基本介紹
氮污染,硫污染,亞硫污染,二氧化硫和三氧化硫的污染,硫化氫污染,其他硫化物污染,硫酸根污染,環境標準,
氮污染
大氣中的二氧化氮與雨水作用會生成硝酸或硝酸鹽，形成酸雨，或以硝酸鹽顆粒物的形態沉降到土壤或水體，引起酸化。
水體中的氮主要來自生物體的代謝和腐敗以及工業廢水、生活污水的排放、氮肥的流失等。污水中的氮有4種形態，即有機氮、氨氮、亞硝酸氮(少量)和硝酸鹽氮(硝化過程的最終產物)，典型污水中總氮含量約為40～50mg/L。
水體中有過量氮會造成富營養化，使水質惡化，影響水生生物的生長與繁殖。土壤中的固氮菌和植物的根瘤菌、藍藻等會將空氣中的單質氮轉化為化合態氮(如氨、硝酸鹽)，供植物作養分，但過量氨或銨鹽的存在，會使土壤的土質變壞，反有害於植物生長。
硫污染
二氧化硫（SO2）是主要的大氣污染物之一，在五種主要大氣污染物（CO，SO2，HC（碳氫化合物），TSP（總懸浮顆粒物）和NOx）中的含量約占15%，是環境大氣監測的主要指標。礦物燃料和植物體燃燒、含硫礦石冶煉、石油化工和硫酸廠生產等過程都有硫氧化物（SO2+SO3）排放。如全世界SO2的人工源年排放量約1.5億噸，其中以礦物燃料燃燒產生的量最大，約占70%以上，超過1億噸。SO2在空氣中的壽命一般只有數天，它遇水生成亞硫酸，並為塵粒中鐵、錳等金屬離子催化氧化成硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠，可使大氣能見度降低，這是倫敦型煙霧的形成機理。SO2和NOx一道還是形成酸雨的材料。這些硫酸鹽氣溶膠可隨大氣流動而遷移到上千公里以外的遠處，形成遠距離污染或廣域污染。SO2是無色有臭味的刺激性氣體，進入人體呼吸道可刺激氣管和支氣管使管腔窄縮，氣道阻力增大，引起呼吸困難。SO2和可吸入塵粒結合隨呼吸進入肺部，可引起肺的纖維性變，形成肺氣腫等病。濃度超過傷害閾值的SO2是對植物危害顯著的大氣污染物，嚴重時可造成葉片的壞死。此外，SO2還可腐蝕金屬製件，破壞紙製品、紡織品、皮革製品等。
大氣中的硫化氫污染（H2S）主要來自生物體腐敗，其次有火山爆發和某些人類工業過程如煉油、生產牛皮紙漿及煉焦等。估計每天進入大氣的H2S以1億噸計，人為產生量約為300萬噸。大氣中的H2S數小時後即被氧化成SO2。H2S有強烈臭味，對黏膜有刺激性，在動物體內可被吸收進入血液，與血紅蛋白結合生成硫化血紅蛋白而出現中毒症狀。城市下水道和污水處理廠的H2S有時可引發操作工人中毒、窒息死亡事件。含H2S的水有臭味，對混凝土和金屬構築物有侵蝕性，飲用水及工業用水應完全去除H2S。當水中H2S含量超過1.0mg/升時即對魚類產生毒害作用。
亞硫污染
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，礦物燃料燃燒產生的占70%以上。自然產生的SO2數量很少,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,數量僅為SO2的1～5%。SO3很不穩定,能迅速與水結合成為硫酸。SO2的排放源,90%以上集中在北半球的城市和工業區，造成這些地區大氣污染問題。英國倫敦曾多次發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制是很複雜的,大體可歸納為3種：①光化學氧化。在陽光照射下,SO2氧化為SO3,隨即與水蒸氣結合成硫酸，進而形成硫酸鹽氣溶膠。大氣中的氮氧化物和碳氫化合物相互作用產生的氧化性自由基，也可氧化SO2，稱為間接光化學氧化,其氧化速率顯著高於前者。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氧化劑臭氧(O3)和過氧化氫(H2O2)存在時,氧化速率增大。③顆粒物表面反應,SO2被顆粒物吸附後再氧化。這種反應受濕度、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和飄塵具有協同效應，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,可觀察到呼吸系統疾病的症狀。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生變化,從而導致生態系統的變化。SO2轉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、建築材料和其他物品，並且造成酸雨。
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。它主要由有機物腐敗而產生,估計全世界每年進入大氣的量約1億噸。人為產生的硫化氫每年約300萬噸,主要來源是牛皮紙漿廠、煉焦廠、煉油廠和人造絲廠。採用焚燒方法來控制H2S污染，實際上不過是把它轉化為SO2排入大氣。現在已有成熟的方法回收H2S,用以製造硫酸或元素硫。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，能引起眼結膜炎,進入血液後部分與血紅蛋白結合，生成硫化血紅蛋白而使人出現中毒症狀。在城市下水道和污水處理廠曾發生工人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的臭氣。地表水中一般很少含H2S,如果發現,大多可判斷為受廢水污染。廢水中的有機物含硫,在缺氧條件下可生成H2S。無機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、煤氣發生站等的廢水中，每升廢水中的硫化氫含量可達數十到數百毫克。在有氧條件下,H2S可發生化學氧化。硫磺細菌和硫化細菌可把H2S轉化為SO42-或硫。
水中的H2S分子可以電離成為HS-、S2-等形態,各種形態所占的比例同水的pH值有關。當pH值較低時,H2S含量高，易散發臭味。pH值較高時，多以S2-的形態存在。
含H2S的水除發臭外,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用水的水源,水中的H2S應完全去除。水中H2S含量超過0.5～1.0毫克/升,對魚類就有毒害。
其他硫化物污染
對水體的污染 硫化物一般不作為重要的水污染物。化學、紡織、煤氣和造紙等工業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。由於人類活動，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。
硫酸根污染
SO42-普遍存在於各種水體中，是經常測定的水質指標之一。天然水中的SO42-主要來自礦物鹽類的溶解和有機物的分解。某些工業廢水如酸性礦水中含有大量SO42-。生活污水中的SO42-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,一般規定不得超過250毫克/升。工業用水中的SO42-是生成鍋爐水垢的重要陰離子。SO42-在硫酸鹽還原菌的作用下可轉化為H2S。
