南信工环境科学概论教案第4章 大气环境与大气污染

PAGEPAGE13第四章大气环境与大气污染一、大气组成与结构（一）、大气的结构大气是指包围在地球外围的空气层，大气层的总质量约为5.3×1015t，只占地球总量的百万分之一。大气质量在垂直方向的分布是不均匀的，由于重力影响，大气质量主要集中在下部，其质量的50%集中在5km以下，75%集中在10km以下，98%集中在30km以下。根据大气垂直方向上热状况的不同，同时考虑垂直运动状况，将大气层分为五层：4-1大气圈的层状结构1.对流层对流层是地球大气层中最低的一层，底界为地面,其平均厚度为12km（两极薄，赤道厚），整个大气80%~95%的质量都集中在这一层；由于对流层和地面接触，它从地面得到热能，使得大气温度随高度的增加而降低，一般情况下每升高100m大气温度降低0.65°C；对流层内具有强烈的对流作用，它的强度因纬度的不同而改变，一般对流作用在低纬度较强、高纬度较弱，所以对流层的厚度从赤道向两极减小，在低纬度地区为17~18km，中纬度地区为10~12km，高纬度地区为8~9km；对流层的下界，自地表向上1~1.5km，受地表的影响最大，称为摩擦层或大气边界层。对流层上界称为“对流层顶”；云、雾、雨、雪等主要天气现象以及大气污染现象都在这一层发生，特别是近地面的大气边界层。2.平流层（同温层）对流层顶之上，其高度大约至55km左右，称为平流层；平流层内空气比较干燥，几乎没有水汽及尘埃，非常稳定；垂直温度先是随高度增加而不变或变化很小，到25~30km高度均保持在-55°C左右，因此，也称同温层，再向上则随高度增加而温度升高，到平流层顶为-3°C以上；对流层顶以上，平流层内臭氧量增加，在22~25km附近臭氧浓度达到最大，称为臭氧层。臭氧层能吸收大部分太阳紫外辐射（0.2~0.3mm）,对地面生物和人类具有保护作用。3.中间层离地表55~85km左右，在平流层之上温度随高度而下降的这一层为中间层；温度可降到-100°C；该层内又出现比较强的垂直对流运动。4.热成层（电离层）中间层之上，上界可达800km以上的大气层；该层内大气因直接吸收太阳辐射，故温度随高度增加而升高，并有明显的日变化和季节变化，昼夜温差可达几百度；由于在太阳的辐射作用下，大部分气体分子发生电离，而且有较高密度的带电粒子，是电离层的主要分布层，电离层能反射无线电波，其变化对全球的无线电通讯有重大意义。5.散逸层（外大气层）这是大气圈的最外层，离地表800km以上；由于大气向上越来越稀薄，地心引力减弱，以致一个气体质点如果被碰撞出这一层，就很难有机会再被上层气体质点碰撞回来，而进入宇宙级空间了；散逸层是一层相当厚的过渡层，其厚度约15000~24000km。（二）.大气（空气）的组成自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。根据其组成特点可分为：恒定组分，可变组分，不定组分。空气的主要成分是N2（78.09%），O2（20.95%），Ar(0.93%),可见，这三种气体已占空气总量的99.97%，其他各种气体含量合计不到0.1%，这些微量气体包括氖、氦、氪、氙等稀有气体，在近地层大气中上述气体组分的含量几乎认为是不变的，称为恒定组分；可变的成分是二氧化碳、水蒸气、臭氧等，这些气体受地区、季节、气象、以及人们生活和生产活动的影响。不定组分的来源有：①自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震的引起的，由此形成的污染物有尘埃、硫、硫氧化物、硫化氢、氮氧化物等②由于人类的生产工业化、人口密集、城市工业布局不合理和环境设施不完善等人为因素，使得大气中增加如煤烟、尘、氨氧化物等。除去水汽和杂质的空气称为干洁空气，其组成如下：表4－1正常干洁空气的气体成分二、大气污染及污染发生类型（一）、大气污染的定义在干洁的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。（二）、大气污染源大气污染源是指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置。按污染物质的来源可分为天然污染源与人工污染源。由自然源造成的污染多为暂时的、局部的，而由人为源造成的污染通常延续时间长、范围广，当前所面临的大气污染，多与人为活动有关。常见大气污染排放源示意图带防毒面具的鸟儿1.天然污染源自然界中某些自然现象向环境排放有害物质或造成有害影响的场所，是大气污染物的一个重要来源。天然污染源主要有：①.火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物②.森林火灾：排放出SO2、CO2、CO、HC、NO2等③.自然尘：风砂、土壤尘等④.森林植物释放：主要为萜烯类碳氢化合物⑤.海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐和亚硫酸盐。2.人为污染源人类的生产和生活活动是大气污染的主要来源。大气的人为污染源可概括为三方面：①.燃料燃烧：燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧过程是向大气输送污染物的重要来源。②.工业生产过程排放：工业生产过程中排放到大气中的污染物种类多。数量大是城市工业区大气的主要污染源。③.交通运输过程中排放：现代化交通运输工具如汽车、飞机、船舶等排放的尾气是造成大气污染的主要原因。其他：如农业活动排放；也是造成大气污染的重要污染源。田间施用农药时，一部分农药会以粉尘等颗粒物形式散逸到大气中，残留在作物体上或粘附在作物表面的仍可挥发到大气中。进入到大气中的农药可被悬浮的颗粒物吸收并随气流向各地输送，造成大气农药污染。关于化肥对大气环境带来的不利因素正逐渐引起关注，例如：氮肥在土壤中经过一系列的变化过程会产生氮氧化物释放到大气中，氮在反硝化作用下可形成氮气(N2)和氧化亚氮(N2O)释放空气中，不易溶于水，可传输到平流层，并与臭氧相互作用，使臭氧层遭到破坏。