硫污染

中國《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)等執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，SO₂日平均濃度值不得超過0.05毫克/米3,任何一次采樣測定值不得超過0.15毫克/米3 ;居民區(qū)、文化區(qū)等地區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)，SO₂日平均濃度值不得超過0.15毫克/米3,任何一次采樣測定值不得超過0.50毫克/米3;工業(yè)區(qū)等地區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)，SO₂日平均濃度值不得超過0.25毫克/米3,任何一次測定值不得超過0.70毫克/米3。 2100433B

硫又叫硫磺，黃色固體，能與氧、氫、鹵素（除碘外）和大多數(shù)金屬化合，化合價有 2、 4、 6。硫在地殼中分布很廣，含量豐富。各種礦物燃料都含硫，有色金屬和黑色金屬多為硫化物礦床。硫是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素，決定著蛋白質(zhì)分子的立體構(gòu)形。

各種礦物燃料(煤和石油等）都含有硫。硫在環(huán)境中大量以硫氧化物存在，還有部分以硫化氫和有機(jī)硫(如硫醇、硫醚、二甲硫等）存在，并發(fā)生刺激性較強(qiáng)的惡臭污染。硫在大氣中的主要污染物是二氧化硫、三氧化硫和硫酸鹽，它們主要來自礦物燃料燃燒、含硫礦石冶煉和硫酸、磷肥生產(chǎn)等。全世界二氧化硫的人為排放量每年約1.5億噸，其中礦物燃料燃燒占70%以上。二氧化硫的排放源90%以上集中在北半球的城市和工業(yè)區(qū)，造成了這些地區(qū)的大氣污染問題，如英國倫敦多次發(fā)生的煙霧事件，北歐、北美和中國西南地區(qū)的酸雨污染等。廢水中主要的硫污染物是硫酸鹽和硫化氫，某些酸性礦水中含有大量硫酸鹽。生活污水中的硫酸鹽大量來自人類排泄物。土壤中的硫酸鹽幾乎不降解，通過淋洗作用進(jìn)入地面水和地下水中。大氣中的硫酸鹽主要以固態(tài)顆粒物的形態(tài)存在，隨降水降落或重力沉降到土壤或水體中而引起酸化。硫酸鹽顆粒物（又稱氣溶膠)和硫酸霧會使大氣能見度降低，腐蝕金屬材料和建筑物，它們的毒性比二氧化硫約高10倍，對人體、生物、物品等都有危害。海水具有良好的吸收二氧化硫的能力，由于海洋海水的高pH值和良好的碳酸鹽緩沖能力，使海洋起著對大氣二氧化硫的“吸收池”的作用。

硫污染對大氣的污染

硫在大氣中存在的形式主要有硫氧化物、硫酸鹽、硫化氫和硫醇等。

硫污染硫氧化物污染

主要是二氧化硫 和三氧化硫的污染。SO₂是重要的大氣污染物，主要來自礦物燃料燃燒、含硫礦石冶煉和硫酸、磷肥生產(chǎn)等。全世界SO₂ 的人為排放量每年約 1.5億噸，礦物燃料燃燒產(chǎn)生的占70%以上。自然產(chǎn)生的SO₂ 數(shù)量很少，主要是生物腐爛生成的硫化氫在大氣中氧化而成。SO₃常和SO₂一同排放，數(shù)量僅為SO₂的1～5%。SO3很不穩(wěn)定，能迅速與水結(jié)合成為硫酸。SO₂ 的排放源，90%以上集中在北半球的城市和工業(yè)區(qū)，造成這些地區(qū)大氣污染問題。英國倫敦曾多次發(fā)生由煤煙引起的大氣污染的煙霧事件，這類煙霧被稱為倫敦型煙霧。

