬季大氣重污染成因、重點(diǎn)行業(yè)和污染物排放管控技術(shù)等難題。2017年10月，多部門和單位協(xié)作，由200多家單位、近2000人組成的科技攻關(guān)團(tuán)隊投入研究，國務(wù)院為此設(shè)立專項資金5.75億元。原環(huán)境保護(hù)部專門成立了國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心，統(tǒng)籌攻關(guān)工作。

藍(lán)藍(lán)天工作室了解到，通過一年半的努力，攻關(guān)已有初步戰(zhàn)果，科學(xué)家們基本摸清了京津冀及周邊地區(qū)大氣重污染的“病根”。

靜穩(wěn)天氣下，霧霾襲擾石家莊。（資料圖片）

排放是“病根”，天氣是誘因，復(fù)雜的顆粒物二次轉(zhuǎn)化是催化劑

“京津冀及周邊地區(qū)大氣重污染，是污染物本地累積、區(qū)域傳輸和二次轉(zhuǎn)化綜合作用的結(jié)果。”中國工程院院士、北京大學(xué)教授張遠(yuǎn)航說，“遠(yuǎn)超環(huán)境承載力的污染排放強(qiáng)度是大氣重污染形成的主因，不利氣象條件造成污染快速累積是誘因，大氣氧化驅(qū)動的二次轉(zhuǎn)化是污染累積過程中顆粒物爆發(fā)式增長的動力。”

這樣的結(jié)論并不讓人感到意外。但是這一次，專家們的“望聞問切”比以往更細(xì)致，“病因”找得更精準(zhǔn)。

中國工程院院士、清華大學(xué)教授郝吉明說，大氣污染物的高強(qiáng)度排放是京津冀及周邊地區(qū)秋冬季大氣污染形成的最主要原因。

為了把這個主要原因搞得更清楚，攻關(guān)項目把網(wǎng)格化管理和區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)調(diào)研結(jié)合起來，基于大量調(diào)查和實測，編制了京津冀及周邊地區(qū)大氣污染傳輸通道“2+26”城市精細(xì)化污染源排放清單。清單包括10類排放源、9種污染物，涉及各行業(yè)工業(yè)點(diǎn)源總計8.6萬個、餐飲企業(yè)10.6萬家，大大提升了這一區(qū)域大氣污染源排放清單的精度。

攻關(guān)聯(lián)合中心建成了天地空綜合立體觀測網(wǎng)，通過外場觀測、實驗室分析和數(shù)值模擬等綜合研究手段，開展了細(xì)致的研究工作。不僅如此，800多名科研人員深入“2+26”城市，開展長期駐點(diǎn)研究和技術(shù)指導(dǎo)，在每一個城市布設(shè)3—5個采樣點(diǎn)，共設(shè)采樣點(diǎn)109個，在2017—2018年秋冬季進(jìn)行連續(xù)采樣，共采集約2.6萬個樣品，完成了這些城市2017—2018年秋冬季顆粒物的來源解析研究。

經(jīng)過科學(xué)家們的系統(tǒng)梳理，“高強(qiáng)度排放”這個主因令人信服。

資料來源：國家大氣污染防治攻關(guān)聯(lián)合中心

——看污染來源：燃煤、工業(yè)、機(jī)動車、揚(yáng)塵這四大來源是主要的，占比達(dá)到90%左右。

——看排放強(qiáng)度：這一區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，能源結(jié)構(gòu)以煤為主，交通結(jié)構(gòu)以公路為主，鋼鐵、焦炭、玻璃、原料藥等產(chǎn)量均占全國40%以上，單位國土面積煤炭消費(fèi)量是全國平均水平的4倍，大宗物料80%依靠柴油貨車運(yùn)輸，排放強(qiáng)度大。

——看時間分布：受采暖影響，這一區(qū)域秋冬季一次PM2.5和有機(jī)碳、黑碳等組分的月均排放水平，是非采暖季的1.5—4倍，而保定、濮陽、太原、陽泉、長治、晉城等散煤用量大的城市，上述污染物在秋冬季的排放水平更高。

——看行業(yè)分布：鋼鐵及焦化行業(yè)主要分布在唐山和晉冀魯豫交界地區(qū)，玻璃行業(yè)集中在邢臺、淄博等地，石化化工主要集中在淄博、天津、滄州、石家莊等地。

污染物都有哪些、從哪里來、各來源的占比多少，都更為清楚

聯(lián)合攻關(guān)的一大突破，是實現(xiàn)了對重污染過程的精細(xì)化定量化描述。

攻關(guān)聯(lián)合中心副主任、中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境首席科學(xué)家柴發(fā)合告訴藍(lán)藍(lán)天工作室記者，2015年以來，京津冀及周邊地區(qū)重污染過程發(fā)生頻次、持續(xù)時長和峰值均呈下降趨勢。2017年10月至今年3月初的秋冬季期間，京津冀及周邊地區(qū)共出現(xiàn)23次區(qū)域重污染過程。攻關(guān)聯(lián)合中心對23次污染過程都進(jìn)行了精細(xì)化定量化解析，一一分析比對污染全過程的污染物組分、來源數(shù)據(jù)。

