硫酸烟雾

AIR POLLUTION CONTROL

天津大学

第二章

2-1

大气中的SO 2

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。

SO 2SO 3温度、光照、污染物Fe 、Mn 、NH 3 催化O 2

H 2O H 2SO 4NH 3(NH 4)2SO 4

冬季：气温低、湿度高、日光弱阴天：相对湿度高、颗粒物浓度大睛天：相对湿度低、大气中同时含有氮氧化物和HC

容易发生

以催化氧化为主以光化学氧化为主

硫酸烟雾的来源可分为一次污染物来源和二次污染物来源两大类。

一次污染源

Ø 工业来源

Ø 交通来源

Ø 日常生活来源

二次污染源

Ø 直接光氧化Ø 间接光氧化Ø 液相氧化

一次污染源工业交通日常生活电力业非金属矿物制品业化工制造业黑色金属冶炼业有色金属冶炼业……

煤炭消费车辆排放火电业

最大消费部门未燃烧或燃烧不完全的CH 、NO x 、CO 、CO 2、SO 2、H 2S 以及微量的醛、酚、过氧化物、有机酸和含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染等150~200种化合物。

矿物燃料燃烧

2005年和2016年，中印二氧化硫浓度地图变化

二次污染源—直接光氧化

夜间或无光情况：SO 2与O 2的反应极其缓慢；白天太阳光照射：SO 2吸收340－400nm 紫外线成为激发态分子SO 2*， 但不离解：

SO 2 + hν → SO 2*

SO 2 *+ O 2 → SO 4

SO 4 → SO 3＋O

或者 SO 4 + SO 2 → SO 3＋O 2

二次污染源——间接光氧化

由光化学反应提供的HO 、HO 2、RO 、RO 2、RCOO 2等强氧化性自由基， 促进SO 2的转化：

HO ﹒ + SO 2 + M → HOSO 2 + M HOSO 2 + HO ﹒ → H 2SO 4

HO 2 + SO 2 → HO ﹒ + SO 3

CH 3O 2 + SO 2 → CH 3O ﹒ + SO 3

二次污染源——液相氧化

SO 2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/m 3、小于50μm 的水滴。空气中的SO 2与水滴相遇而溶解并在其中直接与O 2化合： 2SO 2＋2H 2O ＋O 2→2H 2SO 4SO 2的液相平衡： SO 2 + H 2O ↔ SO 2·H 2O SO 2·H 2O ↔ H + + HSO 3-

HSO 3-↔ H + + SO 32-

O 3对SO 2的液相氧化： HSO 3- + O 3↔ HSO 4- + O 2H 2O 2对SO 2的液相氧化： HSO 3- +H 2O 2 ↔ SO 2OOH -+ H 2O HSO 4- + H + ↔ H 2SO 4

人体

加大呼吸道阻力，刺激呼吸道，造成呼吸道疾病；还会侵害中枢神经系统和心脏等部位，使人与动物处于昏迷状态，直至死亡。

植物

明显地影响植物光合作用、呼吸作用和其它生理过程。若大气中SO 2浓度过高，会增加叶子中硫的含量，引起不可逆的伤害，最终使植物死亡。

气候

硫酸烟雾中的颗粒物污染会引起沙尘暴等自然灾害

SO 2是导致酸雨的罪魁祸首。

绿色植物的吸收净化

绿化树种对大气污染具有很强的吸收修复能力，并依树种的不同具有明显差异。

叶片吸收SO2，形成H2SO3，氧化为H2SO4，变为植物生长有用的营养物质，叶片衰老凋落，硫元素也一同落在地上，形成硫元素在大气与土壤中的循环，空气被净化。

对大气SO2污染修复能力强的树种：

加拿大杨旱柳花曲柳

1亩柳杉林48kg/a 1亩紫花苜蓿

154kg/a

化学法

有氨处理法（脱硫效率达95%以上） 、石灰乳法

（脱硫效率达95%）、生物脱硫法和活性炭吸附法

（脱硫效率均达90%以上）等。

选用低硫燃料

煤燃烧过程中排出大量的SO 2，加重了硫酸型烟雾

污染现象。选用低硫的燃料，可以有效的控制SO 2

的排放量，减少硫酸型污染带来的危害。燃料的脱

硫可分为三个步骤：燃烧前脱硫、燃烧中固硫、燃

烧后脱硫。

思考？

u硫酸烟雾是大气污染事件的主要因素，所以需要特别重视。我国采取很多措施来解决这个问题。请考虑这个问题的解决 是单向的还是多向的？