INVESTIGACIÓN 2

Formación de SO2, SO3 y H2SO4

Características: se pueden formar dos óxidos de azufre: dióxido (SO2) y trióxido de azufre (SO3), si bien aquél se presenta en una proporción mucho más elevada en las emisiones estables, siendo el trióxido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el SO2 olor acre e irritante.

Fuentes: el dióxido de azufre, SO2, procede prácticamente a partes iguales de fuentes naturales -oxidación del sulfuro de hidrógeno, H2S, en el metabolismo anaerobio de la materia orgánica- y de fuentes antropogénicas, fundamentalmente procesos de combustión estacionaria -en especial plantas termoeléctricas y, con menor importancia, plantas de combustión industrial-.

Formación: se producen SO2 y SO3 en la combustión de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reacciones; en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dióxido de azufre, debido a la inestabilidad del trióxido, en especial si existe un metal que catalice la reacción:

S + O2 ↔SO2

2 SO2 + O2 ↔2 SO3

Evolución en la atmósfera:

Oxidación heterogénea, en fase acuosa o sobre la superficie de partículas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustión:

SO2 + H2O →H2SO3 H2O2 + H2SO3 → H2SO4 + H2O

Oxidación homogénea:

Fotooxidación directa, con luz de longitud de onda de entre 240 y 400 nm: 

SO2 + hv + O2 → SO3 + O

Reacción con oxidantes en fase acuosa, para dar ácido sulfúrico, H2SO4.

Efectos: los óxidos de azufre producen necrosis en plantas en función de la dosis, alteración en los contenidos de azúcares y proteínas y pérdida de productividad; causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadas; más efecto parecen tener los sulfatos secundarios. Sin embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo ácido sulfúrico disuelto, origen principal de la lluvia ácida, que es la deposición húmeda de ácidos; también existe la deposición ácida seca.

La constitución de la lluvia ácida puede variar, pero sus principales componentes son ácidos -tanto sulfúrico como clorhídrico o nítrico-, así como sales de éstos; el componente en mayor proporción es el sulfúrico por su mayor solubilidad. De esta manera, el pH del agua de lluvia -que en circunstancias normales es ligeramente básico, entre 5.5 y 5.7-, llega a tomar valores próximos a 4.0.

Más adelante se trata la lluvia ácida como consecuencia global de la contaminación, pero se adelantan aquí los principales efectos que la lluvia ácida ocasiona sobre:

ecosistemas: acidificación de aguas dulces, especialmente lagos, afectando muy negativamente a diversas especies, especialmente piscícolas, y acidificación de suelos, causando lixiviación o arrastre de nutrientes y movilización de metales pesados, que pueden incorporarse a las redes tróficas, así como daños importantes en la vegetación -decoloración y pérdida de follaje, deterioro de corteza y muerte-;

materiales: aumento de la velocidad de corrosión de metales, deterioro de materiales calizos (denominado mal de la piedra), mediante la formación en superficie de sulfato cálcico hidratado, lo que provoca desintegración y disolución del material, según la reacción 

CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2

La lluvia ácida constituye un importante problema en Europa centro-oriental y septentrional y en la parte oriental de América del Norte, así como en áreas urbanas, en las que adquiere mayor importancia la deposición seca.

En contraposición a la lluvia ácida, existe también la lluvia alcalina, con elevada concentración de calcio, que se forma en áreas con elevado aporte de partículas calizas.