目前,全国大气重度污染过程出现的频次在逐年递减,大气污染范围从局地扩大至区域,并发展为城市和区域污染同时存在的复合型污染。污染物在城市间的传输作用越来越明显,影响越来越深,大气污染减排控制和管理将面临的重要挑战。我国的长江三角洲及京津冀等城市群进行了大量的大气污染成因分析、重度污染天气减排效果评估工作,并取得了较大成效,但针对东北地区的大气污染成因分析及减排防控效果评估的研究较少。抚顺市将重度污染预警纳入城市地方政府突发事件应急管理体系,开展重度污染天气成因分析、预警污染减排效果评估工作较为必要。受不利气象条件影响,2021年2月9~13日,全省出现中度到重度污染过程,省、市政府及时启动预警,避免了各城市出现大范围中度、重污染,抚顺市未出现重度以上污染天气。预警期间,抚顺市出现了中度污染天气,全市PM2.5年均值由污染过程前的68 μg/m3上升至70 μg/m3,同比下降了25.0%,直至2月14日2:00,本次污染过程结束。本次研究利用国控点位空气自动监测数据、气象观测数据、重点企业在线监测数据,对本次重污染天气预警过程成因及污染减排效果评估分析。1数据与方法本研究污染物观测数据来源于中国环境监测总站,包含6项常规污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3的小时观测数据。1.1污染状况分析日AQI,抚顺市3 d空气质量等级不达标,中度污染1 d,轻度污染2 d。2021年2月11日23:00~2月12日11:00,受烟花爆竹燃放影响,我市城区空气质量出现中度到重度污染过程。12:00达到全市PM2.5小时浓度峰值,为318 μg/m3。分析重度以上污染时长,累计出现8 h重度以上污染(严重污染2 h),与去年同比重度以上污染时段减少2 h,严重污染时段减少3 h。2月11日22:00~2月12日10:00,我市PM2.5小时平均浓度187 μg/m3,与去年同期相比下降了22.1%。2021年2月10~13日,抚顺市的PM2.5浓度变化曲线如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.011.F001图12月10日~13日抚顺市PM2.5浓度变化曲线1.2污染特征分析2月11日22:00~12日10:00,分析各国控点位变化曲线,11日22:00,各点位PM2.5浓度均开始升高,6个国控点位出现极值的时序呈现中部(顺城区、新抚区)先出现突升高值、西部(望花区)和东部(东洲区)其次、沈抚新城和大伙房水库最后的特点。烟花爆竹燃放量造成各点位出现污染物峰值存在时间差,沈抚新城和大伙房水库距离城市污染区域较远,扩散过程较缓慢,出现峰值时段较晚。2021年2月份,抚顺市各国控点位的PM2.5浓度变化曲线如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.011.F002图22月抚顺市各国控点位PM2.5浓度变化曲线各国控各子站污染物PM2.5浓度:顺城区新抚区望花区东洲区沈抚新城大伙房水库,距离工业区和城区内人员活动较为密集,燃放烟花爆竹量较大区域,距离较近的子站污染物日均值较高。1.3重污染天气预警响应情况省抚顺中心与省中心、抚顺市气象台进行会商研判,于2月8日12:00发布大气污染过程提示信息,提示相关管理部门2月10~13日抚顺市扩散条件较为不利,易出现中度、重度污染过程,2月11日(除夕)夜间烟花爆竹燃放污染,可能出现重度至严重污染时段。为了进一步做好重污染天气应对工作,2月9日8:00启动全省重污染天气橙色预警,抚顺市于2月9日9时启动重污染天气橙色预警Ⅱ响应。2月14日9时重污染天气橙色预警解除。1.4成因分析(1)自然因素。①地理因素。抚顺地形特点东西长、南北窄,为带状城市,且处在低山丘陵地带,主城区市区位于抚顺西部浑河河谷冲积平原上,平均海拔为65~99 m,呈东西走向,南北为山地,浑河由东至西将市区分割成南北两部分,南北扩散条件较差。②气象因素。不利的气象条件是导致本次重污染天气的外在因素,水平扩散条件极差。2月10~13日,抚顺市处于低压弱气压场控制,污染物极易汇聚。主导风向西风,11日夜间~13日地面风速均在2 m/s以下,平均风速为1.6 m/s,静稳特征明显,水平扩散条件差。③垂直扩散条件受限。2月12~13日,抚顺市早晚时段易出现逆温,尤其是近地面逆温强度较高,使大气边界层高度下降,大气容量减小,阻碍近地面空气的垂直向上运动,限制了污染物的扩散,加剧空气污染。④气温高,近地面相对湿度大。2月11~13日午前时段,抚顺市气温持续回升,积雪融化,近地面空气相对湿度逐渐升高,2月12日白天,日均相对湿度超过60%,有利于SO2、NOx等气态污染物向颗粒物二次组分转化。颗粒物吸湿助长作用更显著,空气相对湿度和PM2.5浓度的变化趋势基本一致。2月13~14日抚顺地区出现雨夹雪转小雪,雨雪过后,由于辐射降温作用出现4~6 ℃降温,地面转为东北风,风力4~6级,湿清作用显著。