2018年春节期间京津冀及周边区域空气质量分析

分析了2018年春节期间京津冀及周边区域空气质量状况,结果表明,京津冀及周边区域2018年春节期间空气污染较重,以石家庄、邢台、邯郸、晋城、长治为中心的区域污染最重,此次重污染过程呈污染范围大、持续时间长的特点。受微风、高湿、逆温等不利气象条件影响,颗粒物污染不断积累和二次转化。除夕(2月15日)至初六(2月21日),北京首要污染源为机动车尾气源,张家口、保定、太原、郑州为燃煤源,太原和廊坊烟花源占比高于其他城市。自除夕(2月15日)下午开始,区域内各城市烟花爆竹燃放相关离子浓度有不同程度的增加,北京、保定烟花源贡献率与贡献浓度与2017年春节期间相比有所下降。2018年春节期间PM_2.5浓度明显高于2015—2017年,区域南部空气质量较差,重污染区域主要集中在以石家庄、邢台、邯郸、长治、晋城为中心的区域。     

京津冀区域大气重污染过程特征初步分析

基于为京津冀区域和城市环境空气质量预报和空气重污染预警业务提供必要基础参考资料和区域重污染发生发展规律认识的需求,应用现有空气监测网2013—2014年度京津冀区域13个城市空气质量监测数据,分析了该区域2013—2014年空气质量整体情况和污染过程的季节变化规律、污染范围,统计了两年间31次区域范围大气重污染过程,并根据污染过程的空气质量变化特点和大气环流形势,着重对31次重污染过程中均压场天气型污染开展分析。结果表明,2013—2014年京津冀区域空气污染形势严峻,全年约有六成日数受颗粒物污染影响;京津冀区域空气污染南北差异显著,有自北向南逐步加重的特点,南部污染严重城市对区域污染贡献巨大,石家庄、保定、邢台、邯郸4城市将PM_(10)、PM_(2.5)年均浓度分别拉升31、16μg/m~3;2013—2014年京津冀区域大范围重污染过程集中发生在秋冬季,两季的污染过程对区域两年PM_(10)、PM_(2.5)平均浓度分别拉升27、21μg/m~3;京津冀区域均压场天气型污染可细分为臭氧型均压场和颗粒物型均压场。当秋冬季出现较小气压梯度、西南小风、逆温层等均压场天气型时,容易造成区域颗粒物污染过程;而春末、夏季出现均压场天气型时,容易造成O_3污染。     

2015—2018年春节期间合肥烟花爆竹燃放对空气质量的影响

根据2015—2018年颗粒物浓度数据、颗粒物组分、激光雷达等资料,分析烟花爆竹燃放对合肥市空气质量的影响。研究发现,随着烟花爆竹禁燃措施力度的加强,2018年合肥市烟花爆竹对空气质量影响较2015—2017年显著下降,2018年春节期间PM_(10)与PM_(2.5)峰值浓度比2017年分别下降44. 4%和52. 9%,污染峰值容易出现在除夕和初一前后。春节期间合肥市大气污染总体上呈现自东北到西南逐渐减轻的趋势,周边县(市)空气质量的污染程度比城区更加严重。烟花爆竹的燃放导致空气中金属元素浓度和SO_4~(2-)浓度明显增加,富集因子法发现呈现严重富集重金属元素Sr、Zn、Ba、Cu、Pb、Sn、Sb和其他元素(如K、As)。2018年烟花爆竹禁燃措施力度加强后,K、As、Sn、Sb元素富集程度呈现下降趋势,较高消光系数对应的高度范围较2017年大幅减小,并且污染带厚度显著降低,城区依然可能存在外来污染传输的颗粒物下沉现象,周边大片农村和城乡结合部的烟花爆竹集中燃放同样会导致被其包围的城区空气质量迅速恶化。     

2015—2018年春节期间合肥烟花爆竹燃放对空气质量的影响

根据2015—2018年颗粒物浓度数据、颗粒物组分、激光雷达等资料,分析烟花爆竹燃放对合肥市空气质量的影响。研究发现,随着烟花爆竹禁燃措施力度的加强,2018年合肥市烟花爆竹对空气质量影响较2015—2017年显著下降,2018年春节期间PM₁₀与PM_2.5峰值浓度比2017年分别下降44.4%和52.9%,污染峰值容易出现在除夕和初一前后。春节期间合肥市大气污染总体上呈现自东北到西南逐渐减轻的趋势,周边县(市)空气质量的污染程度比城区更加严重。烟花爆竹的燃放导致空气中金属元素浓度和SO₄2-浓度明显增加,富集因子法发现呈现严重富集重金属元素Sr、Zn、Ba、Cu、Pb、Sn、Sb和其他元素(如K、As)。2018年烟花爆竹禁燃措施力度加强后,K、As、Sn、Sb元素富集程度呈现下降趋势,较高消光系数对应的高度范围较2017年大幅减小,并且污染带厚度显著降低,城区依然可能存在外来污染传输的颗粒物下沉现象,周边大片农村和城乡结合部的烟花爆竹集中燃放同样会导致被其包围的城区空气质量迅速恶化。     