以今年1月10—14日的污染過程為例，污染前期，區(qū)域中北部近地面風(fēng)速小于2米/秒，且存在逆溫，造成污染局地積累在約500米高度的混合層（近地面空氣可以在其中上下混合交換）中。保定市和石家莊市PM2.5濃度在半天左右就從優(yōu)良水平轉(zhuǎn)為重度污染水平，空氣質(zhì)量指數(shù)出現(xiàn)小時“爆表”。PM2.5中有機(jī)物（峰值大于200微克/立方米）和元素碳（峰值大于75微克/立方米）的含量大幅升高，這反映了燃煤和生物質(zhì)燃燒排放的顯著“貢獻(xiàn)”。

隨后，受區(qū)域偏西南風(fēng)的輸送影響，北京市在1月10—12日晚間均出現(xiàn)了PM2.5濃度的快速增長，12日晚間增幅最大（PM2.5濃度在5小時內(nèi)上升了291微克/立方米），部分監(jiān)測站點(diǎn)出現(xiàn)“爆表”。專家們利用空氣質(zhì)量模型進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，沿西南通道的污染物傳輸“貢獻(xiàn)”最大。

此外，北京1月12日晚間污染最重時段，硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽濃度明顯上升，占比合計超過50%。這表明北京及周邊地區(qū)氣態(tài)污染物的二次轉(zhuǎn)化，也是推高北京PM2.5濃度的關(guān)鍵因素。氣態(tài)污染物的二次轉(zhuǎn)化，是指二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物在大氣中發(fā)生氧化等化學(xué)反應(yīng)，形成硝酸鹽、硫酸鹽等PM2.5的主要成分。

經(jīng)過多年治理，北京等地重污染天氣污染物峰值下降，污染時長縮短。（資料圖片）

風(fēng)速小于2米/秒、混合層高度低于500米、大氣相對濕度達(dá)60%以上容易發(fā)生重污染

在當(dāng)前的高強(qiáng)度排放水平下，藍(lán)天要靠“人努力”，也確實需要“天幫忙”。

攻關(guān)專家運(yùn)用多個模型系統(tǒng)，分析了2000—2017年氣象條件對空氣質(zhì)量的影響。結(jié)果顯示，由于氣象條件的年際差異，京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市PM2.5年均濃度的波動幅度可達(dá)10%，個別城市可達(dá)15%；由于氣象條件的月際差異，城市PM2.5月均濃度的波動幅度可達(dá)30%以上。

中國工程院院士、中國氣象科學(xué)研究院研究員徐祥德，中國氣科院大氣成分研究所所長王亞強(qiáng)，國家氣候中心研究員柳艷菊等組成氣象攻關(guān)團(tuán)隊，對這一問題開展了深入研究。

徐祥德介紹，京津冀及周邊地區(qū)位于太行山東側(cè)“背風(fēng)坡”和燕山南側(cè)的半封閉地形中，受青藏高原大地形“背風(fēng)坡”效應(yīng)所導(dǎo)致的下沉氣流和“弱風(fēng)效應(yīng)”影響，冬季京津冀及周邊地區(qū)為顯著的下沉氣流區(qū)，這不利于大氣對流擴(kuò)散及污染物清除。這個地區(qū)是我國冬季大氣污染最重、季節(jié)差異最為顯著的區(qū)域，PM2.5濃度冬季普遍偏高，污染最重，秋、春季次之，夏季最輕。

到底是什么樣的天氣，容易形成空氣重污染？

“從目前統(tǒng)計分析結(jié)果來看，在京津冀及周邊地區(qū)，符合以下條件時容易產(chǎn)生本地累積型重污染：風(fēng)速小于2米/秒，對污染物水平擴(kuò)散極其不利；大氣處于靜穩(wěn)狀態(tài)，垂直擴(kuò)散能力較差；近地面逆溫，混合層高度低于500米；大氣相對濕度達(dá)60%以上，導(dǎo)致氣態(tài)前體物向顆粒物加速轉(zhuǎn)化。”徐祥德說，“在空氣污染過程中，污染累積到一定程度后還會導(dǎo)致氣象條件進(jìn)一步轉(zhuǎn)差，重污染和不利氣象條件之間形成顯著的‘雙向反饋’效應(yīng)。”（人民日報中央廚房·藍(lán)藍(lán)天工作室 孫秀艷、劉毅、寇江澤）