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蓝天保卫战专家谈:东北地区近期大气重污染成因分析

时间:  来源:国家大气污染防治攻关联合中心  作者:

2020年4月12日以来,受秸秆集中露天焚烧影响,东北地区持续发生大气重污染,且近几日有加重趋势,4月18日个别城市PM2.5小时浓度甚至达到上千微克/立方米。国家大气污染防治攻关联合中心密切跟踪污染过程发展,分析解读污染状况及成因。

01污染最新情况

近一周内,全国空气质量总体优良,但东北地区持续出现PM2.5重污染,大气污染问题突出。

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2020年4月12–18日全国PM2.5小时浓度分布(来源:中国环境监测总站)

东北地区中,又以黑龙江南部污染程度最重。截至4月18日20时,东北地区10个城市出现重污染天,齐齐哈尔、鸡西和绥化3个城市日均空气质量指数(AQI)“爆表”,PM2.5日均浓度峰值为807微克/立方米(齐齐哈尔,4月13日),达严重污染;哈尔滨等11个城市AQI“爆表”时长累计137小时,哈尔滨在4月18日9–10时PM2.5小时浓度超过2000微克/立方米。

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2020年4月12–18日黑龙江省PM2.5小时浓度分布(数据来源:中国环境监测总站)

02污染成因分析

秸秆集中露天焚烧是导致PM2.5重污染的主要原因。以农业大省黑龙江为例,有关调研显示其秸秆年产量约1亿吨,但综合利用率较低,通常在春耕前进行大规模秸秆露天焚烧,使局地和区域空气质量显著转差。卫星遥感与环境监测数据显示,与3月30日–4月1日(空气质量总体为优-良)相比,齐齐哈尔及周边4月12–14日火点数量增加了27倍,PM2.5浓度上升16倍;哈尔滨及周边4月16–18日火点数量和PM2.5浓度均增加了7倍,达到重污染水平。

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东北地区典型时段卫星火点数量(来源:VIIRS遥感反演数据)

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2020年4月17日黑龙江秸秆焚烧遥感监测分布图(来源:生态环境部卫星环境应用中心)

秸秆焚烧排放了大量的污染物,导致PM2.5浓度快速上升。秸秆种类不同,燃烧排放的PM2.5中化学组分组成也有差异,东北地区常见的水稻和玉米秸秆燃烧排放的PM2.5总体以碳质组分(有机物和元素碳)为主。

水稻和玉米秸秆燃烧排放的PM2.5组分构成(来源:哈尔滨工业大学 宋维薇副教授团队)

哈尔滨PM2.5组分特征显示,对于典型的生物质燃烧所致的重污染过程,有机物是PM2.5的首要组分,占比通常大于60%,而且和左旋葡聚糖(生物质燃烧示踪物种)大致同步变化。硝酸根、硫酸根和铵根离子在重污染期间对PM2.5的贡献有所上升,但仍远小于有机物。

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2019年2月底一次典型生物质燃烧重污染过程中PM2.5组分浓度变化(来源:哈尔滨工业大学  程远教授团队)

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2018–2019年采暖季哈尔滨PM2.5浓度与左旋葡聚糖的相关性分析(来源:哈尔滨工业大学  程远教授团队)

静稳、高湿的气象条件是重污染过程出现的重要诱因。东北地区大部4月17日夜间至18日凌晨近地面风速小于2米/秒,不利于污染物扩散。另外,根据中央气象台预报,4月18日起,东北地区相对湿度上升并出现大雾天气,哈尔滨等地有能见度不足500米的浓雾,高湿条件会显著促进PM2.5二次组分的生成和吸湿增长。在东北地区高排放的背景下,不利的气象条件容易使污染物积累并二次转化,空气质量维持重污染水平。

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4月17–18日典型时刻东北地区风场实况(来源:中央气象台)

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4月18日8时–19日8时东北地区雾预报图(来源:中央气象台)

针对近期的重污染过程,哈尔滨、鸡西市、绥化市、齐齐哈尔已启动重污染天气红色预警,七台河和双鸭山分别启动橙色和黄色预警。建议各地在落实应急减排措施基础上,严格管控秸秆露天焚烧,公众做好健康防护。

03空气质量预报

4月19日,扩散条件较差,黑龙江西南和东北部以中-重度污染为主,局地可能出现短时严重污染;黑龙江东南部、吉林中西部、辽宁中西部以良-轻度污染为主,辽宁中部可能达到中度污染;其余地区空气质量以优-良为主。20日午后,受西北冷空气及可能的降水过程影响,扩散条件转好,区域以良-轻度污染为主。21–23日,受西北冷空气持续影响,扩散条件有利,区域以优-良为主。(来源:东北区域空气质量预测预报中心)

注:春季为秸秆焚烧多发期,如出现大量集中秸秆焚烧影响,空气质量在预报等级基础上可能加重1–2级。

(编辑:逍遥客)

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