“成渝地区大气灰霾特征与控制研究(公益性科研专项)”成果简介

完成单位:重庆市环境科学研究院

主要完成人员:翟崇治

项目编号:201009001

1、研究背景

近年来,我国灰霾天气出现频次明显增多并呈区域性特征,其中北京、深圳、广州、武汉、南京、天津、石家庄、沈阳、重庆、成都、长沙、杭州、郑州、西安等地受到持续性严重灰霾天气的影响,华北、中原、华南、华东以及西南等地区呈现出明显的区域性特征。尤其在城镇密集地区,区域性灰霾现象更为频繁。如此严重的区域性灰霾现象,在世界其他国家和地区十分罕见。

灰霾导致大气能见度恶化,严重影响海陆空交通,引起呼吸道疾病,甚至影响区域气候,致使极端气候事件频繁发生。日益增高的细粒子浓度是灰霾天气出现的主要原因,气象条件尤其是大气边界层特征大气灰霾的主要诱发因素和控制因素。形成灰霾天气的大气细粒子除来源于自然界外,更多的来自人类活动的排放,包括化石燃料形成的细粒子,机动车尾气排放的细颗粒,公路交通引起的扬尘,建筑施工造成的粉尘,还有城市与区域排放的大量气态污染物经化学反应转化成的二次细粒子。

区域性灰霾现象是城市化快速发展过程中面临的一个新的、重大的复合型大气污染问题,涉及诸多的学科领域,但我国迄今尚未对此进行过深入系统的研究,国际上也没有成功的经验可以借鉴。需要指出的是,目前各个城市所发布的空气质量检测结果,均未能客观的反映出灰霾指标。近几年灰霾天气的频次增多、强度增大与我国经济快速发展和城市化进程加快关系密切,因此,灰霾问题应尽快引起国家有关部门和地方各级政府的高度重视,系统认识我国大气灰霾形成机制、影响、控制途径并建立和发展我国的预报、预测系统,是当前环境保护工作面临的重大科技需求,将对我国区分自然和人为的气溶胶贡献,控制和减缓大气灰霾对人的健康、对饮用水、对食物安全和人与生态健康发展的影响有重大意义。

据有关报道,成渝地区的灰霾天气亦日趋严重,可能是成渝地区城市密度大、能源消费集中有关,出现了类似长三角和珠江三角洲地区的区域型大气污染问题。但成渝地区的灰霾特征与长三角和京津冀地区不同,初步研究显示,成渝地区气溶胶光学厚度的分布受地形影响非常显著。灰霾天气的出现以四川盆地为中心,而西川盆地西部的青藏高原显著较低。盆地东侧的三峡险峰、背部的巴山秦岭和南面的云贵高原以盆地为中心,气溶胶光学厚度分布呈递减的趋势。四川盆地春季具有气溶胶光学厚度季节平均的最大值,夏季气溶胶光学厚度相比春季显著下降。因此,研究成渝地区大气灰霾的特征及其控制途径具有重要现实意义和科学意义。

2、 主要研究内容

1)成渝地区灰霾天气特征及其影响因素

研究成渝区域灰霾发生趋势、范围与相关污染物及气象因素的关系。选择2-3个地点开展为期1-2年的连续观测,结合成渝地区监测站业务监测数据,从污染物浓度和气象条件等系统分析和评估区域灰霾天气的污染水平与特征。

2)成渝地区大气灰霾相关污染物排放特征研究

针对成渝地区形成灰霾的主要前体物排放强度地理分布及污染源排放特征进行研究。收集污染源相关信息和排放因子,建立区域污染源清单。(或收集整理已有的污染清单,根据现在对污染源清单进行完善)。利用各种方法确定区域排放源清单的不确定性,并分析灰霾过程中主要污染物来源及贡献。

3)成渝地区大气灰霾过程中颗粒物及其化学成分与能见度的定量关系研究

开展针对灰霾污染过程的综合观测,建立基于观测的模型,确定颗粒无机化学成分与能见度的定量关系

4)成渝地区典型灰霾天气过程污染来源与形成机制分析

通过区域大气环境模式及气象模式,选择典型污染过程,研究灰霾过程中主要污染物的区域分布特征、传输途径、地区间相互影响关系等。结合基于观测的模式和区域空气质量模型等手段,揭示灰霾天气的形成机制,形成灰霾污染时间的诊断技术体系。

5)成渝地区大气灰霾综合控制研究

建立区域源排放与大气复合污染的非线性关系、多污染物多目标的空气质量调控原理和区域会买综合防治技术等,制定成渝地区灰霾污染的控制战略与决策建议,通过情景分析等手段综合评估各种措施的环境效果和技术经济性能。

3、研究成果

掌握了成渝地区的细颗粒物浓度、化学组成、粒径分布等时空分布特征和二次组分的形成机制及其来源,建立了颗粒物与大气消光系数的关联,弄清了颗粒物和相对湿度对大气消光系数的影响机制,结合空气质量模式和污染气象学分析,系统阐述了该地区会买的形成和清除机制,并针对性的提出了成渝地区灰霾天气减缓措施和对策建议。

4、成果应用情况

应用到重庆市主城大气灰霾形成机理基础研究重庆市主城区PM2.5及灰霾污染控制研究重庆主城区空气质量与经济控制措施研究重庆市蓝天行动实施方案(2013-2017年)科技支撑课题研究等一系列重要科研项目中。

5、成果的意义

该项目的系统性研究工作和突出成果,对重庆市长期开展的大气环境综合观测与分析研究提供了充分的技术支持,为我市主城区大气污染防治、大气灰霾预报预警、空气质量持续改善等工作提供了强有力的科技支撑。