硫酸型烟雾污染

硫酸型烟雾污染现状及防控措施研究进展

摘要：硫酸型烟雾是燃煤排放的SO2、颗粒物等一次污染物，经一系列复杂反应而产生的SO3、H2SO4、硫酸盐等二次污染物，这些污染物混合在也起形成的一种环境污染。本文介绍了硫酸型烟雾的形成，对人类、动植物等的危害，从硫酸型烟雾污染的角度来考虑当前的环保问题，着重针对大气污染的现状，硫酸型烟雾对环境的影响及其危害进行分析，并从治理硫酸烟雾的角度提出大气污染治理的措施与方法，以便大家可以对硫酸型烟雾有更多的了解，能更好的应对硫酸型烟雾污染现象。

关键词：硫酸型烟雾污染；环境保护；SO2；脱硫

1.硫酸型烟雾污染的概述

1.1硫酸型烟雾的最初发现

发生1952年伦敦烟雾事件是最早发现的硫酸型烟雾污染事件，其直接原因是燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染，间接原因是开始于12月4日的逆温层所造成的大气污染物蓄积。

当时伦敦正举办一场牛展览会，参展的牛只首先对烟雾产生了反应，350头牛有52头严重中毒，14头奄奄一息，1头当场死亡不久伦敦市民也对毒雾产生了反应，许多人感到呼吸困难、眼睛刺痛，发生哮喘、咳嗽等呼吸道症状的病人明显增多，进而死亡率陡增。据史料记载从12月5日到12月8日的4天里，伦敦市死亡人数达4000人。

因此，硫酸型烟雾又被称为伦敦烟雾。

1.2 硫酸型烟雾的定义

燃煤排放的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象就称为硫酸型烟雾污染。

1.3硫酸型烟雾的组成

一次污染物：SO2、颗粒物。

二次污染物：SO3、H2SO4烟雾、硫酸盐。

1.4硫酸型烟雾的产生条件

在冬季气温较低、湿度较高、日光较弱的条件下容易发生硫酸型烟雾污染现象。

阴天时，相对湿度高，颗粒物浓度大的条件下，SO2的转化途径以催化氧化为主；

在睛天，相对湿度低，大气中同时含有氮氧化物和HC时，尤其是颗粒物含量少时，SO2的转化途径则以光化学氧化为主。SO2氧化后，立即与H2O反应生成H2SO4，如果大气中存在NH3，则生成(NH4)2SO4，所以大气中的SO2经过一系列的化学转化后，最终形成硫酸或硫酸盐，以干、湿沉降方式降落到地球表面上。

1.5 硫酸型烟雾的来源

1.5.1一次污染物的来源

（1）工业来源

工业行业中的煤炭消费大户也是重点的排污源。2003年, SO2排放量居前五位的工业行业是电力业、非金属矿物制品业、化工制造业、黑色金属冶炼业和有色金属冶炼业。这五个行业的SO2排放量占工业行业总排放量的85%,其中电力业占61.17%,是最大的SO2排放源;电力业、非金属矿物制品业和化工制造业的烟尘排放量居前三位,这三个行业烟尘排放占重点统计企业排放量的69.15%,其中电力业占46.14%。火电业是最大的煤炭消费部门

随着电力需求的日益旺盛,火电用煤将会逐步达到产煤国家80%以上煤炭用于发电的先进国家水平,例如美国是世界第一大火电国,其一次能源中煤炭所占比例仅为25%,但90%的煤炭用于发电。

这些年来，虽然SO2烟气回收并生产硫酸，但受生产工艺的制约和回收利用低及滞销储存时间延长等原因，每年仍有大量的SO2直接或间接排入大气。（2）交通来源

车辆的排放物质达140多种，如非甲烷碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、铅、二氧化硫、醚、甲醛及粉尘等。

汽车是现代文明的一个标志，它的蓬勃兴起只不过100多年的历史。20世纪初，人们对马路上来来往往的汽车并没有什么反感，因为那时汽车还不多。到了第二次世界大战结束以后，随着汽车数量的日益增加，汽车排放的废气成了世界上许多大城市空气污染的“祸首”2004年10月11日《文汇报》刊载“中国汽车社会灾难报告：尾气直接危害人民生活”一文，给了我们一组也许触目惊心

的数字：

到2000年末，全世界汽车保有量已超过6亿辆。平均每千人拥有汽车116辆；全世界的汽车保有量以每年3000万辆的速度递增，预计到2010年将达10亿辆；目前，全世界有10亿多城市人口的健康受到空气污染的威胁；到2020年全世界死于空气污染的人数将达到800万；中国汽车保有量将在2005年达到3356万辆，2020年达到13103万辆；在我国l1个最大城市中，空气中的烟尘和细颗粒物每年使5万人夭折，40万人感染上慢性支气管炎……

（3）日常生活来源

日常生活中的污染物主要的来源是矿物燃料的燃烧，煤炭是我国最主要的基础能源。长期以来,由于缺乏科学的管理和规划,我国能源消费结构及产业结构不尽合理,对煤炭资源高强度、低效率的消耗和利用,不仅浪费了宝贵的资源,而且对环境造成了严重的危害。随着我国开始进入重化工业化阶段以及城市化进程的快速发展,经济增长对能源的需求将进一步增强,如果煤炭不采用清洁燃烧,不对污染排放实行合理控制,那么煤炭燃烧排放出的大量污染物势必造成大气环境污染的加剧,大气环境保护将面临更严峻的挑战。

1.5.2二次污染物的来源

硫酸型烟雾的二次污染物的主要来源是一次污染物的转化：

（1）SO2的直接光氧化：

夜间或无光情况：SO2与O2的反应极其缓慢；

白天太阳光照射：SO2吸收340－400nm紫外线成为激发态分子SO2，但不离解：

SO2 + hν→ SO2

SO2＋O2→ SO4

SO4→ SO3＋O

或者SO4＋SO2→ SO3＋O2

SO2的间接光氧化（与自由基反应）：

由光化学反应提供的HO、HO2、RO、RO2、RCOO2等强氧化性自由基，促进SO2的转化：

HO﹒＋SO2＋M→HOSO2＋M

HOSO2＋HO﹒→H2SO4

HO2＋SO2→HO﹒＋SO3

CH3O2＋SO2→CH3O﹒＋SO3

（2）SO2的液相氧化

SO2能溶于水，并在其中氧化为硫酸盐。

在一般云层及雾中，约含有1mg/m3、小于50μm的水滴。

空气中的SO2与水滴相遇而溶解并在其中直接与O2化合：

2SO2＋2H2O＋O2→2H2SO2

SO2的液相平衡：

SO2 + H2O ↔ SO2·H2O

SO2·H2O ↔ H++ HSO3-

HSO3-↔ H+ + SO32-

O3对SO2的液相氧化：

HSO3- + O3→ HSO4-+ O2

H2O2对SO2的液相氧化：

HSO3- +H2O2↔ SO2OOH-+ H2O

HSO4- + H+↔ H2SO4

烟气中含有锰离子（Mn2+）和铁离子（Fe2+），具有催化作用，从而加快了SO2对SO2的氧化作用。

1.6硫酸型烟雾的性质

SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型污染属于还原性混合物，称为还原性烟雾。

1.7硫酸型烟雾与光化学烟雾的区别