王跃思数据详解:为何北京治霾力气下得很大,但收效不显著?

作者: 王跃思

来源: 中科院院刊

发布日期: 2016-08-12

北京市空气质量改善情况自“大气十条”实施以来,PM2.5浓度逐年下降,但冬季污染未得到有效控制,且O3污染日益严重。尽管治理初见成效,预计2017年难以达到60μg/m3的目标。治理过程中存在区域协同治理的难题,需采取超常规措施以突破治理瓶颈。

北京市空气质量改善情况

PM2.5、O3、VOCs、NOx、SO2、CO等指标自“大气十条”实施以来,全国城市PM2.5浓度呈下降趋势,预期能够实现国家规定的2017年空气质量改善目标。若按现有力度措施,北京市2017年PM2.5浓度达到年均值60μg/m3左右的目标难以实现,同时臭氧(O3)污染迅速抬头。未来两年必须下决心采取超常规措施破解北京大气污染防治中的若干难点问题,才能突破大气污染治理瓶颈,达到预定目标。

据中科院站点长期观测,北京市近12年PM2.5的年平均值为92.7μg/m3,2006年PM2.5年均值最高,达到110.7μg/m3,此后PM2.5浓度逐年下降,平均每年下降3.36μg/m3。综合环保部和北京市2013年以来公布的数据,以2015年北京市PM2.5年均值80.6μg/m3为基准,如按目前下降速度,预计北京市在2021年以后才能达到60μg/m3左右的年均值。

最近3年,即2013-2015年,全国74个城市PM2.5浓度总体呈下降趋势,京津冀、长三角、珠三角和成渝地区PM2.5浓度分别下降了27.4%、20.9%、27.7%和27.7%。北京市从89.5μg/m3降至80.6μg/m3,仅下降9.9%。

2015年北京PM2.5年均浓度为80.6μg/m3,为全国31个省自治区直辖市年均值之首位(与河南省80.1μg/m3相当),全国338个地级及以上城市有24个城市年均值高于北京。

北京周边区域高浓度的细颗粒物对北京重霾污染形成具有重要影响,但这一影响一直在被低估。从观测数据分析,北京市大气PM2.5下降缓慢的原因有两个:

(1)冬季PM2.5污染未得到有效控制。近3年冬季浓度一直高于其他3个季节平均浓度的20%左右,并且近10年来一直呈上升趋势,平均每年上升1.3μg/m3;

(2)PM2.5导致的重霾污染天数减少缓慢。2015年,北京市共发生重度、严重污染31天次、15天次,与2014年的32天次、15天次基本持平;比2013年的45天次、13天次相比重污染减少了14天,但严重污染天数增加了2天。

2015年,全国重度及以上污染天数超过30天的有13个城市,北京位居7位,而其他6个城市也在北京偏南区域,包括保定、廊坊、石家庄、郑州和济南等。北京2015年共发生46天次重度及严重污染,其中冬季22天、秋季13天、春季8天和夏季1天,分别占50.0%、29.5%、18.2%和2.3%。与全国大多数城市相比有所不同的是,北京不仅冬季PM2.5污染严重,而且秋季污染也十分严重。

造成北京秋季重霾锁城的重要客观原因之一是风速减小。2006—2015年北京全年风速波动下降显著,平均每年下降0.03m/s,其中北风风速平均每年下降0.028m/s;风频统计显示大于2m/s的南风和北风频次显著下降,而弱风(风速≤2m/s)频次显著增加。仅秋季,近10年平均风速每年下降0.028m/s,主要缘于弱风频次从70%上升至79%。

主观原因除了整个区域巨大的工业排放基数外,北京偏南区域秋收换播季节秸秆燃烧起到了推波助澜的作用。对近年来北京及京津冀秋季重霾污染形成过程的机理研究表明,高架源的高排高放和大面积的秸秆燃烧造成大量细颗粒物的排放,在弱偏南风或静风的气象条件下,污染水平扩散微弱,弥漫在大气较高层中的原始排放颗粒物造成对阳光的散射和吸收,造成局地污染排放难以对流扩散。

卫星资料显示,2013-2015年,全国NO2和SO2垂直柱浓度年均值总体呈下降趋势,北京市NO2和SO2柱总量分别下降15%和48%。北京市PM2.5治理初见成效,但2017年难以达到60μg/m3,有当初对治理进程过于乐观的估计,也有治理过程中难以预料的难题,尤其是区域协同治理的问题,其对北京重霾污染过程形成的作用一直在被低估。

O3全国城市大气O3问题日渐显现。

2015年,全国74个重点城市O3日最大8小时平均浓度第90百分位数在95-203μg/m3,平均为150μg/m3,较2013年上升7.9%;超标城市由2013年的17个升至2015年的28个,超标城市的比例达37.8%。北京大气O3问题更为严峻。

2015年,北京大气O3日最大8小时平均浓度第90百分位数为203μg/m3,较2014年、2013年的200μg/m3、188μg/m3分别上升1.5%和8.0%。

北京大气PM2.5浓度呈现冬秋季节“高”,夏春季节低;而O3在“春末-夏季-秋初”都会出现超标的“高”值。“双高”污染的反季节出现,造成全市居民全年均生活在较差质量的空气环境中。2016年上半年,北京入夏以来O3污染高值频现,将北京市空气质量拖入了全国地级及以上城市空气质量排名的后10名。

北京市大气SO2、NO2和CO及PM10浓度均已达到国家制定的2017年目标。

但大气中VOCs、NH3和元素碳(EC)浓度偏高,变化趋势不稳定,将成为进一步治理的挑战。预计2030年前后,当我国碳排放出现拐点时,VOCs和EC会出现全面持续下降;而NH3的问题,不仅取决于农牧业的发展和管理,也涉及到越来越多的工业NH3排放。

北京市空气污染治理工作一直走在全国的前列,工作扎实有效不反弹,但“双高”污染给北京空气污染治理带来了前所未有的挑战,同时也带来了极大的机遇,如何突破治理瓶颈实现绿色北京的梦想,是对政府部门领导、全市环保工作者和全市人民的考验。

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