大气硫污染物的产生
大气硫污染物与其他污染物一样，来源于自然界和人类活动两个方面.SO:主要来自人类生
香，生产活动和火山黑发；H，S主要来源于火山喷发、可泉水释放和生物体的微生物分解；硫
酸些主要是由海水版射和大气化学反应产生的：二甲基硫发生于海洋有机物分解；硫酸及其世来
自SO1的氧化转化。
海洋是SO:的吸收库，海水派射又是海洋性气溶胶的SO”来源。土鞭是SO:的吸收体，
同时也放出H：S和二甲基硫。大气中各种硫化合物的相对比例，因地区和季节不同而有很大差
异.工业集中的地区和城市冬季采暖会大量排放SO：；农业地区，尤其是夏季则放出H：S。在海
洋上空，硫酸盐颗控浓度相对较高。大气硫污染物的主要来源见表1-1-9.
人为源排放的SO:经扩散后，浓度和氧化速率降低，实际上由于空气中飘浮的微粒物（如
重金属盐类和经类化合物的光氧化中间产物）具有催化作用，SO：氧化速率很快.在烟气中还存
在由激发态的SO:相互碰幢生成S₂O1，其寿命为1s.
大气中SO:转化成硫酸盐的途径有两种。一是先被氧化成S3，然后与水蒸气结合成
H:SO1,再与碱性物质作用生成硫酸盐：
S0,2-so,4e H.So.-M-MSO.
二是直接与碱性物质作用生成亚硫酸盐，然后被氧化成硫酸盐。
501M-MSO,2-MSO.
实际上，上述反应是一个复杂的光化学过程。
无论H：S或SO1，单纯的化学反应速率缓慢，而在有云雾和微尘存在下反应较快。
在大气硫污染中，自然源的贡献率难以估算准确，但人为源却可以通过计算和统计，获得相
当准确的数字。据估计，20世纪80年代，天然源和人为源所贡献的SO；在数量上几乎相当，都
在1.5亿吨左右.随着工业经济的飞速发展，人为源大幅度增加.从近百年的资料可以看到，全
世界SO：排放总量增加了10倍，平均年递增率约为5%，总的来讲，SO2排放量是与工业发展
水平和人口密集程度相关，因此，北半球的SO₂排放量比南半球高10倍以上。这种传统的认识
在近些年有所改变，由于清洁生产获得广泛重视，烟气脱硫技术在发达国家普遍应用，SO：排放
量有了明显下降。
SO:主要来自燃料的燃烧，燃料中的硫化铁硫和有机硫，在750℃温度下，90%受热分解并
氧化释出，此外，H：S的氧化也是大气中SO1的一个来源。工业上H:S则来自石油炼制、牛皮
纸生产和其他化学处理过程等。

全世界每年消耗数百亿吨化石烟料，通过燃烧提供电能和热源，同时将其中的硫分90W
化成SO1排入大气，
在我国，能源结构中煤占3/4.我国煤产量的4/5用于直接燃绕，燃煤发电在总电力学
71%～74.5%。
除了电厂锅护和工业炉容、运输工具、民用炉灶外，产生SO；的还有各种工业生产过
如冶金和石油化工行业等，表1-1-10列出某些主要排放SO:的工业企业的排放系数.
一般说，在人为排故的SO:总量中，火电厂约占一半，工业企业占1/3，其余属于交通可
工具移动源和广泛散在的商用、民用护灶面源贡献部分。
三、大气硫污染物的转化和循环
地球上的硫是一种转化迁移活跃的循环元素，在人类活动和自然环境之间，它处于不断”
生、交换、转化、迁移和循环之中，见图1-1-1.
要结甘，。本在中流的经流通量在30~365M：之间，随污染物在大气中的停国时间不长，
排入大气后数天内，90%左右以干沉降或湿沉降形式返回地球.SO：、H：S和硫酸盐在大气中！
“平均寿命”分别为4d、6.5d和22.7d.
大气中的硫污染物是不断运动和转化的。大气化学反应均有300多种，十分复杂，S0；参5
其中.SO:大气中的SO：自由扩散，火山和风力都是扩散的动力，高空的SO；往往可以远更康
输送和迁移，并形成酸性降水.
