氣態(tài)污染物種類很多，主要有五大類：以SO2為主的含硫化合物、以NO和NO?為主 的含氮化合物、碳的氧化物、炷類化合物及含鹵素化合物。

1.含硫化合物

大氣污染物中的含硫化合物包括硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、 硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽（SO曠）、硫酸鹽（SO廠）和有機(jī)硫氣溶膠。其中最主要的污染 物為SO2、H2S. H2SO4和硫酸鹽，S02和SO3總稱為硫的氧化物，以so,表示。

S02的主要天然源是微生物活動(dòng)產(chǎn)生的H2S,進(jìn)入大氣的H2S都會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)镾02, 反應(yīng)式為 H2 S+—O2 » SO2 + H2O

含硫化合物的其他天然源有：火山爆發(fā)，排出物主要是S02和H2S,也有少量的S03 和SO廠；海水的浪花把海水中SO廠帶入大氣，估計(jì)約有90%又返回海洋，10%落在陸 地；沼澤地、土壤和沉積物中的微生物作用產(chǎn)生的H2S。

SO2的人為源主要是含硫的煤、石油等燃料燃燒及金屬礦冶煉過程中產(chǎn)生的。煤、石油 燃燒時(shí)硫的反應(yīng)為

S+ c）2 SO2

2SO2 +c）2 2SO3

燃燒產(chǎn)物主要是SO2,約占98%, SOs只占2%左右。

2.含氮化合物

大氣中以氣態(tài)存在的含氮化合物主要有氨（NH3）及氮的氧化物，包括氧化亞氮 （N2O）. 一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO?）、四氧化二氮（N2O4）、三氧化二氮（N2O3） 及五氧化二氮（N2O5）等。其中對(duì)環(huán)境有影響的污染物主要是NO和NO2,通常統(tǒng)稱為氮 氧化物（NOJ。 NO和NO?是對(duì)流層中危害最大的兩種氮的氧化物。NO的天然來源有閃電、森林或草 原火災(zāi)、大氣中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。NO的人為源主要來自化石燃料的 燃燒（如汽車、飛機(jī)及內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程），也來自硝酸及使用硝酸等的生產(chǎn)過程，氮肥廠、 有機(jī)中間體廠、炸藥廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程等。 氨在大氣中不是重要的污染氣體，主要來自天然源，它是有機(jī)廢物中的氨基酸被細(xì)菌分 解的產(chǎn)物。氨的人為源主要是煤的燃燒和化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，在大氣中的停留時(shí)間估計(jì) 為1?2周。在許多氣體污染物的反應(yīng)和轉(zhuǎn)化中，氨起著重要的作用。它可以和硫酸、硝酸 及鹽酸作用生成錢鹽，在大氣氣溶膠中占有一定比例。

3.碳的氧化物

一氧化碳（CO）是低層大氣中最重要的污染物之一。co的來源有天然源和人為源。 理論上，來自天然源的co排放量約為人為源的25倍。CO可能天然源有：火山爆發(fā)、天然 氣、森林火災(zāi)、森林中放出的砧烯的氧化物、海洋生物的作用、葉綠素的分解、上層大氣中 甲烷（CHQ的光化學(xué)氧化和CO2的光解等。CO的主要人為源是化石燃料的燃燒以及煉鐵 廠、石灰窯、磚瓦廠、化肥廠的生產(chǎn)過程。在城市地區(qū)人為排放的CO大大超過天然源，而 汽車尾氣則是其主要來源。大氣中CO的濃度直接和汽車的密度有關(guān)，在大城市工作日的早 晨和傍晚交通最繁忙，CO的峰值也在此時(shí)出現(xiàn)。汽車排放CO的數(shù)量還取決于車速，車速 越高，CO排放量越低，因此，在車輛繁忙的十字路口，co濃度常常更高。co在大氣中的 滯留時(shí)間平均為2?3年，它可以擴(kuò)散到平流層。

二氧化碳（CO2）是動(dòng)植物生命循環(huán)的基本要素，通常它不被看做是大氣的污染物。在 自然界它主要來自海洋的釋放、動(dòng)物的呼吸、植物體的燃燒和生物體腐爛分解過程等。大氣 中的CO2受兩個(gè)因素制約：一是植物的光合作用，每年春夏兩季光合作用強(qiáng)烈，大氣中的 CO2濃度下降，秋冬兩季作物收獲，光合作用減弱，同時(shí)植物枯死腐敗數(shù)量增加，大氣中 CO2濃度增加，如此循環(huán)；二是CO2溶于海水，以碳酸氫鹽或碳酸鹽的形式貯存于海洋中， 實(shí)際上海洋對(duì)大氣中的CO2起調(diào)節(jié)作用，保持大氣中CO2的平衡。CO2性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣 中的滯留時(shí)間約5?10年。就整個(gè)大氣而言，長(zhǎng)期以來CO2濃度是保持平衡的。但近幾十 年來，由于人類使用礦物燃料的數(shù)量激增、自然森林遭到大量破壞，全球CO2濃度平均每 年增高0.2%,已超出自然界能“消化”的限度。CO?無毒，雖然CO2增加對(duì)人沒有明顯 的危害，因此一般不被看作大氣污染物，但其對(duì)人類生存環(huán)境的影響，尤其對(duì)氣候的影響是 不容低估的，最主要的即“溫室效應(yīng)”。

