專家解惑:重污染天氣的具體成因是什(shén)麽?

編者按

　　環境問題與公衆生産、生活密切相關，已成爲公衆關注的熱點話(huà)題。爲幫助公衆更加準确、科學認識環境問題，本報(bào)特開(kāi)設“專家解惑”專欄，邀請(qǐng)專家就熱點話(huà)題解疑釋惑。

　　柴發合

　　污染物排放(fàng)強度大(dà)是重污染天氣形成的内因，靜穩、小(xiǎo)風(fēng)、高(gāo)濕以及逆溫等不利氣象條件則是重污染天氣形成的外(wài)因。目前，細顆粒物（PM2.5）是對(duì)我國大(dà)氣環境質量影響最大(dà)的污染物，不管是從(cóng)超标城(chéng)市的數量、各城(chéng)市超标的程度分析，還是從(cóng)對(duì)重污染天氣貢獻的角度分析，PM2.5的影響都遠遠大(dà)于其他(tā)污染物。大(dà)氣PM2.5污染的來(lái)源主要包括一次顆粒物排放(fàng)的直接貢獻，以及二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、揮發性有機物（VOCs）和(hé)氨（NH3）等氣态前體物二次轉化的間接貢獻。

　　環境保護部于2014年1月啓動了(le)全國各直轄市、省會(huì)城(chéng)市和(hé)計(jì)劃單列市共35個城(chéng)市的PM2.5來(lái)源解析工(gōng)作(zuò)，結果表明(míng)，燃煤、機動車、揚塵、工(gōng)業生産等是PM2.5的主要來(lái)源。大(dà)氣PM2.5的來(lái)源貢獻具有較大(dà)的地區(qū)差異。石家莊、濟南、太原、長春、哈爾濱、南京、貴陽、烏魯木(mù)齊等城(chéng)市PM2.5的首要來(lái)源是燃煤排放(fàng)，其占比均在25%以上(shàng)；河(hé)北各城(chéng)市源解析結果表明(míng)，燃煤排放(fàng)作(zuò)爲保定、廊坊、滄州等城(chéng)市PM2.5首要來(lái)源，占比均在30%以上(shàng)，燃煤污染防治是上(shàng)述城(chéng)市PM2.5污染防控的重中之重。特别是冬季采暖期間，燃煤排放(fàng)對(duì)京津冀及周邊地區(qū)大(dà)氣PM2.5污染的貢獻更加凸顯，PM2.5中的有機碳（OC）、元素碳（EC）、硫酸鹽等主要組分都與燃煤排放(fàng)直接相關，其他(tā)主要組分如硝酸鹽、铵鹽等也(yě)部分來(lái)自(zì)于燃煤鍋爐和(hé)燃煤散燒，冬季大(dà)氣重污染防控的首要任務就是大(dà)力削減燃煤排放(fàng)。

　　但(dàn)同時(shí)也(yě)要看(kàn)到(dào)，北京、上(shàng)海、杭州等城(chéng)市PM2.5的首要來(lái)源爲機動車排放(fàng)，占比都在30%左右（上(shàng)海包括機動車和(hé)非道(dào)路移動源），深圳市機動車排放(fàng)對(duì)PM2.5的貢獻甚至高(gāo)達41%，大(dà)連、廈門(mén)、重慶（主城(chéng)區(qū)）、成都、西安等城(chéng)市PM2.5的首要來(lái)源也(yě)是機動車排放(fàng)，占比在20%~30%之間，機動車污染防治對(duì)上(shàng)述城(chéng)市的PM2.5污染防控非常重要。在重污染預警期間，北京等城(chéng)市加大(dà)機動車污染管控，特别是老(lǎo)舊車和(hé)柴油車等高(gāo)排放(fàng)車管控，有助于降低(dī)污染峰值。此外(wài)，天津、呼和(hé)浩特、銀川、蘭州、西甯等城(chéng)市PM2.5的首要來(lái)源是揚塵污染，占比在25%~40%之間，這(zhè)些(xiē)城(chéng)市要進一步加大(dà)揚塵污染防治力度。

　　環境監測數據和(hé)相關研究都表明(míng)，自(zì)2013年“大(dà)氣十條”實施以來(lái)，全國和(hé)各地大(dà)氣污染防控措施取得成效，一次污染物（SO2、NO2及一次顆粒物等）濃度下(xià)降明(míng)顯。但(dàn)是，顆粒物中的二次成分下(xià)降顯著緩于一次污染物，重污染期間大(dà)氣PM2.5的爆發式增長往往與硫酸鹽、硝酸鹽等二次成分快(kuài)速增長有關。值得注意的是，除了(le)SO2、NOx等氣态前體物分别轉化爲硫酸鹽、硝酸鹽等二次成分的機制外(wài)，還存在這(zhè)些(xiē)化學成分之間的相互影響，如NO2促進SO2加快(kuài)轉化爲硫酸鹽，産生“1＋1>2”的大(dà)氣污染生成效果。這(zhè)些(xiē)機制在大(dà)氣重污染形成中起到(dào)怎樣的作(zuò)用(yòng)，對(duì)于重污染預報(bào)預警、多污染物協同控制方案的制定都十分關鍵。

　　不利氣象條件是重污染天氣形成的外(wài)因，比如靜穩、小(xiǎo)風(fēng)、高(gāo)濕以及逆溫等，會(huì)在排放(fàng)基本相同的前提下(xià)導緻更加嚴重的空(kōng)氣污染。研究表明(míng)，“大(dà)氣十條”實施以來(lái)，京津冀區(qū)域的污染氣象條件總體上(shàng)趨于不利，這(zhè)也(yě)加大(dà)了(le)污染治理(lǐ)的難度。從(cóng)京津冀區(qū)域污染氣象條件的對(duì)比分析看(kàn)，2014年比2013年轉差17%，2015年比2013年轉差12%，2016年秋冬季我國再一次經曆了(le)非常不利的污染氣象條件，尤其是北方地區(qū)冷空(kōng)氣不活躍，強度弱，風(fēng)速小(xiǎo)，溫度明(míng)顯偏高(gāo)。同時(shí)，大(dà)氣污染過程與氣象過程之間存在相互作(zuò)用(yòng)。大(dà)氣污染積累到(dào)一定程度，顆粒物化學組分（如硫酸鹽、黑碳和(hé)有機組分等）呈現(xiàn)對(duì)輻射的顯著影響，在相當程度上(shàng)導緻邊界層的大(dà)氣擴散能(néng)力減弱，從(cóng)而進一步加劇(jù)重污染。

　　此外(wài)，重污染天氣的形成還受到(dào)全球氣候變化的影響，以全球變暖爲主要特征的氣候變化使大(dà)氣層結更加穩定，已成爲國際上(shàng)的共識。如去年秋冬季以來(lái)，全球普遍出現(xiàn)異常氣候，多個國家包括基本解決空(kōng)氣重污染問題的英國、法國、韓國等發達國家，也(yě)相繼發生了(le)較高(gāo)強度、較大(dà)範圍的大(dà)氣重污染。