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硫污染
pollution by sulfur
硫又叫硫磺，黄色固体，能与氧、氢、卤素（除碘外）和大多数金属化合，化合价有+2、+4、+6。硫在地壳中分布很广，含量丰富。各种矿物燃料都含硫，有色金属和黑色金属多为硫化物矿床。硫是构成蛋白质的基本元素，决定着蛋白质分子的立体构形。硫化物是主要的大气污染物。
对大气的污染 硫在大气中存在的形式主要有硫氧化物、硫酸盐、硫化氢和硫醇等。
硫氧化物污染 主要是二氧化硫 (SO)和三氧化硫(SO)的污染SO是重要的大气污染物,主要来自矿物燃料燃烧、含硫矿石冶炼和硫酸磷肥生产等。全世界SO 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。自然产生的SO2 数量很少,主要是生物腐烂生成的硫化氢在大气中氧化而成SO常和SO一同排放,数量仅为SO的1～5％SO很不稳定,能迅速与水结合成为硫酸。SO2 的排放源,90％以上集中在北半球的城市和工业区，造成这些地区大气污染问题。英国伦敦曾多次发生由煤烟引起的大气污染的烟雾事件，这类烟雾被称为伦敦型烟雾。
SO2 在大气中一般只存留几天,除被降水冲洗和地面物体吸收一部分外，都被氧化为硫酸雾和硫酸盐气溶胶。硫酸盐在大气中可存留一个星期以上，飘移至1000公里以外,造成远离污染源处的污染或广域污染。SO氧化为硫酸盐气溶胶的机制是很复杂的,大体可归纳为3种：①光化学氧化。在阳光照射下,SO氧化为SO,随即与水蒸气结合成硫酸，进而形成硫酸盐气溶胶。大气中的氮氧化物和碳氢化合物相互作用产生的氧化性自由基，也可氧化SO2 ，称为间接光化学氧化,其氧化速率显著高于前者。②液相氧化SO2 溶解在微小水滴中再氧化为硫酸。有锰、铁、钒等起催化作用的金属离子或强氧化剂臭氧(O)和过氧化氢(HO)存在时,氧化速率增大③表面反应,SO被颗粒物吸附后再氧化。这种反应受湿度、pH值金属离子等的影响。SO2 氧化成的硫酸雾和硫酸盐称为二次颗粒物。这种颗粒物的粒径大部分在 2微米以下。
SO是无色气体,具有刺激性气味大气中SO浓度达1～5ppm时，会刺激呼吸道,可使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增大。SO和飘尘具有协同效应，二者对人体健康的影响往往是不可分的（见）。慢性支气管炎患者在飘尘和 SO2 的浓度超过500微克／米条件下生活 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／米和SO浓度为150～200微克／米(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SO能使敏感的针叶树脱叶甚至枯死。树木长期接触SO,生长会减慢。长期接触60微克/米以下低浓底SO,品种组成和分布会发生变化,从而导致的变化。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腐蚀金属、建筑材料和其他物品，并且造成。
硫化氢(HS)污染 HS是带有臭鸡蛋味的有毒气体，很低的浓度（7微克／米）即可被人们察觉。它主要由有机物腐败而产生,估计全世界每年进入大气的量约1亿吨。人为产生的硫化氢每年约300万吨,主要来源是牛皮纸浆厂、炼焦厂、炼油厂和人造丝厂。采用焚烧方法来控制H2 S污染，实际上不过是把它转化为SO排入大气。现在已有成熟的方法回收HS,用以制造硫酸或元素硫。HS在大气中存留时间只有几小时，很快就会氧化成SO2 。H2 S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。在城市下水道和曾发生工人 H2 S中毒死亡事例。HS可使含铅颜料和铜变黑，还会侵蚀混凝土。
[伦敦的英王理查一世塑像被污染的大气腐蚀]
其他硫化物污染 主要有甲硫醇（CHSH）、二甲硫(CHSCH)、二甲二硫(CHSSCH),因有强烈的臭味而被列为大气污染物。主要的排放源有炼油厂、石油化工厂、牛皮纸浆厂、农药厂等。
对水体的污染 硫化物一般不作为重要的水污染物。化学、纺织、煤气和造纸等工业有硫化物随废水排放。废水中主要的硫化物是硫酸盐和硫化氢。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SO污染 SO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 SO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SO。生活污水中的SO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SO是生成锅炉水垢的重要阴离子。SO在硫酸盐还原菌的作用下可转化为HS。
硫化氢污染 H2 S在水中含量为0.5毫克／升时即可觉察出它散发的臭气。地表水中一般很少含H2 S,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HS无机的硫化物或硫酸盐在缺氧条件下也可还原生成 HS。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,H2 S可发生化学氧化。硫磺细菌和硫化细菌可把HS转化为SO或硫。
水中的HS分子可以电离成为HSS等形态,各种形态所占的比例同水的pH值有关。当pH值较低时,HS含量高，易散发臭味。pH值较高时，多以S的形态存在。
含H2 S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H2 S应完全去除。水中H2 S含量超过0.5～1.0毫克／升,对鱼类就有毒害。
环境标准 中国《大气环境质量标准》规定：自然保护区、风景游览区等执行一级标准,SO日平均浓度值不得超过0.05毫克／米,任何一次采样测定值不得超过0.15毫克／米(;居民区、文化区等地区执行二级标准，SO日平均浓度值不得超过0.15毫克/米,任何一次采样测定值不得超过0.50毫克／米;工业区等地区执行三级标准,SO日平均浓度值不得超过0.25毫克／米,任何一次测定值不得超过0.70毫克／米。
参考书目
J.Q.Nriagu,Sulfur in the Environment,John Wil-ley &Sons,New York,1978.
夏立国 赵殿五
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