贺克斌院士深度解读:今冬区域性污染天气成因、应对对策和建议

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[发布时间:2021-11-27 12:54:46] [来源:生态环境厅] [点击量:] [关闭]

11月25日,生态环境厅召开新闻发布会,通报我省大气污染防治攻坚工作情况。中国工程院院士,环境工程专家,清华大学教授、四川(成都)院士工作站驻站专家贺克斌通过视频连线就我省今年第一轮秋冬季区域性污染天气过程的原因,四川盆地冬季空气质量反复原因及对策和建议等问题进行答疑解惑。

四川遭遇今年第一轮秋冬季区域性污染天气过程

实际污染天数减少21天

11月11-16日,四川盆地出现今年秋冬季首次连片污染过程,涉及16个城市,一共出现53天污染。上一次出现该情况还是2016年,涉及12个城市,一共出现73天污染,包括重污染3天,中度污染13天,轻度污染57天。通过两次污染过程对比,整体判断这一次气象条件比上次更不利,但结果不一样,因为通过这些年积累下来的科技支撑和管控机制,应急管控起到了削峰、延时和抢回一些优良天的基本效果。

主要体现在以下几个方面:一是通过预警预报和短期应对的综合措施,全省的重度、中度、轻度污染,比预测少了3天、6天和12天,各个城市的实测浓度比预测下降了6%~12%。二是全省提前发布预警,各地立即开始管控,使污染形成推迟3天,降低了基本浓度,也拉低了后续污染峰值。三是预测所有城市总的污染天数会达到74天,实际污染天数减少了21天。

整体来说,这次污染过程对比2016年,是四川盆地长期减排和短期应对能力提升起到的综合效果。

以成都为例,对比2016年污染过程,这次污染过程的气象条件更为不利。用大气环境容量来综合反应气象条件,本次环境容量下降了约17.5%,也就是说在大气环境的污染排放容纳能力明显下降的情况下,这次实际发生的污染程度明显低于了2016年同类型污染过程。经过计算,按照2016年成都的排放强度和总量来分析,本次污染过程排放强度加上气象表现,成都市污染浓度还会上升16%。说明经过5年多开展系统性大气污染治理,科技支撑和短期应急能力的不断提升,对降低污染程度和峰值具有积极作用,要有充分信心解决这个问题。

四川盆地形成区域性、持续时间较长的污染天气过程

4个方面综合作用效果

这次四川盆地形成区域性、持续时间相对比较长的污染天气过程,主要有4个方面原因:一是盆地内污染排放总量超过环境容量,这是引发污染过程的基本条件;二是盆地大气环境受一次排放和二次转化影响,特别是二次转化提升快、占比高,会在某些时段出现峰值;三是四川盆地的特殊地形,传输影响明显,其传输过程在全国来讲也具有特殊性;四是不利气象条件和盆地的特殊地形共同作用下,客观降低了特定时段的环境容量,助推形成高污染,同时在高湿环境下会加快污染物二次转化。总的来看,这次污染过程具有以上4个方面特征,因此是综合作用下的结果。

跟全国大多数地方一样,四川省目前还是以重工业为主的产业结构,以公路货运为主的运输结构,还存在冬季用煤增加的情况,整体污染排放处于较高水平,这点没有发生根本性改变。在产业结构方面,如建材、钢铁、化工这些传统高耗能高排放的产业占比还比较大,排放占到了全省总量的30%~47%;在交通结构方面,像成都这样的城市的公路运输占比占到95%以上,引起的移动源污染成为了成都市的首要污染源;在能源结构方面,四川煤炭消费在全国占比较低,属于全国较好水平,但四川主要非化石能源是水电,枯水期影响较大;在用地结构方面,产业布局、空间布局影响明显,比如说成都平原,面积占四川的18%,却承载了全省46%的人口,61%的GDP和66%的机动车。

从污染二次转化水平看,四川形成了一个区域性的、盆地范围内的二次转化区域,区域内硝酸盐占比达25%~35%,硫酸盐占达10%~15%,特别在川南地区硫酸盐占比高于成都平原,区域性影响较强,四川大气环境质量改善有一定的复杂性和艰巨性。

对比全国的其他区域,四川盆地污染发生过程的频次较北方重点区域低,重度污染天数较少,整体污染程度较低,但在一些时段单次持续时间较长,一定程度上体现了四川盆地的特殊性,大气污染容易积累,相对难以扩散,大气污染物产生、消除过程有自己的特点。

四川盆地冬季空气质量反复?