中国北方地区采暖期颗粒物污染现状

分析了2013—2016年冬季采暖期与非采暖期中国北方地区颗粒物污染现状及时空变化特征。结果表明:中国北方地区空气污染比较严重,采暖期尤为突出。2016年,中国北方地区重度及以上污染天数比例超过10%,采暖期优良天数比例较非采暖期下降22.8%,重度及以上污染天数比例升高10.1个百分点。颗粒物浓度呈现明显的冬季高、夏季低的特点,最高值一般出现在12月至次年1月,最低值一般出现在7—9月。2013—2016年,北方地区空气质量呈较为明显的改善趋势,PM_(10)和PM_(2.5)浓度总体呈下降趋势,但2014年以来采暖期同期比较显示,PM2.5浓度呈缓慢升高趋势,采暖期空气污染形势十分严峻。颗粒物浓度呈现明显的空间分布规律,采暖期石家庄、保定、衡水、邢台、邯郸、安阳等城市为京津冀区域污染最严重的城市。     

基于复杂网络及其模体的京津冀及周边城市空气污染空间关联与城市协同治理

为了探究京津冀及周边31个城市空气污染的空间关联与季节演化情况,于2015年1月1日至2021年12月31日选取该区域的空气质量指数(AQI)日均值作为样本,首先对31个城市AQI的时间变化特征和空间分布特征进行了分析;然后计算不同城市AQI的皮尔逊相关系数,结合引力模型,构建了该区域空气污染空间关联网络;最后对网络的整体特征与季节演化情况进行了分析。结果表明,该区域空气污染空间关联网络密度较高,关联比较紧密,度值与中心性较高的城市对空气污染有更高的传输贡献,石家庄、邢台及邯郸的中心性最高,对其他城市空气污染传输的控制能力最强;网络共分为3个凝集子群,石家庄、邢台及邯郸位于子群发生关联的中心位置;对4个季节空间关联网络图进行对比分析,春季网络密度更高,不同城市之间AQI的关联更为紧密;在模体A的四季关联网络中,石家庄、邢台和邯郸为主要传播城市;在模体B的四季关联网络中,邯郸和北京为枢纽城市,这些城市在空气污染的传播过程中起着重要作用。提出,加强石家庄、邢台、邯郸、北京这4个城市与其他城市空气污染协同治理力度,完善监督管理机制,促进环保产业发展;从行政、法律、经济等多方面入手,为解决京津冀大气污染问题提供充分保障;结合京津冀地区的季节气候条件,加强冬季煤改电、煤改气等管理力度,实行区域或集中采暖供热,减少燃料消耗和烟尘排放。     

长三角珠三角PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度均达二级标准

正环保部2016年7月8日向媒体发布了2016年6月全国和京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市、计划单列市空气质量状况。环境保护部环境监测司司长罗毅介绍,6月,74个城市中空气质量排名相对较差的后10位城市(从第74名到第65名)分别是:唐山、邢台、邯郸、济南、保定、郑州、太原、廊坊、衡水、北京和天津(北京、天津并列倒数第10位);空气质量排名相对较好的前10位城市依次是珠海、中山、海口、厦门、深圳、江门、舟山、惠州、南宁和丽水。     

2013-2017年京津冀区域PM2.5浓度变化特征

利用2013-2017年京津冀区域13个城市PM_2.5监测数据，综合探讨了该区域PM_2.5浓度的时空变化特征。结果表明：京津冀区域PM_2.5污染整体较重，但治理成效显著，2013-2017年区域PM_2.5年均质量浓度分别为106、93、77、71、64 μg/m³，完成《大气污染防治行动计划》PM_2.5浓度下降25%左右的目标；13个城市PM_2.5浓度各百分位数总体呈现下降趋势，且随百分位数增大而下降速率加大，PM_2.5年均质量浓度平均每年下降10.6 μg/m³，污染严重的太行山沿线城市邢台、石家庄、邯郸3个城市平均每年分别下降20.3、16.1、13.9 μg/m³；京津冀区域PM_2.5重度污染天数比例分别为19.9%、16.6%、9.5%、9.0%、7.0%，呈下降趋势。2013-2017年京津冀区域PM_2.5平均质量浓度与非重度污染天相比升高19 μg/m³，PM_2.5重度污染天平均质量浓度较非重度污染天时高244.4%。     

京津冀秋冬季工业生产热异常遥感监测探讨

为全面、客观掌握工业生产热排放对大气污染的影响,利用遥感手段分析了2018—2019年秋冬季京津冀工业生产热排放及其同比变化。结果显示:2018—2019年秋冬季,京津冀地区工业热异常点数量及秋冬热异常点辐射功率(FRP秋冬)较上年同期明显增加,工业生产活动规模及强度同比有所扩大,区域PM2. 5浓度呈增长趋势。根据FRP秋冬分布特点可将京津冀工业生产分为3类,密集型、分散型和稀少型。工业生产密集型城市FRP秋冬通常 1 500 MW,较为典型的城市如唐山、邯郸,FRP秋冬可达2 000 MW以上甚至上万MW,这些城市的空气质量也相对较差;保定是工业生产分散型城市,该城市热异常点增长显著,FRP秋冬也可达2 000 MW以上,但空间分布分散;工业生产稀少型城市热异常点较少且空气质量相对较好。     

城市间气态污染物与细颗粒物的相关性分析

通过对沿太行山脉东侧城市间环境空气污染物浓度监测数据分析发现,大气污染是一个区域性问题,相近城市间主要污染物浓度均呈高度正相关。以北京、石家庄、保定和邢台作为研究对象,对其2013年主要大气污染物浓度变化趋势进行分析对比,建立污染物浓度相关性分析模型,并对各污染因子间的相关性进行研究,得到各地区的污染物相关性结果,为区域协同控制大气污染提供决策支持。