大气污染源的其他划分：按照污染源的性状特点可将大气污染源分为：固定式污染源和移动式污染源；按照污染物的排放方式可将大气污染源分为：高架源、面源、线源；按照污染物排放的时间可将大气污染源分为：连续源、间断源、瞬间源等等详细请见page185~186（何强）（三）、大气污染物大气中超过洁净空气组成中应有浓度水平的物质称大气污染物。据不完全统计，进入大气的污染物大约有100多种，其中对人类环境威胁较大、危害较严重的有：颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、碳氢化合物、氟化物及光化学氧化剂等。排放到大气中的污染物，在与其正常的空气组分相混合的过程中会发生各种物理、化学变化，因此，按照其形成过程的不同，可将大气污染物分为一次污染物和二次污染物。1、一次污染物(或称原生性污染物)由人为污染源或自然污染源直接排放到环境中，其物理、化学性质均未发生变化的污染物。这些污染物包括各种气体、蒸汽和颗粒物，最主要的一次性污染物是颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。它们又可分为反应性污染物和非反应性污染物两类：前者的性质不稳定，在大气中常与某些物质发生化学反应或作催化剂，促进其他污染物之间的反应；后者性质比较稳定，不发生反应或反应极为缓慢。2、二次污染物(又称续发性污染物)是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物；这类污染物的颗粒微小，通常在0.01µm~1.0µm，其毒性比一次污染物还强。如一次污染物SO2在大气中氧化成硫酸盐气溶胶；汽车排放出的氧化氮、碳氢化合物等在日光照射下发生光化学反应，生产臭氧、过氧乙酰硝酸酯、醛类等。其他重要的二次污染物还有:硝酸及硝酸盐气溶胶，不同寿命的中间产物，如活性中间产物(自由基)：·OH(自由基)、HO2·(自由基)等大气中气体污染物分类3、主要污染物简述(1).气溶胶状态污染物：在大气污染中，气溶胶是指固体颗粒、液体颗粒或它们在气体介质中的悬浮体。其直径约为0.002~100µm大小的液滴或固态粒子。按粒径大小可分为：①总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量采样器（流量在1.1~1.7m3/min）在滤膜上收集到的颗粒误的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。其粒径(Dr)绝大多数在100µm以下,其中多数在10µm以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个重要的污染指标。②飘尘：能在大气中长期漂浮的悬浮物称为飘尘。其粒径主要是小于10µm的微粒。由于飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道内造成危害；又由于它能在大气中长期漂浮，易将污染物带到很远的地方，导致污染范围扩大，同时在大气中还可以为化学反应提供反应床。因此，它是环保工作者所注目的研究对象之一。③降尘：是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大雨30µm的粒子，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。单位面积的降尘量可作为评价大气污染程度的指标之一。④可吸入粒子(IP):美国环保局1978年把粒径(Dr)≤15µm的粒子称为可吸入粒子。随着研究的深入，国际标准化组织(ISO)建议见IP定为粒径(Dr)≤10µm的粒子。(2).碳的氧化物碳的氧化物在大气中主要包括CO、CO2，CO2是大气中正常组成成分，CO是大气中很普遍的、排放量极大的污染物。全世界CO的排放量约为2.10×108t，为世界排放量最多的污染物。CO主要产生于含碳物质的不完全燃烧。在烟道气、汽车尾气、飞机排放中，含有大量的CO。(3).氮氧化物氮氧化物是氮的氧化物的总称。包括N2O(笑气)、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5（固体）等。大气中除了NO、NO2较稳定外，其他均不稳定，因此通常所指的氮氧化物主要是指NO、NO2的混合物，用NOx表示。全球每年排放的NOx的量约为109t，其中95%来自于自然发生源。人为发生源主要有汽车、电厂、工厂等。如火电厂排出的烟气中含NO可达1200ppm，汽车尾气中可达4000ppm，硝酸、氮肥、火药等工业也有较多的NOx的排放或泄露到大气中。对流层中的NOx的来源主要为石化燃料的燃烧产生的，约占40%生物作用占40%，闪电固氮占15%，土壤微生物排放占15%。海洋生物排放小于5%，NOx是光化学烟雾形成的重要物质，因此，NOx是值得重视的大气污染物。(4).碳氢化合物（HC）碳氢化合物是以C与H形成的化合物的总称。碳氢化合物种类很多，包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含有C与H的化合物。该类物质主要来源于石化燃料的不充分燃烧过程和挥发过程，其中汽车排放占有相当大的比重，石油炼制、化工生产等也产生多种类型的HC，其他自然源也有产生，但大部分是生物活动产生的，其中甲烷占的比重较高，有些植物产生挥发性的萜烯和异戊二烯，是复杂的环烃物质。是形成光化学烟雾的主要物质，光化学反应产生的衍生物对人们的眼睛有刺激作用，多环芳烃中有不少是致癌物质，如：3，4-苯并（a）芘就是公认的强致癌物，已引起人们的密切关注。(5).硫氧化物硫氧化物是硫的氧化物的总称。通常有SO2、SO3、S2O3、SO(一氧化硫)，也包括过氧化硫，其混合物用SOx表示。其中SO2是大气中的分布最广，影响最大的污染物质。常用它作为大气污染物的指标。SOx主要是人类活动产生的，大部分来自煤和石油的燃烧、石油炼制、有色金属冶炼、硫酸制备等；自然的硫源，主要是生产中产生的硫化氢氧化，而成为硫的氧化物。人类活动排放的SO2约1.5×108t在各种污染物中，排放量仅次于CO居第二位。其中2/3来自煤的燃烧，1/5来自石油的燃烧，特别是电厂的排放量约占SO2总量的1/2左右。(6).其他有害大气污染物进入大气中污染物是复杂的，除了上述几类外，还有重金属类，如铅及含铅化合物，镉及含镉化合物，汞蒸汽，以及其他气体如氟及氟化氢、氯及氯化氢等，对环境和人类健康都构成严重威胁。附1：常见12种大气污染物的人为排放源1）二氧化硫SO2：人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼厂、造纸厂等；2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）