SO₂ 在大氣中一般只存留幾天，除被降水沖洗和地面物體吸收一部分外，都被氧化為硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠。硫酸鹽在大氣中可存留一個星期以上，飄移至1000公里以外，造成遠(yuǎn)離污染源處的污染或廣域污染。SO₂氧化為硫酸鹽氣溶膠的機(jī)制是很復(fù)雜的，大體可歸納為3種：①光化學(xué)氧化。在陽光照射下，SO₂氧化為SO₃,隨即與水蒸氣結(jié)合成硫酸，進(jìn)而形成硫酸鹽氣溶膠。大氣中的氮氧化物和碳?xì)浠衔锵嗷プ饔卯a(chǎn)生的氧化性自由基，也可氧化SO₂ ，稱為間接光化學(xué)氧化，其氧化速率顯著高于前者。②液相氧化。SO₂ 溶解在微小水滴中再氧化為硫酸。有錳、鐵、釩等起催化作用的金屬離子或強(qiáng)氧化劑臭氧（O₃)和過氧化氫存在時，氧化速率增大。③顆粒物表面反應(yīng)，SO₂被顆粒物吸附后再氧化。這種反應(yīng)受濕度、pH值、金屬離子等的影響。SO₂ 氧化成的硫酸霧和硫酸鹽稱為二次顆粒物。這種顆粒物的粒徑大部分在 2微米以下。

SO₂是無色氣體，具有刺激性氣味。大氣中SO₂濃度達(dá)1～5ppm時，會刺激呼吸道，可使氣管和支氣管的管腔縮小，氣道阻力增大。SO₂和飄塵具有協(xié)同效應(yīng)，二者對人體健康的影響往往是不可分的（見二氧化硫污染對健康的影響）。慢性支氣管炎患者在飄塵和 SO₂ 的濃度超過500微克/米3條件下生活 24小時，病情會惡化。成年人長期生活在飄塵濃度為100～200微克/米3和SO₂濃度為150～200微克/米3 條件下，可觀察到呼吸系統(tǒng)疾病的癥狀。兒童比成年人更為敏感。高濃度SO₂能使敏感的針葉樹脫葉甚至枯死。樹木長期接觸SO₂,生長會減慢。地衣長期接觸60微克/米3以下低濃底SO₂,品種組成和分布會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的變化。SO₂ 轉(zhuǎn)變成的硫酸鹽氣溶膠散射陽光，使能見度降低。硫酸霧和酸性硫酸鹽腐蝕金屬、建筑材料和其他物品，并且造成酸雨。

硫污染硫化氫污染

H₂S是帶有臭雞蛋味的有毒氣體，很低的濃度（7微克/米3）即可被人們察覺。它主要由有機(jī)物腐敗而產(chǎn)生，估計全世界每年進(jìn)入大氣的量約1億噸。人為產(chǎn)生的硫化氫每年約300萬噸，主要來源是牛皮紙漿廠、煉焦廠、煉油廠和人造絲廠。采用焚燒方法來控制H₂S污染，實際上不過是把它轉(zhuǎn)化為SO₂排入大氣?，F(xiàn)已有成熟的方法回收H₂S,用以制造硫酸或元素硫。H₂S在大氣中存留時間只有幾小時，很快就會氧化成SO₂。H₂S有刺激性，能引起眼結(jié)膜炎，進(jìn)入血液后部分與血紅蛋白結(jié)合，生成硫化血紅蛋白而使人出現(xiàn)中毒癥狀。在城市下水道和污水處理廠曾發(fā)生工人 H₂S中毒死亡事例。H₂S可使含鉛顏料和銅變黑，還會侵蝕混凝土。

H₂S在水中含量為0.5毫克/升時即可覺察出它散發(fā)的臭氣。地表水中一般很少含H₂S，如果發(fā)現(xiàn)，大多可判斷為受廢水污染。廢水中的有機(jī)物含硫，在缺氧條件下可生成H₂S。無機(jī)的硫化物或硫酸鹽在缺氧條件下也可還原生成 H₂S。人造絲廠、硫化顏料廠、煤氣發(fā)生站等的廢水中，每升廢水中的硫化氫含量可達(dá)數(shù)十到數(shù)百毫克。在有氧條件下，H₂S可發(fā)生化學(xué)氧化。硫磺細(xì)菌和硫化細(xì)菌可把H₂S轉(zhuǎn)化為硫酸根離子或硫。