内因是排放,外因是气象

在冬季空气质量相对于其他季节变化会更差一些,这个是全国都存在的问题。某种程度来讲,全世界都有这样的特点,只是程度有所不同。具体而言,空气质量主要受两个因素的影响,一是污染物排放量,二是气象条件,而这两个因素发挥的核心作用是有所不同的。

内因是排放,外因是气象,所以在冬季更容易形成静稳天气,使冬季的环境容量降低。特别是四川盆地个别时段,比如这次污染过程,与夏季相比,环境容量仅有夏季的1/5左右,因此在气象条件下形成了一个特殊困难时段。

由于四川盆地处在青藏高原、云贵高原、秦岭大巴山等山脉环绕而成的盆地内,形成了全国独一无二的深盆地形,与京津冀和其他地区相比更容易出现静稳、小风等独特的不利气象条件。所谓的不利,就是不利于消除污染物,但是有利于污染积累。特别在冬季,比如逆温情况,最容易形成污染的气象过程。发生时,边界层高度经常压低到了200~300米一线,盆地的“锅盖效应”则比较明显。此外,相对湿度经常超过80%,会增加污染物二次转化化学反应的速度,同时湿度的增加、增湿过程也会使颗粒物吸湿增长,造成的雾霾能见度进一步降低,使公众在感官上会有很差的感受。一到冬季,盆地内就出现大范围的持续污染过程,这证明,虽然大气环境质量一直在改善,但污染物还未减排到与不利气象条件完全脱钩的程度,因此,我们还需继续努力。

如何消除污染天?

提前减排、共同减排、加大力度减排

根据现在的研究,如果要消除一定时段持续的污染过程,那污染物排放量在现有的基础上还要减少50%左右。如果要彻底消除这种污染天,排放量至少要在现有基础上减去70~80%,并且还要结合一定的空间布局和系统设计。众所周知,在如今的社会经济发展、高质量发展的推进过程中,要实现这样目标还需一些时间和过程。

重污染天气并不是不可防、不可控的。比如这次重污染天气,我们充分利用了这些年积累起来的科技力量,对污染预警服务范围变得更精准、更科学、更有效,同时又充分利用应急管控机制,加大了短期内减排力度,以此来重新适应下降的环境容量,把一部分污染天变回了优良天,把部分重污染天转化为了轻污染天。

11月这次污染过程逆温强度大,边界层已降低到200-300米,风速减少到1米/秒以内,而相对湿度部分时段、部分地区超过了90%,在这非常不利的情况下,通过提前减排、共同减排、加大力度减排,起到了削峰、延时的效果。

考虑四川的自然条件,在减排上还需继续下苦功夫,一定程度上也体现四川大气污染防治的艰巨性、复杂性以及长期性,未来应更加重视和充分利用减污降碳协同增效。实际上在“双碳”目标的引领下,我们要进一步减少化石能源的消费,提高能源利用效率,充分发挥四川在清洁能源上的优势。在结构调整方面,要不断优化空间产业布局,结合“十四五”严控“两高”项目。在移动源方面,大力推动轨道化、电动化、清洁化,增加新能源车辆的比例。在污染减排方面,要推动重点行业的超低排放改造和深度治理。在污染物方面,氮氧化物和挥发性有机物(VOCs)的协同是未来重点方向,特别是在“十四五”期间,应加大VOC的减排力度,实质性使VOCs大幅度下降。通过长期的基础性减排和提升短期内应对能力,逐步消除重污染天气,就不会出现一到冬天就有某种形式的反复。

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