人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、各种工厂、柴油发动机、建筑、采矿、露天采矿、水泥厂等3）氮氧化物NOx

人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、使用汽油的汽车等4）一氧化碳CO

人为排放源有：使用汽油和柴油的汽车、燃料燃烧等5）挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物、甲醛）人为排放源有：汽油发动机废气、加油站泄漏气体、油漆涂料厂、家庭装修等6）光化学氧化物（如：臭氧O3）人为排放源有：氮氧化物或挥发性有机化合物在阳光照射下发生光化学反应形成的二次污染物7）有毒微量有机污染物（如：多环芳烃、多氯联苯、二噁英）人为排放源有：垃圾焚烧、焦炭生产、烧煤等露天焚烧假货会释放多种有毒污染物质8）重金属（如：铅、镉）人为排放源有：使用含铅汽油的汽车尾气、金属加工、垃圾焚烧、燃烧石油和煤、电池厂、水泥厂和化肥厂等9）有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物）人为排放源有：化工厂、金属加工厂、化肥厂等10）难闻气味人为排放源有：污水处理厂、垃圾填埋场、化工厂、石油精炼厂、食品加工厂、油漆制造、塑料生产、制砖等11）放射性物质人为排放源有：核反应堆、核废料储藏库12）温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）人为排放源有:CO2：燃料燃烧、尤其是使用煤炭、石油和天然气的发电厂

甲烷：采煤、气体泄漏、垃圾填埋场氯氟烃：制冷设备在生产、使用和废弃时气体泄漏(四).大气污染类型大气污染类型主要取决于所用能源的性质和污染物的化学反应特性，但气象条件也起着重要的作用如光、温度、湿度等。大气污染可从不同角度进行类型划分。1.以污染物的化学性及它们存在的大气环境状况为依据，大气污染类型可分为还原型和氧化型。(1).还原型（煤炭型）这种污染常发生在以煤炭为主要燃料.同时也使用石油的地区，它的主要污染物是SO2、CO和颗粒物，在低温、高湿和阴天，且风速很小，伴随有逆温存在的情况时，一次污染物受阻，容易在低空聚积，生产还原性烟雾。如污染早期的典型类型—“伦敦烟雾”事件发生时的大气污染发生类型，故又称伦敦烟雾型。(2).氧化型(汽车尾气型)这种类型大多发生在以使用石油为燃料的地区，污染物的主要来源是汽车排气，燃油锅炉以及石油化工生产。主要的一次污染物是CO、NOx、HC等。这些大气污染物在阳光照射下能引起光化学反应，并生成二次污染物—臭氧、醛类、酮类、过氧乙酰硝酸酯等物质。由于它们具有强氧化性质，对人眼等粘膜能引起强烈刺激，如洛杉矶的光化学烟雾就属这种类型。还原型与氧化型是两种截然不同的大气污染类型，其主要性状对比见下表：2.根据燃料性质和大气污染物的组成和反应，可将大气污染划分为四种类型:(1).煤炭型代表性污染物是由煤炭燃烧时放出的烟气、粉尘，SO2等构成的一次污染物，及由它们反应生成的硫酸、硫酸盐类气溶胶等二次污染物。主要来源是工业企业烟气排放，其次是家庭炉灶的排放。(2).石油型:主要污染物来自汽车排气\石油冶炼及石油化工厂的排放.主要污染物是NO2、烯烃等碳氢化合物及其衍生物，以及它们在大气中形成的臭氧、各种自由基及其反应生成的中间产物和最终产物。(3).混合型:包括以煤炭为燃料的污染源排放的污染物，以石油为燃料和原料的污染源排放的污染物，从工矿企业排出的各种化学物质等。例如日本横滨、川崎等地所发生的污染事件，便属于这一类型。(4).特殊型:是指有关工厂企业排放的特殊的气体而造成的污染。这类污染常局限与小范围内。例如生产磷肥的工厂企业造成的氟污染，氯碱工厂周围可能造成氯气污染等。三、大气污染物的化学转化从各种污染源排放到大气中的污染物，在扩散、输送过程的同时，由于自身的物理、化学性质的影响，在一定条件下，如“光、温度、湿度”等的影响下，在污染物之间，以及它们与空气原有组分之间，进行一系列的化学反应，形成二次污染物，这一反应过程称为大气污染物的化学转化。由转化形成的二次污染物往往具有更强的腐蚀性和刺激性，对人体的健康和环境形成更严重的危害，因此，了解和掌握大气污染物的迁移变化的化学规律，对大气污染的防治将有重要意义。当前受到关注的大气气溶胶、硫酸烟雾、光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等问题，都与大气污染化学有关。大气污染的特点是：大气中污染物含量低（常以ppm或ppb计）；污染物反应速度慢，常以每小时或每天变化百分之几或千分之几计算；污染物传递距离长，反应系统大，常以km或上千km计；被污染了的空气组分复杂多变，常受固定或移动污染源排放量的多少而变动，又受到气象条件、阳光照射强弱等因素的影响。因此，大气污染的转化是一个复杂的过程。（一）、大气层光化学特性大气环境中的污染物能否进行光化学反应，主要取决于两个方面：一是必须要有吸光物质。在大气层中，必须有能吸收太阳光、使其发生初期反应的物质，才能在大气中引起光化学反应；二是要具备一定波长的光，一般是可见光或紫外光。在大气环境中，吸光物质受到阳光辐射，吸收光子而处于某种电子激发态，从而引起其他物质发生化学反应。