一氧化碳和二氧化硫
化學先生 / 2019-05-25
在排放到大氣的污染物中,大部分是各種有毒的氣體,它們有上百種之多。其中排放量大、影響范廣、對人類危害較大的有一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、一氧化氮、二氧化氯、氨氣等。
一氧化碳在排放到大氣的污染氣體中居第一位,幾平占了一半。它是種沒有顏色,也沒有氣味的氣體,幾乎不溶于水、在空氣中不易和其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,因此,能在大氣中停留很長時間。
一氧化碳主要源于各種燃料的不完全燃燒。其中以汽車尾氣中排出的氧化碳最多,約占80%,成為城市大氣中一氧化碳污染的主要來源。其次,海洋及陸地各種動植物的代謝物和殘骸的分解也能產(chǎn)生大量的一氧化碳,排人大氣。另外,冬季供暖鍋爐和家庭的小煤爐產(chǎn)生的一氧化碳,不僅污染室內(nèi)空氣,也增加了城市的大氣污染。
一氧化碳是我們通常所說的煤氣的主要成分,它是冬天不時發(fā)生的煤氣中毒事件的罪魁禍首。這是由于一氧化碳進入人體后經(jīng)過肺泡進入血液,它和血液中血紅蛋白的結合能力比氧氣和血紅蛋白的結合能力強240倍,一氧化碳搶先和血紅蛋白結合,使血紅蛋白喪失了和氧氣結合的能力,無法完成輸送氧氣的任務,這樣,人就會缺氧,出現(xiàn)脈弱,呼吸變慢,頭暈心慌,中毒嚴重者昏迷不醒,直至死亡。近年來,許多動物實驗和流行病學調(diào)查資料表明,長期接觸低濃度一氧化碳也會造成慢性中毒,主要對心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)有影響。
二氧化硫主要源于含硫燃料的燃燒,含硫礦石的治煉,以及化工、煉油和硫酸廠等的生產(chǎn)過程。固體燃料煤中一般含有0.1%-5%的硫,有的甚至高達10%,主要以硫化物的形式存在;液體燃料石油中也含有0.8%3%的硫,主要以有機硫的形式存在;氣體燃料中的硫主要是硫化氫。在燃料燃燒時,各種形式的硫都氧化成二氧化硫,散發(fā)到大氣中。有色金屬礦中硫的含量比煤和石油還高,因此,在治煉過程中必然產(chǎn)生大量的二氧化硫,其煙氣中二氧化硫的含量,一般為2.5%-5%,最低也在1%左右。有色金屬冶煉排放的二氧化硫的總量僅次于煤和石油等燃料的燃燒,是大氣中二氧化硫污染的主要來源之一。
二氧化硫?qū)θ梭w健康的危害是很大的。首先,二氧化硫氣體對呼吸道強烈的刺激作用。二氧化硫能溶于水,當它通過鼻腔、氣管和支氣管時能被管腔內(nèi)膜的水分吸收,變成亞硫酸和硫酸,刺激作用明顯增強。進人血液的二氧化硫,可以通過血液循環(huán)抵達肺部,對肺部產(chǎn)生刺激作用。前面已經(jīng)提到,如果二氧化硫和飄塵一起進入人體,危害更大。二氧化硫的刺激作用,能夠引起各種呼吸道疾病,如慢性鼻咽炎、慢性氣管炎、支氣管哮嘴、肺心病等。其次,二氧化硫還有一定的致癌作用。
除了對人體健康的危害外,二氧化硫還能損害農(nóng)作物,腐蝕建筑物和金屬設備,使紡織品、皮革和紙張變質(zhì)、變脆。
排放到大氣中的二氧化硫不會轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì),恰恰相反,它能在某些催化劑的作用下,氧化成三氧化硫,進而變成硫酸煙霧,它們的毒性都比二氧化硫大得多。因此,預防二氧化硫污染的最根本措施是減少或消除污染源,如改進燃料的燃燒方法,安裝凈化的除塵裝置,開展綜合利用回收二氧化硫廢氣等。
除了二氧化硫以外,對大氣造成污染的含硫氣體還有硫化氫。它是種無色、有臭雞蛋味的氣體,空氣中硫化氫的含量為0.025毫克/千克-0.毫克/千克時,一般人就能聞到它的臭味。
有些工廠向大氣排放硫化氫,如煉油廠、煉焦廠、煤氣廠、人造絲廠染料廠、橡膠廠等。在自然界,生物體腐爛、細菌分解土填中的有機物也會產(chǎn)生大量的硫化氫。
硫化氫對人的神經(jīng)有強烈的刺激作用。在特殊的氣象條件下,硫化氫也可積聚,形成煙霧。如1950年墨西哥的波費里卡,由于在用天然氣生產(chǎn)硫堿的過程中,發(fā)生硫化氫泄漏,造成320人中毒,22人死亡的慘案。
大氣污染物中還有一個重要的角色,那就是氮的氧化物。的氧化物種類很多,作為排放到大氣中的污染物主要是一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮是無色無味的氣體,二氧化氮是紅棕色有惡臭的氣體。一氧化氮在空氣中容易與氧化合生成二氧化氮。
氮氧化物的來源有三條途徑。一是空氣中的氮或燃料中的氮在燃燒過程中產(chǎn)生,燃燒的溫度越高,生成的一氧化氮越多;二是制造硝酸和大量使用硝酸的工廠,在生產(chǎn)過程中,排出大量含有氮氧化物的廢氣;三是汽車尾氣中也含有大量氮氧化物。一氧化氯和一氧化碳一樣,也能和血液中的血紅蛋白結合,而且結合能力比一氧化碳強得多。一氧化氮和血紅蛋白結合后,能造成血液缺氧而引起中樞神經(jīng)麻痹。因此當一氧化氮濃度較大時,對人體的危害也是很大的。幸而燃料燃燒時,除生成氮氧化物外,還生成了一氧化碳,汽車排出的廢氣中也同時含有一氧化氮和一氧化碳,而這兩種氣體在一定條件下可以互相反應,生成二氧化碳和氮氣。這樣就在一定程度上減少了大氣的污染。
二氧化氮的毒性比一氧化氯大,它有特殊的刺激性臭味,對呼吸道和肺部有嚴重的刺激作用,能引起支氣管喘、肺水腫等疾病。二氧化氮對心,肝、腎和造血系統(tǒng)也能造成損害。除了氯的氧化物以外,一個氮原子和三個氫原子結合成的氨也是大氣的一個污染成分。我們知道,氨水是種優(yōu)質(zhì)化肥,但散逸到大氣中去的氨氣卻是有毒的。
氨是一種無色、有強烈刺激性臭味的氣體,向大氣排放氨氣的企業(yè)主要是化肥及其他各類化工廠,全世界每年排放的總量為0.04億噸。氨對人體的危害主要是刺激黏膜和眼、鼻、咽喉。如在污染源附近積聚的濃度較高時,就會對人體造成危害,甚至有致命的危險。