水中的H₂S分子可以電離成為HS等形態(tài)，各種形態(tài)所占的比例同水的pH值有關(guān)。當(dāng)pH值較低時，H₂S含量高，易散發(fā)臭味。pH值較高時，多以S2^-的形態(tài)存在?！『琀₂S的水除發(fā)臭外，對混凝土和金屬都有侵蝕破壞作用。作為生活飲用水或工業(yè)用水的水源，水中的H₂S應(yīng)完全去除。水中H₂S含量超過0.5～1.0毫克/升，對魚類就有毒害。

硫污染其他硫化物污染

主要有甲硫醇、二甲硫、二甲二硫，因有強(qiáng)烈的臭味而被列為大氣污染物。主要的排放源有煉油廠、石油化工廠、牛皮紙漿廠、農(nóng)藥廠等。

對水體的污染 　硫化物一般不作為重要的水污染物?；瘜W(xué)、紡織、煤氣和造紙等工業(yè)有硫化物隨廢水排放。廢水中主要的硫化物是硫酸鹽和硫化氫。由于人類活動，天然水體中的硫含量不斷增多。例如，美國伊利湖中的硫酸鹽含量，從1850年到1967年以每10年增加2毫克/升的速率增多。河水中的硫估計約40%來自人類活動。

硫污染硫酸根污染

普遍存在于各種水體中，是經(jīng)常測定的水質(zhì)指標(biāo)之一。天然水中的硫酸根離子主要來自礦物鹽類的溶解和有機(jī)物的分解。某些工業(yè)廢水如酸性礦水中含有大量硫酸根離子。生活污水中的硫酸根離子主要來自人類排泄物。土壤中的硫酸鹽幾乎是不降解的，通過淋洗作用進(jìn)入地表水和地下水中。大氣中的硫酸鹽隨雨水降落，是地面水和土壤中硫酸鹽的重要來源。飲用水中硫酸鹽含量過多可使人腹瀉，一般規(guī)定不得超過250毫克/升。工業(yè)用水中的硫酸根離子是生成鍋爐水垢的重要陰離子。硫酸根離子在硫酸鹽還原菌的作用下可轉(zhuǎn)化為H₂S

硫污染(sulfur pollution)指硫及其化合物在環(huán)境中所造成的污染。硫在地殼中分布很廣，各種礦物燃料(煤和石油等)都含有硫。硫在環(huán)境中大量以硫氧化物存在，還有部分以硫化氫與有機(jī)硫(如硫醇、硫醚、二甲硫等)存在，并發(fā)生刺激性很強(qiáng)的惡臭污染。硫在大氣中的重要污染物是二氧化硫。三氧化硫及硫酸鹽，它們主要來自礦物燃燒、含硫礦石冶煉和硫酸、磷肥生產(chǎn)等。全世界二氧化硫的人為排放量每年約1.5億t，其中礦物燃料燃燒占70%以上。二氧化硫的排放源，90%以上集中在北半球的城市和工業(yè)區(qū)，造成了這些地區(qū)的各種大氣污染問題。如英國倫敦多次發(fā)生煤煙引起的煙霧事件，北歐、北美以及中國西南地區(qū)的酸雨等。廢水中主要的硫污染物是硫酸鹽和硫化氫。某些酸性礦水中含有大量硫酸根離子。生活污水中的硫酸根離子主要來自人類排泄物。土壤中的硫酸鹽幾乎不降解，通過淋洗作用進(jìn)入地表水和地下水中。大氣中的硫酸鹽主要以固態(tài)顆粒物形式存一在，隨雨水降落或重力沉降到地面，是地面水和土壤硫污染及酸化的重要來源。硫酸鹽氣溶膠及硫酸霧會使大氣能見度降低，腐蝕金屬材料和建筑物，它們的毒性比二氧化硫約高10倍，對人體、生物、物品等都有危害。中國規(guī)定居住區(qū)大氣中最高容許濃度日平均濃度為0.15mg/m³，任何一次測定值不得超過0.50mg/m³。對硫酸規(guī)定的濃度分別為0.1mg/m³。和0.30mg/m³。農(nóng)田灌溉用水硫化物(以S計)的最高容許濃度為1mg/L。漁業(yè)水體中硫化物的最高容許濃度為0.2mg/L。

《燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊》圍繞燃煤二氧化硫污染控制這一主題，在簡要闡述我國燃煤二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與對策的基礎(chǔ)上，著重介紹了煤燃燒前、燃燒中和燃燒后控制SO2排放的各種措施的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能以及研究前沿。

全書共分11章。第1章介紹我國燃燒二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與政策；第2章至第5章分別敘述煤的燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)；第6-9章分別介紹煙氣脫硫的原因、濕法脫硫技術(shù)、干法脫硫技術(shù)和同時脫硫脫硝技術(shù)；第10章系統(tǒng)地分析了各種燃燃二氧化硫污染控制技術(shù)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能并進(jìn)行綜合比較；第11章對目前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)給出了應(yīng)用實例。

《燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊》可供從事燃煤二氧化硫污染控制的管理、研究和工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校環(huán)境工程、熱能工程和火花發(fā)電等發(fā)電等專業(yè)師生的參考書籍。

二氧化硫污染源遷移、擴(kuò)散

二氧化硫在大氣中擴(kuò)散遷移時，可被氧化成為三氧化硫，遇氨或金屬氧化物形成硫酸鹽顆粒物。它隨降水落到地面，受徑流沖刷進(jìn)入水體，成為沉積物。硫酸鹽處于水底缺氧條件下，作為受氫體經(jīng)硫酸鹽還原菌作用，可以還原為硫化氫，再次進(jìn)入大氣。

二氧化硫污染源轉(zhuǎn)化

二氧化硫在日光照射下可氧化成三氧化硫。大氣中若含有起催化作用的二氧化氮和臭氧氣體，這種反應(yīng)的速度更快。三氧化硫在空氣中遇水滴就形成硫酸霧。二氧化硫還可溶于水滴形成亞硫酸，然后再氧化成硫酸。酸霧遇到其他物質(zhì)（金屬飄塵、氨等）形成硫酸鹽，再由降水沖刷形成酸雨降落地面。

第一章 中國燃煤二氧化硫污染控制戰(zhàn)略與政策

第一節(jié) 中國燃煤SO2的污染特征

第二節(jié) 中國控制酸雨和SO2污染的重大行動

第三節(jié) 中國控制酸雨和SO2污染的政策與措施

第四節(jié) SO2排放標(biāo)準(zhǔn)與污染源監(jiān)測

第五節(jié) 中國減排SO2排放戰(zhàn)略選擇

第二章 煤炭洗選脫硫技術(shù)

第一節(jié) 煤中硫分的形態(tài)及其測定

第二節(jié) 煤的脫硫可選性

第三節(jié) 煤炭物理脫硫技術(shù)

第四節(jié) 煤炭化學(xué)脫硫技術(shù)

第五節(jié) 煤炭生物脫硫技術(shù)

第六節(jié) 煤的溫和凈化脫硫方法

第七節(jié) 我國典型的選煤流程

第八節(jié) 煤炭洗選脫硫工藝研究進(jìn)展

第三章 工業(yè)型煤燃燒固硫技術(shù)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 型煤種類與組成

