大氣中的主要污染物

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  氣體污染物在大氣中平均停留時間少至幾分鐘,多至幾十年、百余年。大氣污染物一般分為兩類:一級(原生)污染物,即由污染源直接排入大氣的;二級(次生)污染物,是由一級污染物在大氣中進行熱或光化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物。后者往往危害性更大。

  大氣污染主要來源于人類生活及生產(chǎn)活動,大氣的人為污染源主要有三種。

  (1) 生活污染源

  人們由于燒飯、取暖、沐浴等生活上的需要,如爐灶、鍋爐等燃燒化石燃料,而向大氣排放的煤煙和SO2等,具有量大、分布廣、排放高度低等特點,其危害性不容忽視。

  (2) 工業(yè)污染源

  包括火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠和化工廠等耗能較多企業(yè)燃料燃燒排放的污染物,各生產(chǎn)過程中的排氣(如煉焦廠向大氣排放H2S、酚、苯、烴類等有毒物質(zhì);各類化工廠向大氣排放具有刺激性、腐蝕性、異味性或惡臭的有機和無機氣體;化纖廠排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生產(chǎn)過程中排放的各種礦物和金屬粉塵。

  (3) 交通運輸污染源

  由飛機、船舶、汽車等交通工具(移動源)排放的尾氣。在一些發(fā)達國家,汽車排放氣己構(gòu)成大氣污染的主要污染源。

  人為排放的大氣污染物有數(shù)十種之多,量多危害也較大的主要大氣污染物有以下五種。

  (1) 顆粒物質(zhì)

  顆粒物質(zhì)的來源可分為天然來源和人為來源,而以人為來源為主。直接由污染源排放出來的稱為一次顆粒物質(zhì);大氣中某些污染組分之間,或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的微粒,稱為二次顆粒物質(zhì)。人為來源主要是燃料燃燒過程中形成的煤煙、飛灰等,各種工業(yè)過程排放的原料或產(chǎn)品微粒,汽車排放的含鉛化合物,以及化石燃料燃燒排放的SO2在一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。天然來源,如風(fēng)起塵埃,海浪濺出的浪沫,火山灰,森林火災(zāi)的燃燒物,宇宙隕星塵以及植物的花粉等。顆粒物質(zhì)是重要的大氣污染物,大氣中的一些有毒物質(zhì)絕大部分都存在于顆粒物質(zhì)中,對人及動植物的危害很大。

  (2) 硫氧化物

  SOx 大氣中的硫氧化物主要是SO2,還有小部分SO3。主要來自發(fā)電廠和供熱廠中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃燒,其次是冶煉廠、硫酸廠的排放氣,有機物的分解和燃燒,海洋及火山活動等。從化學(xué)熱力學(xué)來看SO2的平衡轉(zhuǎn)達化率高,易生成SO3。從化學(xué)動力學(xué)看,可以通過催化氧化(懸浮在大氣中的鐵鹽、鎂鹽起催化劑作用)或?qū)W化學(xué)氧化(主要是在波長為290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3極易與水汽生成硫酸霧或硫酸雨。SO2不但對人的呼吸道有強烈的刺激性,它對植物還會產(chǎn)生漂白的斑點、抑制生長、損害葉片和降低產(chǎn)量。當(dāng)空氣中有微粒物質(zhì)共存時,其危害可增大3~4倍(如前述的倫敦?zé)熿F就是例證)。SOx許多不良作用是由于SOx與水作用生成的硫酸造成的。硫酸和硝酸的酸雨己嚴(yán)重危害我國和世界許多地區(qū),成為舉世矚目的三大全球性公害之一。

  (3) 氮氧化物

  NOx 氮氧化物的種類很多,造成大氣污染的主要是NO和NO2 等。它們主要來自礦物燃料的高溫燃燒(如汽車、飛機、內(nèi)燃機及工業(yè)窯爐等的燃燒)過程中,由空氣中的N2和O2反應(yīng)生成的NO、NO2(N2+O2===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分來自于生產(chǎn)和使用HNO3的工廠的排放氣,還有氮肥廠、有機中間體廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程。現(xiàn)在,每年向大氣排放NOx幾千萬噸。NO會刺激呼吸系統(tǒng),還能與血紅素結(jié)合成亞硝基血紅素而使人中毒。NO2能嚴(yán)重刺激呼吸系統(tǒng),并能使血紅素硝基化,危害比NO的更大。另外,NO2還會毀壞棉花、尼龍等織物,使柑桔落葉和發(fā)生萎黃病等,也會形成硝酸酸雨產(chǎn)生危害。

  (4) CO和CO2

  CO是人類向大氣排放量最大的污染物,主要來自燃料的不完全燃燒。但是近來的研究指出天然產(chǎn)生的CO也不容忽視。由于近代對燃燒裝置和燃燒技術(shù)的改進,所以從固定燃燒裝置排放的CO量逐漸有所減少,而由汽車等移動源燃燒產(chǎn)生CO的量每年約有2.5億t,占人為污染源排放的CO總量的70%左右,F(xiàn)代發(fā)達國家城市空氣中的CO有80%是汽車排放的。

  來源:化科院素質(zhì)教育網(wǎng)


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