治霾只能等风进城?模型验算京津冀2017年空气恐不达标

澎湃新闻见习记者 谭万能

2014-10-12 12:59 来源:澎湃新闻

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10月10日的北京街头,市民戴着防护口罩出行。

       北风一到,雾霾立散。随着预报中的北风如约而至,10月11日晚8点,北京市空气重污染应急指挥部解除了该市空气重污染橙色预警,从8日下午5点启动预警开始,北京此番已在重污染天度过75小时。
       但防霾真的只能靠风吗?答案显然是否定的,解决问题只能靠有效减少大气污染物的排放量。澎湃新闻(www.thepaper.cn)从国务院《大气污染防治行动计划(2013-2017)》(“国十条”)中看到,京津冀地区2017年PM2.5浓度比2012年下降25%,北京市PM2.5年均浓度控制在60μg/m3左右。
       京津冀地区为达到这一目标,各自编制了具体的行动方案。但清华大学贺克斌教授发布的一份研究报告显示,若按照现有的行动方案,京津冀地区在2017年有达不到“国十条”要求的风险。极端气象条件下,出现持续雾霾天气的情况仍可能存在。
       据此,贺克斌团队提出了十条强化的污染控制措施。模拟结果显示,若能全部实施,可保证即使在最坏的气象条件下,京津冀地区2017年也能整体达到“国十条”要求。
“北风已过居庸关”
       从10月8日开始的华北地区持续雾霾天气,其成因被描述为“不利气象条件和区域性污染共同造成的”。从一开始,风(南下的冷空气)就被当着驱散本次雾霾的唯一外力。
       11日中午开始,冷空气前锋已逐渐抵达北京西部,下午3点18分,最西部的延庆气象部门首先解除了霾橙色预警。
       对风的期盼和调侃,随着风的逐渐到来也达到顶峰。11日下午,北京市气象局在微博上持续的“追风”行动,引得大批人效仿,尤其以下午4点50分,“气象北京”宣布的“北风已过居庸关!准备进城!”为最,此后微博微信尽是调侃风是否“堵车”了之类的段子。
       风的效果也确实明显,截止11日21时,北京市35个监测站点中,近9成达到一级优水平,大部分站点PM2.5小时浓度降至个位数。
       据北京市气象局介绍,未来一周扩散条件较好(也就是持续有风),不用担心雾霾马上卷土重来。
多霾根本原因是总体排放量太大
       此次大范围雾霾天气的诱因之一,部分省份秋收后的违规秸秆焚烧,被很多人怀疑。来自安徽的澎湃新闻网友就称,秸秆焚烧有几百年历史了吧?为啥这几年一烧就出现雾霾?
       这其实也是研究人员有时候困惑的地方。贺克斌在接受澎湃新闻采访时就表示,北方转季开始供暖后,气象变化的情况一直都有,但为什么现在一到冬季就霾多?“其根本原因还是总体排放量太大,随便增加一个排放源,就有可能导致重污染天气出现”。
       这也是大气污染防治研究中,一直强调需要弄清楚“源排放清单”的原因,即搞清楚谁在排放,排放量多少,对空气污染贡献强度有多大?据此才能制定有针对性的治理措施。
       清华大学根据此前的研究,构建了“中国多尺度排放清单模型 (Multi-resolution Emission Inventory for China)”,这是我国目前主要可供参考使用的源排放清单。清华大学此次发布的《基于“大气国十条”的京津冀地区细颗粒物污染防治政策效果评估》,依据的也正是这一模型。
       据此进行的研究,将京津冀地区空气污染,尤其是细颗粒物(PM2.5)污染的主要来源分析得很清楚:工业过程和民用部门是京津冀地区一次PM2.5的主要来源,分别贡献了54%和29%;而二次PM2.5的来源则复杂很多,主要源自燃煤和燃油(具体见文末)。
现有措施不能减霾目标实现
       贺克斌等在此次政策效果评估中,将京津冀地区的相关行动方案的措施进行了量化分析。
       如果这些措施顺利完成,河北将成为本地区治理空气污染贡献最大的区域。测算结果显示,河北将贡献京津冀地区SO2(二氧化硫)、NOx(氮氧化物)、一次PM2.5、VOCs(挥发性有机物)减排量的71%、71%、74%和45%。
北京、天津、河北地区主要污染物排放变化。