大气中的分子、原子、离子或自由基吸收光子所引发的反应——光化学反应化合物的吸光性质（300nm<λ<700nm）如果这些吸光物质没有吸收光子进行光化学反应，则后续反应难以发生；反之，吸收光子则被激发形成激发态物质，可用下式表示：吸光物质A接受光子（hv），被激发成A*A+hv→A*A—基态分子，hv—具有一定能量的光子A*—激发态分子激发态分子A*不稳定，易立即发生如下某种反应：发生离解：A*→B1+B2直接与其它物质发生反应：A*+B→C1+C2发生荧光回到基态：A*→A+hv通过碰撞消耗活化能又回到基态：A*+ M→A+MM为吸收能量分子（二）、硫氧化物在大气中的化学转化二氧化硫是大气中最普遍的酸性污染物，在洁净的大气中氧化很慢，可以忽略不计，但在污染大气中，氧化速度迅速提高10~100倍。SO2被氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。1.SO2的氧化作用主要有两个途径：催化氧化和光化学氧化（1）催化氧化SO2在空气中经过粉尘中的铁、锰等催化作用形成硫酸的过程称为SO2的催化氧化，其多发生在颗粒物表面上，在阴云密布、湿度大、粉尘含量高的大气中容易进行。SO2的催化氧化过程①溶于水滴中：②催化氧化为硫酸：两式合并：注1：催化剂为铁、锰的硫酸盐或氯化物，效率以硫酸盐最高注2：上述反应是可逆的，SO2的氧化速率决定于：SO2向粉尘扩散的快慢、SO2在水中的溶解度、催化剂的种类、大气温度和湿度、大气液滴中氮的含量以及大气液滴PH值。如：PH值降低，氧化减缓；液滴中NH4+增加，氧化加速等。（2）、光化学氧化在低层大气中，SO2比较稳定，不发生光解作用，在大气中SO2有两个吸收光谱，一个在290nm，另一个在380nm处，当SO2吸收不同光波时，可形成不同激发态的SO2，但不发生分解：SO2+hv（290~340nm）→1SO2（单重态）SO2+hv（340~400nm）→3SO2（三重态）能量较高的单重态SO2分子，可跃迁到基态或三重态：1SO2+M→SO2，1SO2+M→3SO2在大气中，激发态的SO2主要以3SO2的形式存在；SO2光氧化为SO3的机制为：3SO2+O2→SO4→SO3+[O]或SO4+SO2→2SO3当然也存在3SO2的猝灭反应：3SO2+M（N2、O2、CO、CO2、CH4等）→SO2+MSO2的光氧化速率，随大气湿度的增加而迅速提高，当污染大气中有碳氢化合物、氮氧化物等物质存在时，SO2的光氧化速率可超过洁净空气中的光化学反应速率的数十倍以上。SO3+H2O→H2SO4SO2的光化学氧化过程：①激发：SO2+hv→3SO2②氧化：3SO2+O2→SO3+[O]③成酸：SO3+H2O→H2SO42.硫酸气溶胶的形成过程硫酸气溶胶的形成包括物理与化学两个过程（1）.物理过程气溶胶形成的物理机制，包括成核、凝结、吸水、吸附和碰并等作用。这些作用取决于原始微粒的物理性质，如单位体积内的微粒个数（数量浓度）、颗粒大小的分配、光学性质、沉降性质等。微粒的形成过程为各种不同大小的微粒在大气中运动，相互结合，形成气溶胶的胶核——成核作用。有均质作用与非均质作用两种。均质成核作用——指同种物质的分子在气相中相互碰并形成微粒，并结合成为胶核。例如硫酸与水结合成为胶核，其过程为：非均质作用——指外来微粒存在于气相中，起着成核作用，如粉尘、烟黑、盐分、孢子、花粉等。将各种气体、液体吸附在表面形成气溶胶。（2）.化学过程在硫酸气溶胶中含有大量的硫酸盐、其中以硫酸铵为主。在微粒上吸附氨（NH3）和SO2、水气、O2作用：硫酸气溶胶形成过程中,如遇到大气中有有机物，可发生作用形成有机硫酸微粒，如（C3H4S2O3）3n等。（三）.氮氧化物在大气中的化学转化氮氧化物NO与NO2在大气环境中的化学过程中，尤其在污染大气中，起着很重要的作用。的光分解引发一系列的反应，这是对流层中O3的一个来源。NO与NO2和O3之间存在的化学循环是大气光化学过程的基础。1、NO2的光化学反应当大气中NO与NO2和阳光同时存在时，O3就作为光分解产物而生成：NO2+hv（290~430nm）→NO+O*①O*+O2+M→O3+M②注：M为空气中的N2、O2、或其他分子介质，其作用是吸收反应中的过剩能量而使生产的O3稳定。反应②是O3在大气中的唯一化学反应源。O3会和NO再反应生成NO2：O3+NO→O2+O22.NO2的化学反应在大气中NO2能与一系列的自由基如：·OH、HO2·、RO2·、RO·等反应，也能和O3和NO3反应，其中比较重要的是与·OH、O3和NO3的反应：①与·OH的反应：NO2+OH→HONO2是大气中HNO3主要来源，主要在白天发生，因为·OH浓度白天较高②与O3的反应NO2+O3→NO3+O2→NO+O2是对流层大气中NO3主要来源③与NO3的反应3.亚硝酸（HONO）的化学反应HONO→·OH+·NO光解快、是大气中·OH的主要来源HONO+·OH→·H2O+NO2HONO形成主要有下列看法：a、·OH与NO作用：·OH+NO→HONOb、表面催化反应：NO+NO2+H2O≒2HONO2NO2+H2O≒HONO+HNO3四、光化学烟雾氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物都是大气中常见的污染物，在阳光的作用下可发生光化学反应，形成光化学烟雾。光化学烟雾是一次污染物与二次污染物的混合物，其中有气体也有气溶胶。（一）.光化学反应光化学反应主要有三个过程：1.臭氧形成2.碳氢化物氧化、自由基形成3.过氧乙酰基硝酸酯系列（PAN）的形成1.臭氧形成在低层大气中，光化学作用是在可见光中进行的。光化学烟雾的形成过程，是从NO2光解开始的：NO2+hv（290~430nm）→NO+[O]①新生成的氧原子，可在大气中引起一系列的连锁反应：O2+[O]→O3O3是光化学烟雾的主要污染物之一，它是强氧化剂，又能分解，引起下列反应：O3+NO→NO2+O2使得上述一系列的反应形成“封闭”循环2.碳氢化物氧化、自由基形成自由基又称游离基，即化合物分子中的化学键在光、热等作用下，分裂为含有不成对电子的原子或原子团。