從觀測數據看，與燃煤排放直接相關的有機物、硫酸鹽、黑炭等物質，是PM2.5的主要組成成分，也證明了煤炭污染是導致本次華北地區大範圍空氣重污染的首要來源。
北京市環保監測中心研判，從PM2.5的成分監測數據看，本次重污染期間，與燃煤污染排放關係較為密切的有機物、硫酸鹽、氯離子、黑炭等濃度增長曲線基本完全同步，相關係數在0.95以上，反映區域燃煤污染的重要影響。特別是近期北方地區的降雪降溫過程，導致區域燃煤采暖消耗量大幅增加。
據河北省相關部門統計，當地原煤散燒和直燃直排對大氣污染影響明顯，河北生活用散煤排放量占全省燃煤排放總量的50%以上。
此外，低能見度天氣條件下，道路擁堵加劇，燃油效率降低，機動車污染排放也顯著增加。柴發合介紹，特別是北京等城市地區，機動車密度大、活動強度高，污染物低空排放量大，對本地PM2.5濃度貢獻較大。
特殊氣候和極端氣象成重要誘因
此外，特殊的氣候背景和極端的氣象條件，也是此輪華北霧霾的重要誘因。2015年是有歷史統計以來的“最強厄爾尼諾年”，11月華北地區多次強降雪，化雪導致地面濕度接近飽和、溫度降低，而中層大氣同期顯著回暖，空氣在垂直方向“上熱下冷”致流動性降低，華北地區大範圍處於“高濕度”“低風速”“強逆溫”極端不利氣象條件，助推了污染持續積累。
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