開年第一波污染為啥這么“兇”？深扒背后的三大成因

受冬季不利氣象條件持續(xù)影響，1月8日起，四川盆地今年第一次出現(xiàn)以持續(xù)時間長、影響范圍大、污染過程重為主要特點的區(qū)域PM2.5污染過程。此次污染過程覆蓋盆地大部城市，以輕度至中度污染為主，部分城市有重度污染風險。

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過程發(fā)展

受大范圍靜穩(wěn)高濕不利氣象條件影響，疊加四川盆地不利地形因素，1月8日，達州率先出現(xiàn)輕度污染。9日，污染累積，逐漸擴展至整個盆地，多個城市開始出現(xiàn)PM2.5輕度污染，瀘州出現(xiàn)PM2.5小時中度污染。10日，污染累積速率加快，樂山、眉山、瀘州等城市出現(xiàn)PM2.5小時中度污染，10日夜間起，污染進一步加重，內(nèi)江、廣安等城市陸續(xù)出現(xiàn)PM2.5小時重度污染，瀘州出現(xiàn)全天PM2.5中度污染。截至11日19時，四川盆地8個城市PM2.5小時濃度超過150微克/立方米，PM2.5小時濃度峰值出現(xiàn)在達州市（170微克/立方米，11日20時）。

圖1 全省近期空氣質(zhì)量日歷圖

1月8日20時

1月9日00時

1月9日23時

1月10日12時

1月11日00時

1月11日13時

圖2 1月8日-11日四川盆地污染物時空分布圖

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污染成因

氣象條件

1月8日，中層暖濕氣流北上，云層自西南向東北方向推進，氣象擴散條件開始轉(zhuǎn)差。9日起盆地轉(zhuǎn)為高壓脊前西北氣流控制，以晴好天氣為主，早晚逆溫增強，污染物持續(xù)累積。11日低槽系統(tǒng)過境，濕度增大，高濕環(huán)境促使顆粒物吸濕增長，同時疊加早晚強逆溫及邊界層高度下降至500米以下，大氣擴散能力進一步減弱，污染物清除效率大幅降低，污染累積加劇。

圖3 1月9日500hpa高空形勢（左）和11日700hPa形勢（右）

從地面氣象要素看，1月8日起，氣壓持續(xù)走低，無明顯冷空氣影響，盆地內(nèi)氣溫持續(xù)緩慢升高，白天天空拉開，垂直擴散條件較好，相對濕度降至40%以下，但夜間相對濕度仍接近飽和狀態(tài)，近地面風速降至2m/s以下，大氣趨于靜穩(wěn)，污染物濃度逐漸累積。11日轉(zhuǎn)陰，濕度增大，最低相對濕度仍維持在70%以上，疊加邊界層高度降至500m以下，不利于污染物擴散，顆粒物吸濕增長及二次轉(zhuǎn)化作用增強，累積速率加快。

圖4 1月8日-11日眉山市（上）及內(nèi)江市（下）邊界層高度變化

圖5 成都市1月8日-11日氣象要素觀測結(jié)果

污染轉(zhuǎn)化及貢獻

從區(qū)域PM2.5組分特征來看，本次污染過程呈現(xiàn)一次污染排放疊加二次污染轉(zhuǎn)化的特征，表明近期生物質(zhì)燃燒及氣態(tài)污染物的二次轉(zhuǎn)化對PM2.5污染貢獻突出。成都平原城市以偏氮氧化物轉(zhuǎn)化型為主，移動源及重點工業(yè)源排放是影響空氣質(zhì)量的主要因素；川東北及川南地區(qū)表現(xiàn)為一次排放與二次轉(zhuǎn)化混合型，生物質(zhì)燃燒、移動源及重點工業(yè)源排放對當?shù)乜諝馕廴居绊懲怀觥?/p>

從典型城市PM2.5組分特征來看，二次無機離子在PM2.5中占比達40%-60%，其中一半為硝酸根離子，表明氮氧化物等氣態(tài)污染物的二次轉(zhuǎn)化是推高PM2.5濃度的重要因素。

圖6 眉山市顆粒物主要組分變化

此外，盆地部分城市尤其是川東北和川南城市有機物占比達50%左右，其中一次有機物的含量約是二次有機物的2-5倍，尤其在夜間可達近10倍，且與生物質(zhì)燃燒指示物鉀離子趨勢具有一致性，表明污染生成以生物質(zhì)燃燒源的貢獻為主導(dǎo)，其次為燃煤源。

圖7 瀘州市顆粒物一次（POC）和二次（SOC）有機物濃度變化

圖8 瀘州市生物質(zhì)燃燒源指示物鉀離子濃度變化

預(yù)測預(yù)報

本次污染過程預(yù)計持續(xù)至1月19日前后，盆地大部城市以輕度至中度污染為主，成都平原、川南和川東北部分城市有重度污染風險。

1月12日，受弱冷空氣影響，白天擴散條件略有改善，污染程度短暫緩解，夜間大氣再次轉(zhuǎn)靜穩(wěn)，盆地大部城市為輕度污染，部分城市有中度污染風險，個別城市有重度污染風險。

1月13日-15日，不利氣象條件持續(xù)，污染物繼續(xù)累積。盆地城市以輕度至中度污染為主，成都平原和川東北個別城市有重度污染風險。

1月16日-18日，靜穩(wěn)天氣維持，污染物進一步累積。盆地大部城市為輕度至中度污染，成都平原、川南和川東北部分城市有重度污染風險。

1月19日前后，預(yù)計有弱冷空氣伴隨降水過程影響盆地，大氣擴散條件明顯改善，空氣質(zhì)量有望逐步好轉(zhuǎn)，污染過程趨于結(jié)束。