发布网友 发布时间:2024-10-02 12:34
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热心网友 时间:2024-11-08 20:59
硫在大气中的存在形式主要包括硫氧化物、硫酸盐、硫化氢和硫醇。其中,硫氧化物污染主要是二氧化硫 (SO2) 和三氧化硫(SO3)的污染。SO2 是大气中的主要污染物之一,主要来源包括矿物燃料燃烧、含硫矿石冶炼和硫酸、磷肥生产等。全世界 SO2 的人为排放量每年约 1.5 亿吨,矿物燃料燃烧产生的占 70% 以上。SO3 常与 SO2 一同排放,数量仅为 SO2 的 1~5%。SO3 在空气中很不稳定,能迅速与水结合成为硫酸。SO2 的排放源主要集中在北半球的城市和工业区,这些地区的大气污染问题尤为严重。英国伦敦曾多次发生由煤烟引起的大气污染事件,这类烟雾被称为伦敦型烟雾。
SO2 在大气中一般只存留几天,大部分被降水冲洗或地面物体吸收。但 SO2 会氧化为硫酸雾和硫酸盐气溶胶,这些颗粒物可存留一个星期以上,甚至飘移至 1000 公里以外的地区,形成远离污染源处的污染或广域污染。SO2 氧化成硫酸雾和硫酸盐的机制很复杂,主要分为光化学氧化、液相氧化和颗粒物表面反应三种途径。SO2 转变成的硫酸雾和硫酸盐称为二次颗粒物,这些颗粒物的粒径大部分在 2 微米以下,对人体健康和环境造成严重影响。
SO2 是无色气体,具有刺激性气味。大气中 SO2 浓度达 1~5ppm 时,会刺激呼吸道,导致气管和支气管管腔缩小,气道阻力增大。SO2 和飘尘具有协同效应,对人体健康的影响往往是不可分的。慢性支气管炎患者在飘尘和 SO2 浓度超过 500 微克/米3 的条件下生活 24 小时,病情会恶化。成年人长期生活在飘尘浓度为 100~200 微克/米3 和 SO2 浓度为 150~200 微克/米3 的条件下,可观察到呼吸系统疾病的症状。儿童比成年人更为敏感。高浓度 SO2 能使敏感的针叶树脱叶甚至枯死,树木长期接触 SO2 生长会减慢。地衣长期接触 60 微克/米3 以下低浓度 SO2,品种组成和分布会发生变化,从而导致生态系统的变化。SO2 转变成的硫酸盐气溶胶散射阳光,使能见度降低。硫酸雾和酸性硫酸盐还会腐蚀金属、建筑材料和其他物品,并造成酸雨。
硫化氢(H2S)污染主要由有机物腐败产生,虽然其浓度很低(7 微克/米3)即可被察觉。H2S 主要来源包括牛皮纸浆厂、炼焦厂、炼油厂和人造丝厂等。H2S 对人体有刺激性,能引起眼结膜炎,进入血液后部分与血红蛋白结合,生成硫化血红蛋白而使人出现中毒症状。H2S 可使含铅颜料和铜变黑,还会侵蚀混凝土。其他硫化物污染主要包括甲硫醇(CH3SH)、二甲硫(CH3SCH3)和二甲二硫(CH3SSCH3),因有强烈的臭味而被列为大气污染物。
对水体的污染方面,硫化物一般不作为重要的水污染物,但在化学、纺织、煤气和造纸等工业中有硫化物随废水排放。废水中主要的硫化物包括硫酸盐和硫化氢。由于人类活动,天然水体中的硫含量不断增多。例如,美国伊利湖中的硫酸盐含量从 1850 年到 1967 年以每 10 年增加 2 毫克/升的速率增多。河水中的硫估计约 40% 来自人类活动。
硫酸根 (SO4) 污染普遍存在于各种水体中,是经常测定的水质指标之一。天然水中的 SO4 主要来自矿物盐类的溶解和有机物的分解。某些工业废水如酸性矿水中含有大量 SO4。生活污水中的 SO4 主要来自人类排泄物。土壤中的硫酸盐几乎是不降解的,通过淋洗作用进入地表水和地下水中。大气中的硫酸盐随雨水降落,是地面水和土壤中硫酸盐的重要来源。饮用水中硫酸盐含量过多可使人腹泻,一般规定不得超过 250 毫克/升。工业用水中的 SO4 是生成锅炉水垢的重要阴离子。SO4 在硫酸盐还原菌的作用下可转化为 H2S。
硫化氢污染在水中含量为 0.5 毫克/升时即可察觉其散发的臭气。地表水中一般很少含 H2S,如果发现,大多可判断为受废水污染。废水中的有机物含硫,在缺氧条件下可生成 H2S。无机的硫化物或硫酸盐在缺氧条件下也可还原生成 H2S。人造丝厂、硫化颜料厂、煤气发生站等的废水中,每升废水中的硫化氢含量可达数十到数百毫克。在有氧条件下,H2S 可发生化学氧化。硫磺细菌和硫化细菌可把 H2S 转化为 SO4 或硫。
含 H2S 的水除发臭外,对混凝土和金属都有侵蚀破坏作用。作为生活饮用水或工业用水的水源,水中的 H2S 应完全去除。水中 H2S 含量超过 0.5~1.0 毫克/升,对鱼类就有毒害。
硫对环境的污染主要是指硫氧化物和硫化氢对大气的污染以及硫酸盐、硫化氢对水体的污染。元素硫俗称硫磺,为黄色针状结晶体或无固定形固体,有升华特性。硫在地壳中含量颇丰,在地球上分布广泛,煤炭、石油、天然气等矿物燃料和有色金属、黑色金属矿床乃至具有代谢功能的蛋白质分子中都含有硫。地球硫循环中最活跃的含硫化合物包括硫氧化物、硫化氢和硫酸盐类,以及作为地球生命载体的蛋白质。