大氣中CO2和水蒸氣能允許太陽輻射（近紫外和可見光區(qū)）通過而被地球吸收，但是 它們卻能強(qiáng)烈吸收從地面向大氣再輻射的紅外線能量，使能量不能向太空逸散，而保持地球 表面空氣有較高的溫度，造成“溫室效應(yīng)”。溫室效應(yīng)的結(jié)果，使南北兩極的冰將加快融化， 海平面升高，風(fēng)、云層、降雨、海洋潮流的混合形式都可能發(fā)生變化，這一切將帶來嚴(yán)重環(huán) 境問題?，F(xiàn)已知除CO2外，20、CH-氯氟坯等15?30種氣體都具有溫室效應(yīng)的性質(zhì)。

4.含鹵素化合物

存在大氣中的含鹵素化合物很多，在廢氣治理中接觸較多的主要有氟化氫（HF）、氯化 氫（HC1）等。

5.怪類化合物（HC）

繪類化合物（即表卜1中的含碳化合物）統(tǒng)稱炷類，是指由碳和氫兩種原子組成的各種 化合物。為便于討論，把含有0、N等原子的炷類衍生物也包括在內(nèi)。姪類化合物主要來自 天然源。其中量最大的為甲烷（CHQ,其次是植物排出的菇烯類化合物，這些物質(zhì)排放量 雖大，但分散在廣闊的大自然中，對(duì)環(huán)境并未構(gòu)成直接危害。不過隨大氣中CH4濃度增加， 會(huì)強(qiáng)化溫室效應(yīng)。姪類化合物的人為源主要來自燃料不完全燃燒和溶劑的蒸發(fā)等過程，其中 汽車尾氣是產(chǎn)生炷類化合物的主要污染源，濃度約在2. 5~1200mL/m3。 在汽車發(fā)動(dòng)時(shí)，未完全獗燒的汽油在高溫高壓下經(jīng)化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生百余種桂類化合物。 典型的汽車尾氣成分主要有：烷姪（甲烷為主）、烯姪（乙烯為主）、芳香姪（甲苯為主）和 醛類（甲醛為主）。

在大氣污染中較重要的坯類化合物有四類：烷繪、烯繪、芳香繪、含氧桂。

（1） 烷桂 又稱飽和桂，通式C„H2„+2o炷類中CH4所占數(shù)量最大，但它化學(xué)活性小， 故討論炷類污染物時(shí)提到的城市地區(qū)總姪類化合物濃度，是指扣除CH4的濃度或稱非甲烷 桂類的濃度。其他重要的烷繪有乙烷、丙烷和丁烷。

（2） 烯桂是不飽和繪，通式為C„H2„o因?yàn)榉肿又泻须p鍵，故烯繪比烷繪活潑得 多，容易發(fā)生加成反應(yīng)，其中最重要的是乙烯、丙烯和丁烯。乙烯對(duì)植物有害，并能通過光 化學(xué)反應(yīng)生成乙醛，刺激眼睛。烯姪是形成光化學(xué)煙霧的主要成分之一。

（3） 芳香燒 分子中含有苯環(huán)一類的姪。最簡(jiǎn)單的芳姪是苯及其同系物甲苯、乙苯等。 兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)共有兩個(gè)相鄰的碳原子者，稱為多環(huán)芳炷（簡(jiǎn)稱PAH）,如苯并M 茁。芳香桂的取代反應(yīng)和其他反應(yīng)介于烷桂和烯姪之間。在城市的大氣中已鑒定出對(duì)動(dòng)物有 致癌性的多環(huán)芳桂，如苯并［幻花、苯并［刃螢蔥和苯并LH螢蔥等。

（4） 含氧炷 主要是醛、酮兩類，汽車尾氣中的含氧燒約占尾氣中炷化合物（HC）的 1.5%。大氣中含氧繪的最重要來源可能是大氣中繪的氧化分解。環(huán)境中的醛主要是甲醛。