若的传递，后归还到大气和土壤中。由此可见，大气中的硫总处在不断转化和循环之中。
（1）H:S向SO2转化H3S主要来自天然释放源，它们是土壤和沉积物中微生物活动的产
物，H：S在大气中是不稳定的，能迅速地被氧和臭氧氧化为S02，清洁大气中有80%的sO）！
电H：S转化来的。在颗粒表面和云雾及水满中，H.S的氧化速率很快。一般说来，大气中H9
分子在转化为S0O1以前仅可存在几小时.
（2）s01向S0,转化SO1的氧化有催化机化和光化学氧化。有云雾时，在相对醒度高


颗粒物质同时存在时，可发生框化氧化反应.有阳光时，而且在空气中又有NO，存在时，可发
生光化学氧化反应.
（3)SO1的催化氧化在清洁空气中S0O1的氧化速率非常缓慢，据观测，在电厂烟气中
SO1的氧化速率比清洁空气中的高10~100信，在溶液中有催化剂存在时，SO3的氧化速率会大
大提高，在含有金属盐（如铁盐、锰盐)的气溶胶雾滴中，SO：的催化氧化反应可表示为，
在这一反应中，作为催化剂的主要物质是铁和握的硫酸盐和氯化物，它们常以颗粒形式悬浮
于空气中.在湿度很高时，颗粒物质成为凝结核，形成气溶胶雾满。
（4)SO1的光化学氧化在大气中SO1有两个大于290nm的吸收光谐：一是384nm，另一
是294nm。
当SO1吸收384nm的光子时，转变为激发态（三重态）：
当SO1吸收294nm的光子时，转变为第二激发态(单重态)：
SO：+hv(290~340nm)—1SO:
激发态能量较低，比较稳定。第二激发态能量较高，在进一步反应中，或变为基态
SO1，或变为能量较低的激发态(1SO₂)：
在大气中，SO：不能像NO:那样容易发生光解作用，因为SO：解离为SO和O，只可能发
生在吸收光谐低于218nm的条件下，而这一部分光谱不能到达地表，所以在低层大气中，SO₂
不能发生光解作用。
（5)硫酸盐的生成大气中的硫氧化的终归宿是生成硫酸盐类。无论SO₂、SO,或
H:SO.,遇到氨或粉尘物质就会生成相应的铵盐或其他金属盐.
关于转化机理，目前比较一致的认识是僵化作用和光化学反应同时存在.研究证实，SO:在
大气中由于扩散的浓度根低，单纯的氧化反应速率是缓慢的.实际上，在有云雾或微尘存在下，
由于催化作用反应较快.转化速率一般为每小时1%，中午阳光充足时可达3%，有的地区，污
染严重且太阳辐射强烈，SO，的转化速率可达到每小时10%，
SO1在大气中还参与一系列化学过程，例如与烃类化合物反应生成亚膜酸，与碱性氧化物作
用生成硫酸盐，形成气溶胶。少量SO2即可提高NO，一烃类化合物体系生成气溶胶的速率，促使
光化学过程复杂化。
四、二氧化硫的危害
SO2的污染具有低浓度、大范围、长期作用的特点，其危害是慢性的和叠加累进性的。大气
中的SO:对人类健康、自摇生态、工农业生产、建构筑物材料等多方面都会造成危害和破坏.
SO,是形成硫酸型酸雨的根源，当它转化为酸性降水时对人类和环境的危害更加广泛和严重.
1.对人体健康的危害
SO：随同空气被吸入人体，可直接作用于呼吸道黏膜，也可以溶于体液中，引发或加重呼吸
系统的种种疾病，如鼻炎、气管炎、哮喘、胸气肿、肺癌等，SO：对皮肤和眼结膜具有强刺激作
用，对青少年的生长发育有不良影响，降低免疫功能和抗病能力。
当SO:的浓度达到28.6~42.9mg/m2时，呼吸道的纤毛运动和黏膜分泌功能受到抑制：浓
度达到57.2mg/m’时会引起咳嗽，浓度达到71.5mg/m2时暇头纤毛运动有65%~70%受障碍，
如果每日连续8h吸人SO2浓度为286mg/m2的空气，支气管和肺都会产生明显的刺激症状，肿
组织受损害；空气中SO1被度达到1144mg/m’时，人就呼吸困难，窒息死亡。