的形成是光化学反应的重要过程。大气中污染物CO、NOx、CH都与自由基形成有重要的关系。①CO在自由基的形成中作用亚硝酸光解可形成自由基（OH），它是城市早晨污染大气自由基的主要来源，亚硝酸是由NOx相互作用形成的：NO+NO2+H2O→2HNO22HNO2+hv→·OH+·NOCO是城市大气污染气体中含量最高的成分，它与羟基自由基可进行一系列反应：CO+·OH→CO2+H·H·+O2→HO2·HO2·+NO→HO·+NO2HO2·+HO2·→H2O2+O2H2O2+hv→2HO·从上列反应可以看出，CO在光化学烟雾的形成中起着重要的作用，CO引起的一系列反应中，促使自由基不断形成；而性质相当活泼的自由基使得反应活化而不断进行；NO转化为NO2为O3的形成提供原料，使O3不断形成和累积，为光化学烟雾形成开了通道。②CH在自由基的形成中作用在含有CO、NOx、H2O和空气的大气中形成O3均为无机反应，但当有CH存在时，会加速光化学反应的进行，同时使反应复杂化，形成如过氧乙酰基硝酸酯系列（PAN）等有机强氧化剂。A、CH在污染空气中被氧化，形成一系列自由基：R·——烷基自由基、RCO·——酰基自由基、RO·——烷氧基自由基（包括HO·）、ROO·——过氧烷基自由基（包括HOO·）、－过氧酰基自由基－酰化自由基。B、上述自由基在大气中与O2、NO、NO2等发生多种反应，——形成光化学烟雾的核心反应。与O2反应，生成醛类：RO·+O2→R׳CHO+HO2·与NO反应，生成烷基亚硝酸酯：RO·+NO→RONO与NO2反应，生成过氧乙酰基硝酸酯（PAN）：（PAN）自由基复合反应：ROO·+ROO·→R׳CHO+R׳׳CH2OH+O2或ROOR+O2（二）.光化学烟雾的形成1.形成光化学烟雾的条件：①.地理条件：由于光化学烟雾的形成与NO2的光解直接相关，而NO2光解必须在290~430nm波长辐射作用才能发生。因此，纬度高低、季节变化、日变化都会影响光化学烟雾的形成。一般纬度大于60。的地区，由于入射角较大，光线通过时受大气微粒的散射作用，使得小于430nm的波长的光难以到达地面，所以不易发生光化学烟雾；夏季太阳入射角比冬天小，所以夏季比冬天发生光化学烟雾的可能性大；一天当中，尤其是夏季中午前后，光线最强，发生光化学烟雾的可能性较大；当天气晴朗、高温低湿和逆温风力不大时，也有利大气污染物在地面附近积聚，易于发生光化学烟雾。②.污染源条件：光化学烟雾形成与大气中CO、NO、CH等污染物的存在分不开。因此，以石油为动力燃料的工厂排气和汽车排气等污染源的存在是光化学烟雾形成前提的条件。2.光化学烟雾形成过程①.NO向NO2的转化是产生光化学烟雾的关键②.CH是产生光化学烟雾的主要成分3.光化学烟雾形成的简化机制：1986年，Seiufield用12个反应概括描述了的光化学烟雾形成过程：链引发：NO2+hv→NO+OO2+O+M→O3+MNO+O3→NO2+O2链传递：RH+OH→RO2+H2ORCHO+OH→RC(O)O2+H2ORCHO+hv→RO2+HO2+COHO2+NO→NO2+OHRO2+NO→NO2+RCHO+HO2RC(O)O2+NO→NO2+RO2+CO2OH+NO2→HNO3链终止：RC(O)O2+NO2→RC(O)O2NO2(PAN)RC(O)O2NO2→RC(O)O2+NO2从上述反应可以看出，光化学烟雾形成的过程由一系列复杂的链式反应组成，以NO2的光解生成O·引发导致O3的生成，又由于CH的存在，与自由基·OH作用，促使NO向NO2的快速转化，生成的O3使大气中的NO转化成NO2，NO2又继续反应生成O3，在转化过程中产生的自由基又继续与CH反应生成更多的自由基…….，如此不断地进行链式反应，直至NO与CH消失为止。最终产物为：醛类、O3、PAN的二次污染物。五、大气污染物的危害（一）..大气污染物的危害途径：大气污染物侵入人体的主要途径有呼吸道吸入、随食物和饮用水摄入以及体表接触侵入等。见下图示：大气污染物侵入人体的主要途径（二）..常见大气污染物的危害1二氧化硫SO2主要危害：形成工业烟雾,高浓度时使人呼吸困难,是著名的伦敦烟雾事件的元凶；

进入大气层后，氧化为SO3，在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；

形成悬浮颗粒物，又称气溶胶,随着人的呼吸进入肺部,对肺有直接损伤作用。2悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10、PM2.5）主要危害：随呼吸进入肺,可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面,干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程,从而影响植物的健康和生长；厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物,引起食物链改变，进而影响整个生态系统；遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。3氮氧化物NOx（如：NO、NO2、NO3）主要危害：刺激人的眼,鼻,喉和肺,增加病毒感染的发病率,例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,诱发肺细胞癌变；形成城市的烟雾,影响可见度；破坏树叶的组织,抑制植物生长；在空中形成硝酸小滴,产生酸雨。4一氧化碳CO