表面上在城市中炷類對(duì)人類健康未造成明顯的直接危害，但在污染物的大氣中它們是形 成危害人類健康的光化學(xué)煙霧的主要成分。在NO、CO和H2O的污染大氣中，受太陽輻射 作用，可能引起NO的氧化，并生成臭氧（03）。當(dāng)體系中存在一些HC時(shí)，能加速氧化過 程。HC （主要是烷燒、烯燒、芳香桂和醛等）和氧化劑（主要是HO、O和03）反應(yīng)，除 生成一系列有機(jī)產(chǎn)物如烷桂、烯桂、醛、酮、醇、酸和水等外，還生成了重要的中間產(chǎn) 物一各自的自由基，如烷基R、?；鵕CO、烷氧基RO、過氧烷基ROO （包括H2O）.過 0 0 Z Z 氧?；鵕C—00和竣基RC 等，這些自由基和大氣中的02、N0和N02反應(yīng)并相互 \ 0 作用，促使N0轉(zhuǎn)化為N02,進(jìn)而形成二次污染物03、醛類和過氧乙酰硝酸酯 0 Z （CHsC—0—0—N02 , PAN）等。這些是形成光化學(xué)煙霧的主要成分。

6.二口惡英

二噁英是多氯代二苯并二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并咲喃（PCDFs）的總稱，通 常用“PCDD/Fs”表示。由于氯原子取代的位置和數(shù)量的不同，PCDD/Fs共有210種異構(gòu) 體（75種PCDDs和135種PCDFs）。二噁英是一種無色針狀晶體，是非常穩(wěn)定的化合物， 沒有極性，極難溶于水和酸堿，可溶于大部分有機(jī)溶劑，具有高熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)，分解溫度大 于700°C ,高速降解溫度大于1300°C；具有脂溶性和高親脂性。 二噁英的生成機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，已有研究認(rèn)為主要有三種途徑：①由前驅(qū)體化合物（氯 源）通過氯化、縮合、氧化等有機(jī)化合反應(yīng)生成；②碳、氫、氧和氮等元素通過基元反應(yīng)生 成二噁英，稱之為“從頭合成”；③由熱分解反應(yīng)合成（即“高溫合成”），含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的 高分子化合物經(jīng)加熱分解可大量生成二噁英。 無論二噁英以哪種方式生成，必須具備四個(gè)基本條件：①必須有含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物 （二噁英母體）存在；②必須有氯源；③必須有合適的生成溫度（350°C左右為最佳生成溫 度）；④必須有催化劑（如銅、鐵等金屬元素）存在。

7.污染大氣的放射性物質(zhì)

自20世紀(jì)40年代開始，放射性塵埃引起的大氣污染日益為人們所關(guān)注。這主要是核武 器試驗(yàn)和核電站事故所造成的。核爆炸（尤其是大氣層里的核爆炸）后，形成高溫（上百萬 攝氏度）火球，使其中存在的裂變產(chǎn)物、彈體物質(zhì)以及卷進(jìn)火球的塵土等變?yōu)檎魵狻ｋS著火 球膨脹和上升，因與空氣混合和熱輻射損失，溫度逐漸降低，蒸氣便凝結(jié)成微粒附著在其他 塵粒上形成所謂放射性沉降物（塵埃），主要放射性同位素為裂變產(chǎn)物，其次是核爆炸時(shí)放 出的中子所造成的灰塵放射性物質(zhì)。 核爆炸后進(jìn)入大氣層的放射性物質(zhì)，沿大氣環(huán)流運(yùn)行，并受重力和風(fēng)的合力影響，以合 力的方向運(yùn)行直至沉降到地面。于爆炸后數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí)首先沉降于爆炸點(diǎn)附近地區(qū)，這 種局部沉降物可占裂變產(chǎn)物總量的50%?80%,若遇降水則還會(huì)增加。存在于對(duì)流層空氣 中直徑小于5卩111的粒子，則要幾天到幾個(gè)月，平均儲(chǔ)留期約為30天，沉降影響的范圍可波 及本半球的大部分地區(qū)，在核爆炸的緯度內(nèi)從西向東繞地球運(yùn)行，直到被這些細(xì)小粒子由于 相互凝聚（凝結(jié)在霧滴上）、靜電作用、直接沖撞作用、擴(kuò)散作用和風(fēng)力等以惰性方式沉降 到地面，或被降水?dāng)y帶至地面，這種所謂對(duì)流層沉降物中裂變產(chǎn)物約占總裂變產(chǎn)物的25% （與爆炸高度有關(guān)）。一些更細(xì)小的微粒能進(jìn)入到平流層，并隨高空的大氣環(huán)流流動(dòng)，然后再 慢慢沉降到地球表面，即所謂全球性沉降。 在這些沉降物中，人們最關(guān)心的是產(chǎn)額高、半衰期長(zhǎng)、攝取量大和能長(zhǎng)期存留于人體內(nèi) 的放射性同位素，主要有鍶89、鍶90、銫137、碘131、碳14、钚239、鋇140和鈰140以 及钚239等。