Poluarea cu Dioxid de Sulf

1. INTRODUCERE

Productia umana de sulf ce rezulta din sfaramarea combustibilor fosili si a minereurilor, a dat nastere unui impact observabil la nivel regional (sute de kilometrii), prin ploi acide. Dovezi numeroase sugereaza ca transportul la mare distanta de SO2 are loc la nivelul troposferei. In timpul tranzitului, cantitatile de SO2 sunt convertite in sulfati, cu o eventuala depunere in cadrul proceselor uscate sau umede, pe suprafete aflate la distanta fata de sursa originala de SO2. Depunerea sulfatilor joaca un rol principal in depunerea acida, care are ca rezultat scaderea nivelului pH-ului apelor curate din lacuri si altereaza compozitia anumitor soluri. Aceste schimbari afecteaza viabilitatea anumitor plante si a unor specii acide.

Poluarea cu oxizi de sulf se refera in special la dioxidul de sulf si trioxidul de sulf, reprezentati impreuna prin SOx. Dioxidul de sulf este un gaz incolor stabil, cu miros caracteristic si sufocant. Ambii oxizi ai sulfului se formeaza prin combustia oricarui material ce contine sulf. Cantitatea relativa a fiecaruia dintre ei nu depinde intr-o masura apreciabila de cantitatea de oxigen prezenta, ca in cazul oxizilor de carbon. Chiar in exces mare de aer dioxidul de sulf se formeaza intr-o cantitate mai mare. Cantitatea de trioxid de sulf format in procesele de ardere depinde de conditiile de reactie, mai ales de temperatura, si variaza intre 1% si 10% din totalul SOx.

S + O2 → SO2

2SO2 + O2 ↔ 2 SO3

Dioxidul de sulf este considerat astazi ca prima substanta daunatoare din aer. Dezvoltarea tehnico-productiva determina o crestere rapida a emisiilor de dioxid de sulf. Se aprecieaza ca in anul 1965 productia de dioxid de sulf in Europa a fost evaluata la 150 de milioane t/an, iar pentru anul 2000 330 milioane t/an. Aceste gaze poluante se disperseaza la inaltimi mari si efectul nociv nu se simte suficient de intens la sol.

Sursa principala de poluare cu SOx o constituie procesele de ardere a combustibilor fosili in surse stationare (arderea carbunelui, arderea petrolului). Industria metalurgica, rafinariile de petrol, fabricile de acid sulfuric si procesele de cocsificare a carbunelui sunt cele mai importante surse industriale. Procesele metalurgice produc aproape jumatate din cantitatea de oxizi de sulf provenita din industrie.

Continutul de sulf al diferitilor combustibili

Combustibilul S (%masa)

Carbuni

Lignit

Cox de petrol

Carbune de lemn

Resturi menajere

Ulei rezidual

Motorina

Benzine 1-4 max.

In cazul titeiului, aproximativ 10% din sulful prezent in titeiul brut se regaseste in produsii de distilare. Emisiile de SO2 datorate transportului include in mod deosebit motoarele Diesel ce utilizeaza carburanti cu continut de 0,3% S, precum si o mica parte a surselor auto ce utilizeaza benzina cu un continut maxim de sulf de 0,08%.

In general, SO2 se formeaza prin combustia compusilor sulfati reziduali continuti in carburant, respectiv tiofen, mercaptani si sulfuri in cazul benzinelor si benzotiofene si dibenzotiofene substituite in cazul motorinelor.

Emisiile mondiale de SO2 in perioada 1980-1985

Combustibilul SO2 (Mt)

Carbune + Lignit

Petrol

Tratant minereuri

Diversi 128

Total 208

Cercetarile efectuate in laborator si in atmosfera au aratat ca oxidarea dioxidului de sulf se poate prduce prin mai multe tipuri de mecanisme, incluzand reactii omogene in faza gazoasa, cataliza omogena in lichide, interactii eterogene gaz-solid si gaz-lichid. Mecanismul predominant si gradul de oxidare sunt determinate de factorii: concentratie, timp de existenta in atmosfera, temperatura, umiditate, intensitate si distributia spectrala a radiatiei incidenta, prezenta altor compusi chimici, oxizi metalici, HC, NOx.

Sidebottom si colaboratorii sai au cautat sa lamureasca teoretic fotooxidarea dioxidului de sulf si sa cerceteze experimental procesul lui de oxidare omogena in atmosfera. Cercetarile asupra atmosferei conduc la valori mai mari, fapt ce a dus la concluzia ca dioxidul de sulf sufera si o oxidare eterogena direct proportionala cu umiditatea.

2.REZISTENTA PLANTELOR LA SO2

Aceasta oxidare fotochimica contribuie la aparitia aerosolilor in sistemul HC-NOx; in acelasi timp din olefin, dioxidul de sulf, sub influenta luminii se formeaza acidul sulfuric, care sta la baza aparitiei cetii si ploilor acide. Numai prezenta in atmosfera a anhidridei sulfuroase in doze de 50 ppm, produce leziuni grave la plante, in special pe frunze, de forma unor pete brune. In schimb, prezenta celor doi acizi provoaca arsuri si pete deshidratate pe toate organele plantelor. Exista un anumit mod de manifestare a poluarii cu acesti factori poluanti: la criptogame predomina cloroza care diminueaza fotosinteza, plantele suculente fiind cele mai sensibile in comparative cu coniferele, considerate cele mai rezistente. Pentru a ne face o imagine despre agresivitatea acestor poluanti, urmeaza o serie de exemple corespunzatoare:

Metode de poluare si tehnici de indepartare

Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor, UPB