二氧化硫是一种常见的大气污染物,其主要来源可分为自然源和人为源两大类,其中人为源是造成大气中二氧化硫超标的主要原因,具体分类及详情如下:
一、人为源
这类来源与人类生产、生活活动密切相关,排放集中且总量大,是二氧化硫污染的核心诱因。
1.化石燃料的燃烧
这是人为排放的主要途径。煤、石油、天然气等化石燃料中均含有硫元素(煤中硫含量可达0.5%–3%,石油含硫量约0.1%–3.5%),在燃烧过程中,硫会与氧气反应生成二氧化硫并释放到大气中。
2.含硫矿石的冶炼
有色金属(如铜、铅、锌、镍等)的矿石多为硫化物矿(如黄铜矿、方铅矿),在冶炼过程中,矿石中的硫会被氧化为二氧化硫。这类冶炼厂即使配备脱硫设备,仍会有部分无组织排放,是部分区域污染的重要来源。
3.化工生产过程
部分化工行业在生产中会直接产生或释放,例如:
硫酸工业:采用硫铁矿或硫磺制硫酸时,刚开始反应就是硫的燃烧或硫铁矿的焙烧,会产生大量二氧化硫(是硫酸生产的中间产物,若处理不当会泄漏)。
造纸工业:传统制浆工艺采用亚硫酸盐法,会产生含二氧化硫的废气和废液;此外,橡胶硫化、农药生产等过程也会伴随二氧化硫排放。
二、自然源(次要来源)
这类来源属于自然过程的产物,分布分散且总量相对稳定,对大气环境的影响远小于人为源。
1.火山喷发
火山岩浆中含有大量的硫化物,在喷发过程中,岩浆里的硫会与氧气、水蒸气反应,释放出二氧化硫,同时还会伴随硫化氢、三氧化硫等含硫气体。大规模火山喷发会在短期内显著提升局部区域的二氧化硫浓度,但此类事件具有突发性和间歇性。
2.生物活动与分解
自然界中的动植物遗体、粪便等有机物在微生物分解过程中,会产生少量硫化氢,硫化氢在大气中进一步被氧化,可生成二氧化硫;此外,海洋中的浮游生物代谢也会释放含硫化合物,经转化后形成二氧化硫。
3.森林火灾
森林或草原发生自然火灾时,植被中的含硫有机物会被燃烧,进而产生少量二氧化硫,但其排放量远低于化石燃料燃烧的排放量。
化石燃料燃烧和含硫矿石冶炼是二氧化硫的核心来源,二者合计贡献了人为排放总量的90%以上。近年来,随着脱硫技术(如烟气脱硫、燃料脱硫)的推广和环保政策的收紧,人为源二氧化硫排放量已呈下降趋势。