抚顺市在14日2:00空气质量由轻度污染降到良好,此次污染过程结束。2月10~13日污染期间抚顺市风玫瑰图如图3所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.011.F003图32月10日~13日污染期间抚顺市风玫瑰图(2)污染源排放。春节期间,交通运输、建筑施工等生产活动相对减少,部分工业企业停工,社会污染物排放量较以往有所减少。火力发电及钢铁、焦化、有色、石化、煤化工等行业,因生产特性、工艺装备等均须连续生产,以上行业污染排放量较大,重污染行业排放量仍在高位。工业排放、烟花爆竹燃放、冬季采暖排放量是此次污染的主要原因。①重点企业大气污染排放影响。以2月8~13日污染源在线数据为基础,抚顺市涉气联网企业共32家,有数据上传的共25家。选择2021年2月8日排放量作为基准数据结合排放因子计算分析得出,烟尘排放量计算总减排量(以下简称总减排量)为6 129.4 kg,日均环比(2月8日)下降28.04%;二氧化硫总减排量12 890.48 kg,日均环比下降35.63%;氮氧化物总减排总量12 675.26 kg,日均环比下降18.32%。由环境空气质量监测数据可知,此次预警应急响应提早发布,污染减排效果显著。2月9~13日企业减排数据汇总如表1所示,企业减排环比(8日)统计如图4所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.011.T001表12月9~13日企业减排数据汇总行政区烟尘(颗粒物)二氧化硫氮氧化物总减排量/kg对照日环比/%总减排量/kg对照日环比/%总减排量/kg对照日环比/%望花区-5 874.07-30.16-9 958.65-36.98-7 779.86-17.07东洲区-125.54-10.14-1 867.42-29.70-3 163.59-20.66顺城区-124.05-14.27-1 290.31-53.43-1 716.55-24.68新抚区-5.74-2.11225.9040.71-15.26-1.15汇总-6 129.40-28.04-12 890.48-35.63-12 675.26-18.3210.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.011.F004图4企业减排环比(8日)统计图②城区内及周边区域散煤燃烧污染严重。顺城区站点周边、北面的城乡接合部、新抚区站点周边、东洲区煤都路沿线和望花区西部等多处区域的平房用户,使用各类燃煤设施、农村地区散煤型煤小炉具、生物质等,总体排放量较大,对周边环境造成了严重的污染。2月9日16:00~2月10日11:00轻度污染期间,PM10和PM2.5均偏高,说明一次排放和二次转化同时助推颗粒物浓度持续升高,对比分析CO监测数据趋势曲线,其主要来源应为散煤燃烧。③燃放烟花爆竹影响。应重视春节期间烟花爆竹燃放量,与去年同比略有下降,但在初一凌晨,我市有2个城区站点PM2.5瞬时浓度出现“爆表”情况。在极端不利气象条件下,较高的污染物浓度滞留时间将延长,扩散范围逐渐增大。2结果与讨论2.1减排效果评估(1)研判准确、提前预警、发布及时。针对重污染天气进行预测,辽宁省抚顺生态环境监测中心与省生态环境监测中心、市气象台联合会商研判准确,对天气形势分析透彻,并提前发布提示信息。在重污染天气预警期间(尤其是春节假期)值班人员,应安排24 h加班值守,每日开展联合会商,分析研判污染趋势,密切关注污染变化情况,为管理部门提供技术支撑。分析重度污染天气预警应对情况,第二次预警启动时间为2月9日8:00,启动时间更早,空气质量改善作用更明显。(2)应急减排力度大,削峰明显。在2月9~13日预警期间,全市25家涉气重点在线监控企业减排量显著,与未启动预警前的2月8日相比,烟(粉)尘和二氧化硫日均减排率在28%以上,氮氧化物日均减排率达到18.32%。按照预警方案,严格控制城区周边露天焚烧秸秆、燃煤散烧等情况,严禁祭祀烧纸等应急措施,减少本地点、面污染源排放。在本次污染过程城市日均空气质量以轻度污染为主,较预测预报结果减轻1~2个污染等级,充分说明本次应对预警工作管控有力,削峰效果明显。2.2存在问题(1)预警启动后各成员单位间缺少沟通与配合,联动机制不完善。(2)气象要素及污染源要素资料有限,且未有效进行结合,欠缺污染边界层的预报数据,未构建静稳天气指数,预报模型演算结果偏差较大等问题。2.3建议及对策(1)建议从高位推动,从城市发展规划着手,彻底解决城中村、城乡接合部采暖季面源污染问题。(2)建议开展颗粒物动态源解析,摸清污染来源,为污染治理明确方向。(3)建议将污染较重区域,施行燃放烟花爆竹管控措施,减少对城区总体空气质量的影响。(4)建议实施一区一策,特别对污染相对较重的区域,实行早预判,提前采取有效管控措施,提前采取各项减排措施削减污染峰值。

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