       在评估了诸如能源结构减排、产业结构减排、电厂脱硫脱硝、燃煤锅炉脱硫脱硝、机动车减排、相关行业除尘升级等措施的效果,并将相关数据进行模型验算后,贺克斌等研究人员发现,即便京津冀周边地区到时候也能达到预期的减排目标,但“北京仍存在达不到PM2.5年均浓度60μg/m3的风险,天津市和河北省部分地区存在达不到PM2.5降低25%的风险”。
       其中部分原因正是来自于农业部门。据贺克斌介绍,现有的减排措施,对SO2的控制比较有效,但对NOx和一次PM2.5的控制不如SO2,对VOCs和NH3(氨气)的控制比较薄弱。NH3主要来自于农业部门的化肥施用和畜禽养殖的化肥施用和畜禽养殖。
       贺克斌说,以往的研究证明京津冀地区处于“富氨地区”,在PM2.5复杂的形成过程中,其他污染物减排,而NH3减排较少的情况下,可能使大气中的污染物更多的发生反应,形成二次PM2.5,出现“虽然污染物减排幅度较大,但PM2.5的降低幅度不明显”的状况。
       而京津冀地区以外的临近省份,污染物控制强度不及京津冀,也可能对PM2.5的控制目标产生一定的影响。
提十条强化措施“驱霾”
       基于前述分析,鉴于京津冀地区有达不到“国十条”要求的风险,现实中,也出现了类似此次大范围雾霾天气的状况。贺克斌在报告中提出了十条强化的污染控制措施,并认为,若京津冀地区能采取这10条措施(见文末),“即便2017年的气象条件像2013年那样恶劣,也仍能保证实现目标”。
       贺克斌对强化减排情形的模型研究表明,结合现有的措施以及强化的减排政策,京津冀区域可将一次PM2.5、SO2、NOx、 NH3和VOC等污染物的排放在2012年的基础上分别削减35%、40%、40%、20%和30%。
       空气质量模拟结果显示,如果切实落实现有的所有措施,并采纳所建议的十条强化措施,北京、天津、河北即使在2017年遇到2013年的不利气象条件,也能使得PM2.5年均浓度分别下降31%, 26%和26%。
       贺克斌说,“空气质量受到的影响因素很多,周边地区减排效果、气象条件的变化都将对京津冀地区2017年空气质量带来影响。根据我们的测算,京津冀周边地区能否同时达到‘国十条’目标也会对京津冀地区PM2.5改善带来2~4%的影响。因此,需要加强区域空气污染的联防联控,使京津冀与周边地区同时得到改善。”
       贺克斌同时也担心,地方在实现相关减排计划的同时,又将新上马的工业项目排除在外,“是污染物排放的绝对量,而不是污染物的排放强度,决定了雾霾天气是否出现”。
       据悉,目前京津冀地区污染最严重的河北省,已经在清华大学寻求相关的技术支持,前述相关建议,或许会在河北首先实施。
链接:
一、改善京津冀地区空气质量的十条强化措施建议
       1.京津冀地区实现工业煤炭100%洗选,同时禁止使用硫含量高于0.6%的煤炭;
       2.京津冀地区对在用柴油车加装柴油机颗粒物捕集器(DPF);
       3.河北省应该削减钢铁产量,从而保证煤炭削减总量从4000万吨提高至6000万吨;
       4.河北、天津钢铁企业全面升级改造安装高效除尘,比如电除尘、袋式除尘器等;
       5.河北、天津应对水泥窑进行全面升级改造成袋式除尘器,其中河北对水泥行业全部开展脱硝治理;
       6.河北对现有炼焦行业除尘进行升级改造;
       7.河北、天津燃煤供热锅炉安装脱硝设施,其中天津的脱硝安装比率提高到50%;
       8.河北、天津应对欧三柴油车进行限制,将重型载货欧三柴油车柴油消耗量占比降至20%;
       9.天津、河北对炼焦、涂料、制药等行业的VOC排放实行重点控制,将VOCs的排放减少30%-40%;
       10.天津、河北将畜牧养殖业集约化比例提高到30%,并推广施用缓释肥料;
二、京津冀地区主要大气污染物的贡献率
       工业过程和民用部门是京津冀地区一次PM2.5的主要来源,分别贡献了54%和29%,其中工业过程排放主要来自于钢铁、水泥、炼焦等行业,民用部门排放主要来自于民用燃煤和生物质燃烧;此外,电力、供热、工业锅炉和交通部门分别贡献了4%、3%、6%和4%。
       二次PM2.5污染的前体物主要是SO2、NOX、VOCs、NH3。工业锅炉、工业过程(主要是钢铁烧结和工业窑炉)、电力、民用和供热部门分别贡献了区域SO2排放的39%、19%、17%、15%和8%;交通、工业锅炉、电力、供热和工业过程(主要是水泥行业)是NOx排放的主要来源,分别贡献了28%、27%、24%、10%和7%;VOCs排放的40%、26%、17%和9%分别来自于溶剂使用、工业过程、民用和交通部门;NH3主要来自于农业部门的化肥施用和畜禽养殖的化肥施用和畜禽养殖。
       
责任编辑:黄志强澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 雾霾,大气污染物,研究模型,空气达标,澎湃,澎湃新闻

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