主要危害：极易与血液中运载氧的血红蛋白结合,结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕,头疼,重者脑细胞受到永久性损伤,甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。5挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物）主要危害：容易在太阳光作用下产生光化学烟雾；在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性；对人体有致癌、引发白血病的危险。6光化学氧化物（如：臭氧O3）主要危害：低空臭氧是一种最强的氧化剂,能够与几乎所有的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油漆、织物等材料；臭氧对植物的影响很大。浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织,致使整个叶片枯死,最终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被分析与臭氧有关；臭氧对于动物和人类有多种伤害作用,特别是伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。7有毒微量有机污染物（如：多环芳烃、多氯联苯、二噁英、甲醛）主要危害：有致癌作用；有环境激素（也叫环境荷尔蒙）的作用。8重金属（如：铅、镉）主要危害：重金属微粒随呼吸进入人体,铅能伤害人的神经系统,降低孩子的学习能力，镉会影响骨骼发育，对孩子极为不利；重金属微粒可被植物叶面直接吸收,也可在降落到土壤之后,被植物吸收,通过食物链进入人体；降落到河流中的重金属微粒随水流移动,或沉积于池塘、湖泊,或流入海洋,被水中生物吸收,并在体内聚积,最终随着水产品进入人体。9有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物）主要危害：对动物、植物、微生物和人体有直接危害。10难闻气味主要危害：直接引起人体不适或伤害；对植物和动物有毒性；破坏微生物生存环境，进而改变整个生态状况。11放射性物质主要危害：致癌，可诱发白血病。12温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）主要危害：阻断地面的热量向外层空间发散,致使地球表面温度升高,引起气候变暖,发生大规模的洪水、风暴或干旱；增加夏季的炎热,提高心血管病在夏季的发病和死亡率；气候变暖会促使南北两极的冰川融化,致使海平面上升,其结果是地势较低的岛屿国家和沿海城市被淹；气候变暖会使地球上沙漠化面积继续扩大,使全球的水和食品供应趋于紧张。六、当前世界存在的主要大气污染问题随着人口的急剧增加，人类活动的不断增大，地球大气污染日趋严重，排放的有害气体，不仅使大气造成局部地区的污染，而且影响到全球性的气候变化及大气成分的改变，即出现所谓全球环境问题。目前全球性大气污染问题主要表现在温室效应、酸雨和臭氧层耗损三方面。（一）.温室效应大气中的某些痕量气体的浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样。促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、氧化亚氮和氯氟烃（氟利昂）等，其中二氧化碳是数量最多的温室气体，也是最主要的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，其中有的温室效应比二氧化碳还强。二氧化碳等温室气体产生温室效应的机理，至今还存在争议，然而普遍认为，是与温室气体的物理性质有关。二氧化碳等温室气体对来自太阳的短波辐射具有高度的透过性，而对地面反射出来的长波辐射却具有高度的吸收性。二氧化碳的强吸收带在12.5-17.0μm之间，其他温室气体的吸收带大多在7-13μm的红外大气窗口区内。二氧化碳等温室气体在大气中的迅速增加，从地面反射的红外辐射就会被大量截留在大气层内，使地球表面的能量平衡发生改变。温室气体帘幕阻止红外辐射的外逸，太阳能的被“捕获”，势必导致大气层温度升高，气候变暖，形成“温室效应”。由温室气体诱发的温室效应，将导致全球环境的重大变化。温室效应将带来以下影响：1气候变化温室效应首先表现为全球性气候变暖。在北半球，冬天变短、变湿；夏季变长、变干燥。亚热带可能会比现在更干，而热带则可能变得更湿。由此海洋产生更多的热量和水分，气流更强，热带风暴的能量比现在大50%，台风和飓风将更频繁。2海平面上升气温升高会使极地或高山上的冰川融化，导致海平面上升。据推算，全球增温1.5-4.5℃，海平面会上升20-165cm，从而将淹没沿海大量繁华的城市和低地、海岛。3生态环境变化气候的变化，将使农业和自然生态发生难以预料的变化，可能导致物种的灭绝，农作物的减产。尽管有人对温室效应提出种种怀疑，然而由于二氧化碳等气体的浓度增长是无法逆转的，因此，引起了全球的普遍关心。世界上曾召开过一系列国际会议，从技术手段和政策战略上进行协商，签订了许多协议、条例，为控制温室气体的剧增和防止温室效应而努力。（二）.酸雨顾名思义，酸雨就是雨水呈酸性。大气中含有二氧化碳，因此，降水会因溶入二氧化碳而呈酸性，大气中二氧化碳的浓度一般约为316ppm左右，它可使降水的pH值达到5.6，因此，一般把pH＜5．6的降水称为酸雨。酸雨是大气污染现象之一，SO2是形成酸雨的元凶，SO2主要产生于烧煤的火力发电厂，从各污染源排出的SO2进入大气后，逐渐与空气中的氧及水蒸气起化学反应而形成硫酸，虽然产生的硫酸由于降雨而稀释，但即使这样。仍使降雨的含酸量比正常降雨的含酸量高。二氧化氮同样也会变成硝酸，含有这些酸的雨水称为酸雨。所以，酸雨是工业和民用燃煤或燃油排放的SO2等硫化物和氮氧化合物转化为硫酸和硝酸而形成的，主要是SO2，大气中总酸度的2/3是由硫造成的。酸雨的影响是多方面的，主要是破坏森林生态系统，改变土壤性质与结构，破坏水生生态系统，腐蚀建筑物和损害人体的呼吸道系统和皮肤。此外，酸雨也会渗入地下，使地下水酸化，污染地下水。在世界上酸雨分布的地区较广，有时飘越别国，所以它不仅是一个环境问题，也是一个国家间的政治问题。我国酸雨状况也令人担忧，由广东、广西、四川盆地和贵州的大部分地区所形成的我国西南、华南酸雨区已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨区之一。