Czym jest dwutlenek siarki?
Dwutlenek siarki to bezbarwny gaz o silnym, duszącym i ostrym zapachu. Jest to najbardziej rozpowszechniona forma tlenku siarki.1
Dwutlenek siarki należy do grupy wysoce reaktywnych gazów zwanych tlenkami siarki. Tlenki siarki łatwo reagują, tworząc kilka szkodliwych związków, takich jak
- kwas siarkowy
- kwas siarkowy
- cząsteczki siarczanu
Skąd pochodzi dwutlenek siarki?
Dwutlenek siarki jest generowany przez każdą działalność przemysłową, która wykorzystuje materiały zawierające siarkę do wytwarzania energii elektrycznej, chociaż może być również wytwarzany przez pojazdy w wyniku spalania paliwa.
Elektrownie są największym źródłem dwutlenku siarki w Stanach Zjednoczonych, Indiach, Chinach i Europie.2,3 Hutnictwo jest największym źródłem w Kanadzie.4 Kompleks hutniczy w Rosji i prowincja wydobycia węgla w RPA są największymi emitentami dwutlenku siarki na świecie.5
Dodatkowe źródła dwutlenku siarki obejmują:6
- spalanie węgla
- spalanie ropy naftowej
- kotły przemysłowe
- silniki wysokoprężne
- wulkany
- oceany
Prawie wszystkie emisje dwutlenku siarki na świecie są spowodowane działalnością człowieka. Mniej niż 2 procent emisji pochodzi ze źródeł naturalnych.
Pomimo niskich globalnych emisji ze źródeł naturalnych, satelitarne śledzenie emisji dwutlenku siarki wykazało, że mogą one być znaczące. Według badań opublikowanych w 2017 r. w czasopiśmie Scientific Reports, wulkany emitują około 63 kiloton dwutlenku siarki dziennie.7
Jak dwutlenek siarki wpływa na nasze zdrowie?
Krótkotrwała ekspozycja na dwutlenek siarki może mieć wiele negatywnych skutków zdrowotnych, w tym:8
- śluz z nosa
- krztuszenie się
- podrażnienie uszu, oczu i gardła
- świszczący oddech
- ucisk w klatce piersiowej
- duszności
Długotrwałe narażenie na dwutlenek siarki może prowadzić do poważniejszych problemów, takich jak
- choroby układu oddechowego
- zmiany w systemie obronnym płuc
- nasilenie chorób układu krążenia.
Powikłania oddechowe są bardziej powszechne u dzieci, osób starszych, astmatyków lub osób aktywnych na świeżym powietrzu.9 Ludzie, którzy mieszkają pod wiatr od wulkanów mogą być również narażeni na niebezpieczne poziomy dwutlenku siarki.
Badanie z 2010 roku opublikowane w Environmental Research wykazało, że dwutlenek siarki był powiązany z dzienną śmiertelnością w czterech azjatyckich miastach.10
Do czego wykorzystywany jest dwutlenek siarki?
Dwutlenek siarki ma wiele zastosowań przemysłowych i komercyjnych, takich jak:11
- dodatki do żywności
- smary
- klej
- środek dezynfekujący
- czynnik chłodniczy
- wybielacz
W badaniu z 2012 r. opublikowanym w Gastroenterology and Hepatology From Bed to Bench zauważono, że od 3 do 10 procent dorosłych astmatyków może doświadczać objawów dermatologicznych, żołądkowo-jelitowych i oddechowych po ekspozycji na dodatki siarczynowe.12
Ponadto badanie z 2017 r. opublikowane w PLOS One wykazało, że siarczyny w konserwantach mogą hamować korzystne bakterie jelitowe.13
Jaki jest wpływ dwutlenku siarki na środowisko?
