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预报显示，13日开始，受不利气象条件影响，北京、天津、河北省中南部、山西省东部和南部、山东省西部、河南省北部，以及关中地区部分城市空气质量将连续2至3天达到重度污染，个别城市可能出现严重污染。
中国环境监测总站监测显示，13日16时，北京、石家庄、唐山、邢台、保定、廊坊、洛阳等城市空气质量出现重度污染。
中国环境科学研究院大气环境首席科学家柴发合说，12日起，京津冀及周边地区、汾渭平原气象条件逐渐转差，污染物缓慢累积。12日零时，安阳市细颗粒物(PM2.5)浓度首先达到小时重度污染，随后郑州、新乡、邢台等多个城市的PM2.5浓度达到小时重度污染，并逐渐向北发展。至12日21时，北京市PM2.5小时浓度最高值达每立方米150微克。
对本次污染过程的来源成因，柴发合认为，首先，从气象条件来看，12日起，京津冀及周边地区大气扩散条件转差，多数城市出现静稳、高湿和逆温现象，污染物逐步积累，推高PM2.5浓度。
其次，从污染排放来看，目前工业和交通领域大气污染物排放量仍居高位，各类施工量大面广，扬尘控制仍不到位。同时，北方地区天气渐冷，城市建成区陆续启动冬季采暖，农村地区也开始自采暖，区域污染物排放量有所增大，大气污染物排放量进入年度最高季节。
生态环境部表示，已向北京、天津、河北、山西、山东、河南、陕西等地政府发函，建议各地提前采取减排措施，有效减轻重污染天气影响。截至13日8时，河北省8个城市、河南省6个城市发布重污染天气橙色预警，启动Ⅱ级应急响应措施；北京、天津等11个城市发布重污染天气黄色预警，启动Ⅲ级应急响应措施。
预报显示，15日中午前后，受冷空气影响，区域污染过程缓慢减轻，京津冀中部地区有所改善，预计16日污染过程结束。
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