除西南、华南酸雨区外，近年来又形成了以长沙为中心的华中酸雨区，厦门、上海等华东沿海酸雨区和青岛等北方酸雨区。1993年已达国土面积的30%。（三）.臭氧层的破坏1臭氧及其在大气层中的分布O3是O2的同素异形体，呈弯曲形,O—O键长127.8pm,键角116.8°,是极性分子。氧原子间除形成σ键外，还生成三中心四电子的Π34离域键。中间O原子和两端O原子成键情况不同。臭氧具有强氧化性，能氧化许多其他物质。大气中臭氧只占千万分之几，其中平流层臭氧占大气总臭氧的91％。在高度为15—35km处浓度较大，主要浓集在平流层中20-25km的高空，即大气的臭氧层，但最大处也只有大气的十万分之一左右。根据估算，如果把散布在大气中的臭氧集中成一个包围地球、靠近海平面的臭氧层，在地表标准状态下，只相当于3mm厚的薄层。臭氧（O3）是大气的微量气体之一，大气中臭氧来源随高度不同而异：近地的对流层，O3是由雷电、工业生产中的电弧和汽车电火花等途径形成.O3和大气中SO2、NO2，HX，NH3等易反应，所以含量不定;平流层中O3主要系O2受阳光中紫外线照射反应生成：O2+hv→2O(242nm紫外光)同时还存在消除反应：O2+O+M→O3+M(M=N2,O2等)所以平流层中的O3含量长期保持稳定。高空臭氧含量可用分光光度法观测地面各处上空大气柱中的臭氧总量来定。测定原理是臭氧对不同波段紫外线吸收率不同，比较两个波段紫外线强度，就可求算出臭氧总量。通常将在0℃、标准海平面压力下，10-5m厚的纯臭氧定义为1Dobson单位(DU)．例如：在1957一1973年南极春季(8月下旬到10月上旬)臭氧总量平均为300DU．这数据表明大气中含有相当于3mm厚的纯臭氧层,即(10-5m/DU)´300DU=3×10-3m=3mm。现代分析化学测定结果说明：近三十年来臭氧层已遭到严重损耗破坏。南极上空1979年为290DU，1987年降为121DU，1991年降为110DU．1994年国际臭氧委员会宣布：1969年以来，全球臭氧总量减少了10%，南极上空下降了70％，南极上空已出现了大面积的臭氧洞。南极臭氧空洞(根据NASA卫星数据)2破坏臭氧层的机理：近年来，由于在平流层内运行的飞行器日益增多，人类活动产生的一些痕量气体如NOx和氯氟烃等进入平流层，使臭氧层遭到破坏，以致于在南极上空出现了“臭氧空洞”。为什么地处高空的臭氧层会遭到破坏呢?这要从大气层的结构和性质来了解。从地表到对流层顶部，气温约从15℃降至-56℃，再往上到50km左右是平流层顶部，气温又升至约-2℃．对流层顶的低温，使水和一般污染物到此都凝结下落，保护了平流层，由于平流层中大气在垂直方向对流很少，而水平方向混合得快，有害污染物一旦进入平流层，可能在那里滞留数年之久，影响及整个地球。从对流层扩散到平流层的破坏臭氧的污染物主要为氮氧化物(NO2)和氯氟烃。如CFCl3，CF2Cl2等若干种氯和氟置换的甲、乙、丙烷的总称，商品名为氟里昂(freon)；另外，在平流层飞行的飞机直接把NOx和H2O等排放入平流层。氮氧化物和氯氟烃是破坏臭氧层的主要物质。破坏臭氧层的机理是按链式反应进行的，一个污染物分子平均可破坏上千个O3分子!破坏O3的机理如下：a．氮氧化物破坏O3的机理：NO2+hv→NO+O+)O3+NO→NO2+O2总反应：O3→O2+Ob．氯氟烃破坏O3的机理：CF2Cl2+hv→Cl+CF2ClO3+Cl→ClO+O2+)ClO+O→Cl+O2总反应：O3+O→2O2第一次对此作出重大贡献的是F.SherwoodRowland和MarioMolina,他们是1995年诺贝尔化学奖获得者.研究表明：在众多破坏臭氧层的物质中，ClO·和Cl·是元凶．平流层中ClO·和Cl·主要来自氯氟烃．研究还发现平流层中真正破坏臭氧的是Cl，与F无关．而Br比Cl更危险，Br主要来自哈龙(halon)，即CF3Br，CF2ClBr及C2F4Br2等。臭氧浓度降低，臭氧层的破坏，将对地球生命系统产生极大的危害。首先，由于臭氧层的破坏，大量紫外光辐射将到达地面而危害人体健康。此外，还会使白内障发病率增高以及对人体免疫系统功能产生抑制作用。紫外光辐射增大，也会对动、植物产生影响，而危及生态平衡。臭氧层破坏还将导致地球气候出现异常，由此带来灾害。因此臭氧层对保护地球上的生命界以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。正因如此，保护臭氧层已经成为一个全球性的问题，并得到全世界的共识与重视。人们认识到氯氟烃对臭氧层的破坏作用后，在八十年代，世界上一些国家签订了《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，九十年代作了修订，其中心思想是限制氯氟烃、溴氟烃、哈龙和四氯化碳等的生产量、使用量和停用时间．全世界第一次协调一致地采取行动，拯救业已受到耗损的臭氧层，保护人类生存的环境。七、影响大气污染的气象因素（一）.大气污染物扩散。由于大气中各种迁移转化过程造成大气污染物在时间、空间上的再分布称为——大气污染物扩散。大气污染物的扩散是污染物的发生到产生环境效应之间必经的环节；大气污染物扩散既有利于减轻局部地区大气污染，也同时使影响范围扩大，并使转化为二次污染物的可能性增大。影响大气扩散能力的主要因素有：一为气象动力因子（如风、湍流等），二为热力学因子（即温度层结等）1.风和湍流风——一般指空气的水平运动。风在不同时刻有着相应的风向和风速。污染物排入大气在风的作用下，沿着风向运动。因此，风对污染物在大气中的第一作用仅为输送作用，要了解污染物的去向，必须要先识别风向，污染区总是在下风向。风的第二个作用是对污染物的稀释作用。随着风速的增大，单位时间内从污染源排放到大气中污染物被拉长，这时，混入的大气量越多，污染物的浓度越低。因此，污染物的浓度与风速成反比。大气湍流——风的无规则的阵性（风速时大时小）和摆动。即风的速度与方向随时间和空间位置的不同呈随机变化，并由此引起温度、湿度以及污染物浓度的随机涨落。湍流的结果是使大气中各气体组分充分混合，因此，大气污染物由于湍流混合作用而逐渐分散稀释。大气污染物的扩散，主要靠大气湍流的作用。