Oxidy síry

Vznikají při spalování fosilních paliv a jsou hlavními látkami, které znečišťují ovzduší v městských oblastech na celém světě. Oxidy síry (SOx) a suspendované částice jsou částí složité směsi znečišťujících látek. Je vhodné je členit do tří kategorií:
a. oxid siřičitý,
b. kyselé aerosoly, které mohou vznikat oxidací oxidu siřičitého v atmosféře,
c. suspendované částice + SO2

Oxid siřičitý.
 Úvod
Oxid siřičitý je bezbarvý plyn, mající ostrý dráždivý zápach (vznikající spalováním síry na vzduchu nebo pražením sulfidových rud v proudu vzduchu). Snadno se rozpouští ve vodě a může být oxidován uvnitř vodních kapiček rozptýlených v ovzduší. Oxid siřičitý vzniká spalováním fosilních paliv obsahujících síru, dále tavením nerostných surovin obsahujících síru a při dalších průmyslových procesech. Zdrojem emisí oxidu siřičitého může být rovněž vytápění domácností.
tt = -72,5 o C; tv=-10,0 oC

 Zdroje
Ačkoli existují jisté přírodní zdroje oxidu siřičitého (např. sopky), které přispívají ke koncentracím v životním prostředí v daném regionu, z hlediska expozice lidí je hlavním zdrojem spalování fosilních paliv. V posledních 10-20 letech dochází k poklesu emisí ve velké části evropského regionu v důsledku změn druhů a množství používaných paliv. Význam má i změna složení zdrojů energie, neboť mnoho malých zdrojů bylo nahrazeno velkými zdroji, jako jsou např. elektrárny nebo teplárny. Výsledkem bylo znatelné snížení koncentrací oxidu siřičitého v mnoha velkých městech, která byla předtím silně znečištěna. Nyní v evropském regionu převládá větší rozptýlení polutantů způsobované jejich dálkovým přenosem.

 Výskyt v ovzduší
V důsledku změn emisních zdrojů jsou nyní průměrné roční koncentrace oxidu siřičitého v hlavních evropských městech převážně pod 100 µg/m3, zatímco dříve se pohybovaly v rozsahu 100 až 200 µg/m3. Podobně poklesly i hodnoty maximálních denních koncentrací, které jsou nyní převážně v rozsahu 250-500 µg/m3. Výskyt oxidu siřičitého v ovzduší často doprovázejí zvýšené koncentrace oxidů dusíku (NOx)

 Kinetika působení a metabolismus
Absorpce oxidu siřičitého na povrchu nosních sliznic a sliznic horních cest dýchacích je důsledkem jeho rozpustnosti ve vodném prostředí. Tato absorpce závisí na koncentraci: v nosní dutině dochází k 85 % absorpci při 4-6 µg/m3 a k přibližně 99 % absorpci při 46 mg/m3. Pouze minimální množství oxidu siřičitého pronikne až do dolních cest dýchacích. Z dýchacích cest se oxid siřičitý dostává do krve. Vylučování oxidu siřičitého se děje hlavně močí (po biotransformaci na sírany, k níž dochází v játrech).

 Účinky na zdraví
 Akutní účinky
Vysoké koncentrace oxidu siřičitého mohou vyvolat vážné poškození, jako je bronchokonstrikce, chemická bronchitis a tracheitis (záněty průdušek a průdušnic), jak bylo pozorováno v pokusech na zvířatech. Koncentrace oxidu siřičitého v rozsahu 2600-2700 µg/m3 způsobují klinické změny spojené s bronchospasmou u astmatiků. Zejména u kuřáků cigaret mohou vést k výskytu chronické bronchitidy.
Působí negativně na rostliny – zejména na lišejníky a jehličnany
 Smyslové účinky
Při koncentraci 10000 µg/m3 má oxid siřičitý ostrý a dráždivý zápach. Protože prahová úroveň zápachu oxidu siřičitého je několik tisíc µg/m3, není toto kritérium ve vztahu ke zdraví veřejnosti rozhodující.

Kyselý aerosol
 Úvod
Kyselý aerosol - kyselina sírová (H2SO4) je silná kyselina, která vzniká reakcí oxidu sírového (SO3) s vodou. Kyselina sírová je silně hygroskopická. V čistém stavu je to průzračná bezbarvá kapalina s bodem varu 330 °C. Hydrogensíran amonný (NH4HSO4), který je méně kyselý než kyselina sírová, je v čistém stavu krystalická tuhá látka s bodem tání 147 °C.

 Zdroje
Hlavní podíl emisí síry ze spalování paliv tvoří oxid siřičitý, který je v ovzduší dále oxidován na oxid sírový rychlostí 0,5 až 10 % za hodinu. Ve vlhkém vzduchu se tvoří kyselina sírová ve formě aerosolu, často spolu s dalšími polutanty v kapičkách či tuhých částečkách s širokým spektrem velikostí. Většina kyseliny sírové přítomné v ovzduší vzniká z oxidu siřičitého emitovaného při spalování. Mezi další přímé nebo primární bodové zdroje emisí kyseliny sírové patří závody na výrobu kyseliny sírové a průmysl, v němž se kyseliny sírové užívá, jako jsou továrny na hnojiva či pigmenty.
Kyselina sírová a produkt její částečné atmosférické neutralizace, hydrogensíran amonný, představují téměř celý silně kyselý podíl aerosolu v ovzduší. Vlastní produkt úplné neutralizace, síran amonný, (NH4)2SO4, je pouze slabě kyselý. Ostatní silné kyseliny v ovzduší, např. kyselina dusičná (HNO3) či chlorovodíková (HCl), jsou přítomny ve formě par, pokud nejsou absorbovány do kapiček mlhy.
Vzhledem ke své hygroskopičnosti je kyselina sírová v ovzduší vždy přítomna ve formě kapiček roztoku, jehož koncentrace se mění s vlhkostí ovzduší.

 Výskyt v ovzduší
Současné průměrné úrovně kyselého aerosolu v Evropě a Severní Americe nejsou známy. Nejvyšší zaznamenaná úroveň H2SO4 ve Velké Británii byla 680 µg/m3 (hodinový průměr) v Londýně v r. 1962. V dřívějších letech se v Londýně vyskytovaly ještě vyšší úrovně. Maximální koncentrace se vyskytují v mlhách ve městech a po směru větru za elektrárnami spalujícími uhlí či topné oleje nebo za průmyslovými emisními zdroji.

 Kinetika působení a metabolismus
Průměr částeček aerosolu se v dýchacích cestách zvýší na dvoj- až čtyřnásobek, a tyto částice se deponují přednostně v dolních cestách dýchacích. Vylučováním amoniaku do dýchacích cest mohou být kapénky ještě před depozicí v jisté míře neutralizovány. Deponované volné kyselé kationty H+ reagují se složkami hlenu v dýchacím traktu. Část kationtů H+, která nepodlehla této reakci difunduje do okolních tkání.