北京市环保局12日称，对元宵节（11日）PM2.5组分的分析显示，钾离子、氯离子、硫酸盐和有机物峰值与烟花爆竹燃放密切相关。截至12日11时，受弱冷空气影响，北京市北部空气质量为“1级优”，而东南部地区，前夜烟花爆竹燃放产生的高浓度污染继续维持。
北京市环保监测中心数据显示，11日下午，北京市整体空气质量仍为“1级优”或“2级良”，入夜以后，天气系统转为低压控制，风力减弱，湿度增大，扩散条件转为不利。
监测中心大气室主任李云婷介绍，自11日19时开始，伴随着烟花爆竹的燃放，北京市PM2.5浓度开始呈现明显上升趋势。20时起，全市平均PM2.5浓度超过100微克/立方米。全市平均峰值浓度出现在23时，为213微克/立方米，空气质量属于“5级重度污染”。浓度最高地区为房山区，其中京西南边界站峰值浓度达到616微克/立方米。
监测数据表明，远离燃放区域的密云水库PM2.5浓度最低，空气质量始终保持“1级优”水平。然而，对燃放区PM2.5组分的分析显示，11日23时，钾离子、氯离子、硫酸盐和有机物峰值特征尤为显著，钾离子占比达16%，成为该时段PM2.5中最主要的组分，反映了烟花爆竹燃放的排放特征。
北京市环保局称，截至12日11时，西北部的高压系统带来弱东北风，北京市北部地区空气质量清除至“1级优”，但空气质量南北差异显著，东南部地区未受到高压作用，前夜烟花爆竹燃放影响继续，空气质量仍为“5级重度污染”水平。
另据国家环境监测总站预报，京津冀及周边区域在12日至15日扩散条件不利，将迎来“空气重污染过程”，预计“京津冀晋鲁豫”这个大区域的中南部，空气质量将达到“5级重度污染”以上水平。
随着污染物逐步积累，14日至15日的污染范围最大，影响城市包括北京、天津、石家庄、保定、廊坊、邯郸、邢台、唐山、衡水、太原、临汾、济南、德州、聊城、菏泽、济宁、淄博、郑州、安阳、鹤壁、新乡、濮阳、焦作等；16日，受冷空气影响，区域污染形势有所缓解。