2.温度层结温度层结就是指垂直方向的温度梯度。温度梯度决定了大气稳定度，影响湍流的强弱。稳定的温度层结导致湍流受抑制，扩散不流畅；而无稳定层结时，由于热力湍流得到加强，扩散强烈。因此，温度层结（气温的垂直分布）与大气污染有着十分密切的联系。3.大气稳定度课后自学（二）形成大气污染的三大要素因此，我们可以总结出形成大气污染的三大要素是：污染源、大气状态和受体。大气污染的三个过程是：污染物排放、大气运动的作用和对受体的影响。大气污染的程度与污染物的性质、污染源的排放、气象条件和地理条件等有关。污染源排放的有害污染对大气的污染程度，与污染源性质和排放方式、污染物的理化性质、污染物的排放量等内在因素有关，还与受体的性质如环境敏感度、受体距污染源的距离有关，也与气象因素有关，如风和大气湍流、温度层结情况以及云、雾等，都在很大程度上影响大气污染程度。八、大气污染的防治（一）.防治大气污染的基本措施：1.控制污染源头，加强污染预防防治大气污染的根本方法，是从控制污染源头着手，治标治本，通过大力削减污染物的排放量，减少甚至消除产生污染的根源,来保证大气的质量。由于我国的大气污染与煤炭的开发加工和利用密切相关,因此需要对煤炭开发加工和利用方面采取相应的措施,调整能源政策和有关经济政策,研究和开发高效清洁的煤炭转化技术等。2.推行清洁生产,强化全程环境管理这是综合预防大气污染战略连续应用于工艺过程和产品生产的管理措施，既包括对环境污染源进行治理，更要实行清洁生产，走可持续发展的道路。清洁生产是一种连续不断实施的战略，与过去的末端治理战略不同，它着眼于污染预防，全面考虑产品、生产过程和产品的售后服务三个环节，达到减耗降污，兼收环境效益和经济效益。3.加强环境立法，从严执法,提高排污收费标准目前,我国的环境管理制度、法规、政策和措施主要是以达标为最终要求，在当今的社会经济发展条件下，这显然是不适宜的。必须加强环境立法工作，通过执行法健全的法制，作好环保工作；我国己颁布了修改后新的大气污染防治法,这一法规的支柱是严格排放标准和提高排污收费相结合的制度，这种以经济手段为依据，制度和法律做保障的方针，将有力地加强污染的预防和资源的综合利用。4.增加环境投资为改善环境,控制和减轻污染，必须付出一定的经济代价，用经济代价去换取社会环境效益，我国政府计划逐步增加控制污染的资金投入，其中包括中央政府、地方政府和工农业部门等。此外，要鼓励个体和合资企业发展环保产业，提倡捐资援助环保事业。5.搞好总体规划，合理工业布局①.搞好城市规划，完善基础设施建设。城市的规划首要解决的是城市性质问题，明确城市性质即确定了城市的经济发展方向与产业结构，也就决定了城市要控制的工业发展中的污染问题；完善基础设施的建设，可以节约大量能源，减少污染物的排放量。②.调整工业结构、合理工业布局。大气环境污染很大程度上是工业排放的污染物造成的，合理的工业布局是防治大气污染的一项基本措施。6.做好大气环境规划，科学利用大气环境容量在环境区划的基础上，结合城市建设总体规划进行城市环境功能分区，根据不同功能区的大气环境质量标准，确定环境目标，计算主要污染物的最大允许排放量；科学地利用大气环境容量，根据大气环境自净能力，定量、定点、定时地向大气排放污染物，保证大气污染物浓度不超标的前提下，合理利用大气环境资源。7.发展绿色植物，增加环境自净能力绿色植物吸收CO2放出O2，发展绿色植物，恢复和扩大森林面积，可以固碳，从而降低大气中CO2的浓度，抵御温室效应的影响；绿色植物可以吸附和过滤大气中的颗粒物，吸收各种有毒有害气体，起到净化环境的作用；同时，绿色植物还可以调节温度、湿度和城市的小气候等。（人工湿地）8.加强环境科学研究，促进科技发展21世纪前5年～10年内，应从理论和实践上加强对大气污染的热点问题和前沿课题广泛而深入的研究，特别是注重大气污染物的存在状态，动态变化规律，迁移转化路径,生态效应和作用机理;全球气候变化中痕量气体和气溶胶的作用与机制；新技术、新工艺和新产品的研究与开发；大气污染风险评价与预测、管理与立法等；大气污染物与人类生存质量和健康；大气污染对生态系统的综合影响等基础性和应用性的研究。（二）.主要大气污染物的治理技术：主要介绍：1.烟气脱硫技术——湿法、半干法、干法等2.汽车尾气污染控制1.1湿法1.1.1石灰石-石膏法：该工艺是利用石灰石/石灰石浆液洗涤烟道气，使之与SO2反应,生成亚硫酸钙(CaSO3)，经分离的亚硫酸钙可以抛弃，也可以通入空气强制氧化和加入一些添加剂，以石膏形式进行回收。为了减轻SO2洗涤设备的负荷，先要将烟道气除尘，然后再进入洗涤设备与吸收液发生反应。通常石灰/石灰石法由三个单元组成：①SO2吸收;②固液分离；③固体处理。石灰/石灰石-石膏法技术比较成熟，吸收剂价廉易得，运行可靠，应用最广，脱硫效率可达90%以上，通过添加有机酸可使脱硫率提高到95%以上。重庆路璜电厂已引进的这种烟气脱硫设备。但该工艺流程较复杂,投资为与运行费用高，占地面积大。1.1.2双碱法：双碱法通常采用钠化合物(NaOH、Na2CO3、Na2SO3等)溶液吸收SO2，生成钠盐，其溶液再与石灰石(CaCO3)或石灰[Ca(OH)2]反应，生成亚硫酸钠或硫酸钙沉淀。再生后的钠化合物还回洗涤设备重新作为吸收剂使用。该法可避免钙盐结垢堵塞的问题,脱硫效率可达90%以上。1.1.3亚硫酸钠循环吸收法由于双碱法生成的石膏产品质量较差,而且往往滞销，因此，为了寻求副产品的出路，在双碱法的基础上，又开发了一种亚硫酸钠循环吸收工艺。亚硫酸钠溶液循环吸收SO2产生NaHSO3，NaHSO3的再生是通过热分解NaHSO3来实现的，在热分解过程中。释放出高浓度SO2气体，可以将其制成液体SO2，也可以制成硫酸或元素硫。1.1.4稀硫酸吸收法烟气经预除尘和降温后,进入吸收塔，在50℃-80℃时被2%-4%的稀硫酸吸收，由于在吸收剂中加入了Fe3+作为氧化剂，并同时向吸收塔内鼓入空气以促进氧化作用，因此,增强了吸收效果。氧化了的SO2生成硫酸，如加入CaCO3则生成石膏。该方法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率可达9