第三節(jié) 工業(yè)固硫型煤的煤質(zhì)要求及調(diào)整措施

第四節(jié) 提高型煤反應(yīng)活性的機(jī)理及途徑

第五節(jié) 燃煤SO2釋放規(guī)律及反應(yīng)活性的影響

第六節(jié) 工業(yè)型煤固硫率及改進(jìn)方法

第七節(jié) 工業(yè)固硫型煤實用膠黏劑的開發(fā)與選擇

第八節(jié) 工業(yè)固硫型煤基本組分的物性及配比選擇

第九節(jié) 工業(yè)固硫型煤集中成型參數(shù)和工藝參數(shù)選擇

第十節(jié) 固硫型煤集中成型工藝

第十一節(jié) 工業(yè)型煤集中成型機(jī)械設(shè)備類型及選擇

第十二節(jié) 工業(yè)固硫型煤爐前成型——統(tǒng)一配煤工藝

第十三節(jié) 型煤固硫費(fèi)用分析

第四章 煤炭轉(zhuǎn)化與煤氣脫硫

第一節(jié) 煤炭氣化技術(shù)概述

第二節(jié) 與煤炭氣化相關(guān)的先進(jìn)電力生產(chǎn)系統(tǒng)概述

第三節(jié) 煤炭液化技術(shù)概述

第四節(jié) 水煤漿技術(shù)概述

第五節(jié) 煤氣中含硫組分的形態(tài)及凈化要求

第六節(jié) 常溫煤氣脫硫技術(shù)

第七節(jié) 熱煤氣脫硫

第五章 流化床燃燒脫硫技術(shù)

第一節(jié) 流化床燃燒技術(shù)概述

第二節(jié) 流化床燃燒脫硫的化學(xué)過程

第三節(jié) 影響脫硫效果的主要參數(shù)

第四節(jié) 改進(jìn)流化床燃燒脫硫的措施

第五節(jié) 快速發(fā)展的流化床燃燒技術(shù)

第六章 煙氣脫硫技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié) 氣體擴(kuò)散

第二節(jié) 氣體吸收

第三節(jié) 氣體吸附

第四節(jié) 氣體催化凈化

第五節(jié) 煙氣脫硫?qū)嵤┲械膸讉€問題

第七章 濕法煙氣脫硫技術(shù)

第一節(jié) 石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)

第二節(jié) 海水煙氣脫硫技術(shù)

第三節(jié) 濕式氨法脫硫技術(shù)

第四節(jié) 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)

第五節(jié) 鎂法煙氣脫硫技術(shù)

第六節(jié) 磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)

第七節(jié) 濕法脫硫技術(shù)的研究進(jìn)展

第八章 干式煙氣脫硫技術(shù)

第一節(jié) 噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)

第二節(jié) 干法噴鈣脫硫系統(tǒng)

第三節(jié) 循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術(shù)

第四節(jié) 荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)

第五節(jié) 干式催化脫硫方法

第六節(jié) 其他干法和半干法脫硫技術(shù)

第七節(jié) 干法脫硫工藝高效吸收劑的研究與開發(fā)

第九章 同時脫硫脫硝技術(shù)

第一節(jié) 電子束輻射技術(shù)

第二節(jié) 脈沖電暈技術(shù)

第三節(jié) 固相吸附——再生技術(shù)

第四節(jié) 濕法同時脫硫脫硝技術(shù)

第五節(jié) 其他同時脫硫脫硝技術(shù)

第十章 燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

第一節(jié) 燃煤SO2污染控制技術(shù)的評價指標(biāo)體系

第二節(jié) 洗煤和型煤的經(jīng)濟(jì)分析

第三節(jié) 煙氣脫硫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析

第四節(jié) 煙氣脫硫技術(shù)的綜合評價

第十一章 工程應(yīng)用實例

第一節(jié) 華能珞璜電廠石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置

第二節(jié) 太原 第一熱電廠高速平流簡易濕式脫硫裝置

第三節(jié) 深圳西部電廠海水脫硫工程

第四節(jié) 成都電廠電子束脫硫工程

第五節(jié) 山東黃島電廠旋轉(zhuǎn)噴霧干澡法煙氣脫硫工程

第六節(jié) 南京下關(guān)電廠LIFAC脫硫工程

第七節(jié) 德國黑泵電廠脫硫島

第八節(jié) 美國阿貢國家實驗室噴霧干燥法

附錄　世界各國的燃煤裝置SO2排放標(biāo)準(zhǔn)

參考文獻(xiàn)