京津冀及周邊地區的秋冬季大氣汙染主要成因是什麼，主要來源有哪些？
國務院新聞辦公室於2020年9月11日上午10時舉行國務院政策例行吹風會，請生態環境部副部長趙英民，國家大氣汙染防治攻關聯合中心副主任、中國環境科學研究院大氣領域首席科學家柴發合介紹科技助力打贏藍天保衛戰有關情況，並答記者問。
有媒體問：通過攻關項目的研究，京津冀及周邊地區的秋冬季大氣汙染主要成因是什麼？主要來源有哪些？
生態環境部副部長趙英民表示，這個問題也是社會公眾高度關注的問題，坦率地說，也是一個社會關注的焦點問題。這次攻關項目核心任務也是要說清這個問題。為了全面搞清楚區域重汙染成因，攻關項目設計了相互印證的綜合觀測、實驗分析和數字模擬相結合的閉合研究技術體系，建成國內最大的區域空天地一體的綜合立體觀測網，實時跟蹤重汙染過程發生、發展、傳輸和消散，動態掌握汙染大氣當中的組分變化情況和汙染來源，從汙染物排放情況、化學轉化、氣象條件變化、汙染傳輸四個方面，全面闡明了區域秋冬季重汙染的成因。
歸納起來，有四個方面的因素共同作用，導致了區域重汙染天氣的發生：
一是汙染物排放量超出環境容量的50%以上，是重汙染頻發的根本原因。京津冀及周邊地區，也就是我們常說的「2+26」城市，高度聚集重化工產業，區域內以煤炭為主的能源利用方式、以公路運輸為主的貨運方式，導致了區域內主要大氣汙染物排放量居高不下，單位國土面積主要汙染物的排放量是全國平均水平的2-5倍，不同的汙染物排放量倍數不一樣。除了二氧化硫以外，區域內的主要汙染物排放量均超出了環境容量的50%以上，部分城市甚至超出80%-150%。另外，秋冬季主要汙染物排放量，由於取暖的原因，比平時額外增加大約30%的排放量。總體來說，區域內的汙染物排放超出環境容量，應該是重汙染頻發的根本原因。
攻關項目在「2+26」城市布設了109個採樣點，採集了5.8萬多個樣品，在線測定了49萬條化學組分數據。2018-2019年秋冬季的PM2.5來源解析表明，工業和民用散煤、柴油車對區域PM2.5的貢獻分別達到了36%、17%和16%，也就是貢獻最大的三個方面，是重汙染的主要來源。在工業源中，鋼鐵焦化行業的貢獻最大，其次是水泥行業。
二是大氣中氮氧化物和揮發性有機物的濃度高，造成大氣氧化性增強，是重汙染期間二次PM2.5快速增長的關鍵因素。大家知道，PM2.5一部分是直接排放的，但是還有一部分是由於排放到空氣中的氣態汙染物，二氧化硫、氮氧化物等通過二次轉化，在空氣中形成細顆粒物，我們把這部分PM2.5叫二次轉化的PM2.5。隨著大氣汙染治理的不斷深入，一次組分佔比明顯下降，由空氣中汙染物轉化成顆粒物的二次組分佔比不斷上升。2013年以來，二次組分佔比逐漸上升的趨勢比較明顯，從40%上升到50%左右，在重汙染期間，顆粒物組分以二次汙染物為主，比例能達到60%甚至更高。區域內氮氧化物和VOC的濃度高，會在大氣中發生快速的光化學反應，導致大氣氧化性總體處於高位，這是促使空氣中氣體汙染物轉成二次PM2.5的一個決定性因素。北京市的大氣氧化性比倫敦、東京等城市大約要高出2-3倍。這麼一個高氧化性，也導致了區域重汙染期間二次轉化速率升高3-5倍。大氣氧化性一方面是推動氣態汙染物轉成PM2.5，同時也會在夏天推動臭氧形成。因此控制大氣氧化性，是下一步協同控制PM2.5和臭氧的交叉點和關鍵點，有「一石雙鳥」的效果。
三是不利的氣象條件導致了區域環境容量大幅降低，這是重汙染天氣形成的必要條件。京津冀及周邊地區位於太行山東側和燕山南側的半封閉地形中，因此客觀上存在著一個「弱風區」，同時在這個區域的上空，對流層有一個「暖蓋」的結構。大氣擴散條件「先天不足」，這主要是相對其他地方而言，本身這個地方的擴散條件就差，因此導致環境容量較小。受氣候變化的影響，2000年以來，區域環境容量整體呈現下降態勢。另外，環境容量還呈現季度和月度差異，這個大家好理解，夏天為什麼空氣好，很重要的一個原因就是空氣擴散條件好。另外就是每個月、每年也因為氣象因素的變化有不同。總體而言，秋冬季比春夏季環境容量平均要小30%左右，1月份的環境容量大概是7月份環境容量的一半。因此，一旦近地面的風速小於2米/秒，逆溫導致的邊界層高度降到500米以下，相對溼度高於60%，大氣環境容量就會進一步減少50%-70%，因此極易誘發重汙染天氣。第一個因素是排放多。同時由於這個區域西邊北邊都是山，環境容量先天不足，冬天又比夏天容量減少一半，兩個因素疊加在一起就很容易出現重汙染。
四是區域傳輸對PM2.5影響顯著，各城市平均貢獻率大約是20%-30%，重汙染期間進一步增加到了35%-50%。大氣汙染治理開始階段，往往因為本地排放比較多，本地源對本地的環境質量影響比重是比較大的。隨著汙染治理的深入，本地源佔比逐步減少，外來輸入逐步增加。攻關項目對2013年以來近百次的重汙染天氣過程進行了分析表明，重汙染期間，區域傳輸對北京市PM2.5的平均貢獻率大概是45%左右，個別過程可以達到70%，汙染物在區域主要有三個傳輸通道，這也是這次攻關項目經過研究觀測得出的結論。一個通道是西南通道，也就是河南北部-邯鄲、-石家莊-保定-北京一線，這個通道傳輸頻率最高，輸送強度最大，重汙染過程平均的貢獻率約20%，個別重汙染過程可以達到40%。第二個通道是東南通道，就是山東中部-滄州-廊坊-天津中南部沿線。第三個通道是偏東的通道，也就是唐山-天津北部-北京這條線。
這是這次研究對區域秋冬季重汙染成因得出的四個主要原因。這四個原因相互疊加，造成了區域秋冬季重汙染天氣發生。當然，我們治理更多的還是要針對人為排放，大幅減少汙染物排放，這樣的話，即便遇到極端不利氣象條件，也不會再發生重汙染天氣。