Dwutlenek siarki sam w sobie może szkodzić środowisku. Niekorzystne skutki emisji dwutlenku siarki obejmują:14
- problemy z oddychaniem u ludzi i zwierząt gospodarskich
- uszkodzenia roślinności
- uszkodzenia budynków i materiałów
Dwutlenek siarki jest prekursorem kwaśnych deszczy, które mogą powodować zakwaszenie jezior i gleb, a także przyspieszać niszczenie budynków.
Gdy cząsteczki siarczanu łączą się z innymi związkami, takimi jak ammonia, mogą stać się pyłem zawieszonym lub PM2.5. PM2,5 wpływa na środowisko na wiele takich samych sposobów jak dwutlenek siarki.
Czy dwutlenek siarki jest gazem cieplarnianym?
Dwutlenki siarki są uważane za pośrednie gazy cieplarniane, wraz z tlenkami azotu, tlenkami węgla i niemetanowymi lotnymi związkami organicznymi (LZO).15 Pośredni gaz cieplarniany ma wpływ na ocieplenie atmosfery poprzez reakcję chemiczną lub zmianę zdolności Ziemi do równoważenia energii promieniowania.16
Dwutlenek siarki przyczynia się do powstawania aerozoli, które mogą pochłaniać promieniowanie słoneczne i ogrzewać atmosferę lub chłodzić atmosferę poprzez tworzenie kropelek chmur, które odbijają światło słoneczne.
Jakie działania są podejmowane w celu ograniczenia emisji dwutlenku siarki?
Elektrownie są największym globalnym źródłem emisji dwutlenku siarki. Strategie kontroli dwutlenku siarki w elektrowniach zmniejszyły emisje o około 80 procent w latach 2005-2015 we wschodnich Stanach Zjednoczonych.17,18
Instrument Monitorowania Ozonu (OMI) na pokładzie satelity Aura Narodowej Administracji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) zaobserwował globalne zmiany poziomów dwutlenku siarki i dwutlenku azotu począwszy od października 2004 roku. W tym czasie Pittsburgh, Pensylwania i dolina Ohio emitowały najwięcej dwutlenku siarki w USA z elektrowni węglowych. Region wykazał dramatyczny spadek emisji w ciągu dziesięciu lat.
Badacze sugerują, że spadek ten nastąpił po zastosowaniu odsiarczania spalin, zmianie paliwa z węgla na gaz ziemny i zamknięciu niektórych starszych elektrowni węglowych. Rynkowe programy "cap and trade", a także przepisy stanowe i federalne również zachęcały do stosowania technologii kontroli emisji.
Dane z satelity, porównane z danymi z powierzchniowych stacji monitorujących, wykazały, że znaczna część emisji dwutlenku siarki w Kanadzie również znacznie spadła w latach 2005-2014.19 Rząd kanadyjski przypisuje regulacjom i umowom międzynarodowym, takim jak porozumienie w sprawie jakości powietrza między Kanadą a Stanami Zjednoczonymi, poprawę jakości powietrza. Wyjątkiem od trendu spadkowego emisji dwutlenku siarki są kanadyjskie piaski roponośne w Albercie, które pozostają stałym punktem emisji widocznym z kosmosu.20
Redukcja emisji w miastach niekoniecznie usunie wszystkie zanieczyszczenia dwutlenkiem siarki z powietrza.21 Artykuł z 2015 r. opublikowany w Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America sugeruje, że dwutlenek siarki będzie nadal oddziaływał z metanem wytwarzanym na obszarach wiejskich, tworząc zanieczyszczenia cząstkami stałymi, choć w znacznie niższym tempie niż produkcja paliw kopalnych.
Regulacje rządowe poprawiły jakość powietrza w niektórych miejscach, ale nadal pozostaje wiele do zrobienia. Wiele miast na całym świecie ponosi finansowe i humanitarne obciążenia związane z poważnym zanieczyszczeniem powietrza.
Dowiedz się więcej dzięki naszemu licznikowi kosztów zanieczyszczenia powietrza, aby zobaczyć, jak czyste powietrze ratuje życie i utrzymuje dobrobyt gospodarczy.
