Диоксид серы. Источники. Воздействие на окружающую среду и человека

Диоксид серы. Источники. Воздействие на окружающую среду  и человека.

ДИОКСИД СЕРЫ (сернистый газ, сернистый ангидрид) SO₂, бесцветный  газ с резким запахом.

  Диоксид серы –  реакционно-способен, из-за химических превращений время его жизни в атмосфере – невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможности загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят локальный, а в отдельных случаях – региональный характер.

    Природные и  антропогенные источники поступления в окружающую среду.

 К природным (естественным) источникам диоксида серы относят  вулканы, лесные пожары, морская  пена и микробиологические превращения  серосодержащих соединений. Выделяющийся  в атмосферу диоксид серы может  связываться известью, в результате  чего в воздухе поддерживается  его постоянная концентрация  около 1 млн-1.

Диоксид серы антропогенного происхождения образуется при сгорании угля и нефти, в металлургических производствах, при переработке  содержащих серу руд (сульфиды), при  различных химических технологических  процессах. Большая часть антропогенных  выбросов диоксида серы (около 87%) связана  с энергетикой и металлургической промышленностью. Общее количество антропогенного диоксида серы, выбрасываемое за год превышает его естественное образование в 20-30 раз. Ежегодное поступление сернистого газа в атмосферу только вследствие промышленных выбросов оценивается почти в 150 млн. т.

Воздействие диоксида серы на организм

SO₂ токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

Диоксид серы оказывает отбеливающее и консервирующее действие, тормозит ферментативное потемнение свежих овощей, картофеля, фруктов. В то же время диоксид серы разрушает витамин В1, дисульфидные мостики в белках, что может вызвать нежелательные последствия.

Может вызывать фатальные  аллергические реакции у астматиков, разрушает витамин В1. Типичные продукты питания: пиво, б/а напитки, сухофрукты, соки, алкогольные напитки, вино, уксус, картофельные продукты.

Люди по-разному реагируют  на двуокись серы. Некоторые безболезненно  переносят до 4 г сульфита в день (т.е. примерно 50 мг на 1 кг массы тела), а другие уже после приема очень  малых количеств жалуются на головные боли, тошноту, понос или ощущение тяжести в желудке.

Самым серьёзным недостатком диоксида серы является его собственный интенсивный резкий запах, который можно почувствовать в обработанных им пищевых продуктах. Поэтому диоксид серы используется преимущественно для консервирования продуктов, подвергаемых дальнейшей переработке.

Получение

Сернистый газ образуется при обжиге сульфидных руд или  при сжигании серы. Для очистки  его либо сжижают, либо поглощают  холодной водой с последующей  десорбцией при нагревании.

 ПДК максимально-разового  воздействия - 0,5 мг/м³

Максимально допустимые количества отличаются для разных продуктов  питания. Для продуктов, непосредственно  употребляемых в пищу, они не превышают  в большинстве случаев 100 мг/кг. Для  вин максимальная концентрация, в  зависимости от страны и сорта  вина, составляет 200-250 мг/л; для некоторых  сортов вина она выше.

Области применения диоксида серы

Сернистая кислота используется во многих областях пищевой промышленности.

 Мясопродукты. Сульфиты  тормозят развитие бактерий в  свежем мясе и мясопродуктах.  Одновременно сернистая кислота  в известной мере стабилизирует  окраску мяса. В результате у  потребителя может сложиться  обманчивое впечатление о свежести  мяса.

 Фруктовые продукты. Сернистую  кислоту используют во многих  продуктах из фруктов как промежуточный  консервант. Её добавляют к сырью  или полуфабрикатам и удаляют  в процессе переработки нагреванием  или вакуумированием. В конечном продукте она содержится в незначительном количестве.

Как антимикробное средство сернистую кислоту применяют для сохранения целых и дроблёных фруктов (используемых для дальнейшей переработки), сухофруктов, фруктовых соков (используемых как сырьё), концентратов фруктовых соков, фруктовых пульп и фруктовых пюре. Кроме антимикробной роли она почти всегда должна выполнять и другие функции защиты — от окислительных (ферментативных и неферментативных) реакций побурения, других реакций окрашивания, от разрушения витаминов.

 Напитки. Основной  напиток, в котором применяется  диоксид серы, — вино (и полупродукты  для его производства). Сернистую  кислоту применяют в производстве  сока. Её добавляют к свеже-выдавленному соку для замедления роста уксуснокислых бактерий, диких дрожжей и плесневых грибов. Культурные дрожжи при правильной обработке сернистым газом не погибают; поэтому добавление его к соку обеспечивает быстрое и гарантированное брожение. Кроме того, обработка сернистым ангидридом замедляет развитие кислоторазрушающих бактерий. Для соков с низким содержанием кислот, получаемых при нормальной температуре, требуется примерно 40— 50 мг двуокиси серы на 1 л; для соков, богатых кислотами, достаточно 30-40 мг/л. Если сок получают при более высокой температуре (например, в южных странах), требуется до 200 мг/л сернистого ангидрида.

Воздействие на атмосферу

Из-за широкого использования  сернистый ангидрид или диоксид  серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу. Наибольшую опасность  представляет собой загрязнение  соединениями серы, которые выбрасываются  в атмосферу при сжигании угольного  топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных  металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой  в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при окислении  сернистого ангидрида. Конечным продуктом  реакции является аэрозоль или раствор  серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет  заболевания дыхательных путей  человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности  воздуха. Растения около таких предприятий  обычно бывают густо усеяны мелкими  некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия  цветной и чёрной металлургии, а  также ТЭС ежегодно выбрасывают  в атмосферу десятки миллионов  тонн серного ангидрида. Наибольших концентраций сернистый газ достигает  в северном полушарии, особенно над  территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже.