大氣污染物是指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。隨著經(jīng)濟和環(huán)境保護的發(fā)展,大氣污染物的名單越來越長。目前已經(jīng)認定的約有100種。進入大氣的污染物的種類很多,根據(jù)大氣污染物的存在的形態(tài)可分為氣溶膠態(tài)污染物和氣態(tài)污染物兩大類。
一、氣溶膠態(tài)污染物
氣溶膠是指沉降速度可以忽略的固體或液體顆粒在氣體介質(zhì)中的懸浮體。按氣溶膠產(chǎn)生的來源和存在的相態(tài),以及物理化學特性等條件,氣溶膠可以細分為10多種類型。這里,從大氣污染控制的角度,將氣溶膠態(tài)污染物分為以下三種形式。
(1)粉塵(dust)。指分散懸浮于氣體介質(zhì)中的較小固體顆粒,尺寸為1~200μm。它的形狀往往是不規(guī)則,是在破碎加工,運輸,建筑施工,農(nóng)業(yè)活動,或土壤、巖石風化,火山噴發(fā)過程中形成的。在重力作用下能發(fā)生沉降,但在某一段時間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。粉塵的種類很多,如煤粉、水泥、金屬粉塵、粘土粉塵、石棉等。在國際化標準組織(1SO)的定義中,將粒徑小于75μm的固體顆粒的懸浮體稱為粉塵,而將在空氣或煙道中能傳輸?shù)墓腆w顆粒(在英國指大于75μm的粒子)稱為粗塵(grit)。
(2)煙塵。指氣溶膠態(tài)物系中由燃燒、冶金過程形成的細微顆粒物,通常包括三種類型:①煙炱(fume),在冶金過程中形成的固體粒子的氣溶膠。它是熔融物質(zhì)的揮發(fā)過程產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物,在生成過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應。煙的粒徑非常微小,一般小于1μm。如金屬鋁、鋅、鉛的冶煉過程中,在高溫熔融狀態(tài)下,這些物質(zhì)能夠迅速揮發(fā),并氧化生成氧化鋁、氧化鋅和氧化鉛等煙塵;②飛灰(flyash),燃料燃燒中產(chǎn)生的呈懸浮狀的非常分散的細小灰粒,包括燃料完全燃燒和不完全燃燒后殘留的固體殘渣,尺寸一般小于10μm,主要在爐窯中產(chǎn)生,尤以粉煤為燃料燃燒時排出的飛灰比較多;③黑煙(smoke),燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。主要是化石燃料燃燒時,在高溫缺氧條件下,烴類物質(zhì)熱分解生成的碳黑顆粒,粒徑尺寸一般為0.01~1μm。
(3)霧(fog)。大氣中微小液體顆粒懸浮體的總稱,泛指蒸氣凝結(jié)、液體霧化和化學反應而形成的液滴,如水霧、油霧、酸霧、堿霧等,粒徑尺寸小于100μm。在氣象學中則是指造成能見度小于lkm的小水滴懸浮體。
懸浮于大氣中的固態(tài)和液態(tài)氣溶膠態(tài)污染物的粒徑尺寸通常小于500μm,大于100μm的顆粒易于沉降,對大氣造成的危害較小。在大氣污染控制中,對小于100μm的氣溶膠固體顆粒物,又分為①飄塵,粒徑小于lOμm的固體顆粒物,它的粒度小,質(zhì)量輕,不易沉降而能長期飄浮于空氣中;②降塵,粒徑大于lOμm的固體顆粒物,靠重力作用,能在較短時間內(nèi)沉降到地表面上;③總懸浮微粒(TSP),粒徑小于lOOμm的所有固體顆粒物。
二、氣態(tài)污染物
氣態(tài)污染物在大氣中以分子狀態(tài)形式存在。氣態(tài)污染物種類繁多,影響較大的氣態(tài)污染物仍然來源燃料燃燒。依據(jù)與污染源的關(guān)系,可將污染物分為一次污染物和二次污染物。主要的一次污染物有:硫化合物、氮化合物、碳氧化合物、碳氫化合物,以及某些行業(yè)排放的氧化劑如臭氧、氟化物等,二次污染物有光化學煙霧、硫酸煙霧等。通常,二次污染物對環(huán)境的危害比一次污染物更大。
(1)含硫化合物。主要指S02、S03和H2S等,其中S02的來源廣、數(shù)量最大,是影響和破壞全世界范圍大氣質(zhì)量的最主要的氣態(tài)污染物,尤其在燃用高硫煤的地區(qū)。含硫化石燃料燃燒、有色金屬冶煉、火力發(fā)電、石油煉制、造紙、硫酸生產(chǎn)及硅酸鹽制品熔燒等過程都向大氣排放S02,以化石燃料燃燒產(chǎn)生的S02最多,約占70%以上。工業(yè)生產(chǎn)和生活中的煤燃燒是最大的S02排放源,火力發(fā)電廠排出的S02濃度雖然較低,但是總排放量卻最大。S03往往伴隨著S02同時排放,但數(shù)量比較少。大氣中的H2S來源除了有機物的腐敗外,主要是造紙廠、煉油廠、煉焦廠、石化企業(yè)、農(nóng)藥制造、染料廠等工業(yè)生產(chǎn)中的排放。H2S在大氣中屬于不穩(wěn)定物質(zhì),在有顆粒物存在下,很快就會被氧化成S03或S02。含硫化合物是造成二次污染硫酸煙霧的主要物質(zhì),并參與了酸雨的形成。