二酸化硫黄
アメリカ合衆国のEPAが2002年に報告したデータによると、アメリカ合衆国の二酸化硫黄排出量の変遷は以下のようになっている(単位:S/T)。
主にEPAの酸性雨対策プログラムの主導により、アメリカ合衆国の二酸化硫黄排出量は1983年から2002年の間で約33%減少した。これは排気ガスの脱硫技術が進み、硫黄を含む燃料を燃焼させても硫黄酸化物を回収できるようになったためである。特に酸化カルシウムは二酸化硫黄と反応し、亜硫酸カルシウムになることで二酸化硫黄を吸着する。
CaO + SO 2 ⟶ CaSO 3 {\displaystyle {\ce {CaO + SO2 -> CaSO3}}}
2006年現在、中華人民共和国が世界で最も二酸化硫黄を排出している国である。2005年の排出量は2549万トンであった。この排出量を2000年のものと比較すると約27%増加しており、アメリカ合衆国の1980年の排出量に相当する。
二酸化硫黄は硫黄の完全燃焼により発生する。
S ( s ) + O 2 ( g ) ⟶ SO 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {S(s) + O2(g) -> SO2(g)}}}
硫化水素や他の有機硫黄化合物の燃焼においても似たような反応が進行し、二酸化硫黄が発生する。
2 H 2 S ( g ) + 3 O 2 ( g ) ⟶ 2 H 2 O ( g ) + 2 SO 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {2H2S(g) + 3O2(g) -> 2H2O(g) + 2SO2(g)}}}
黄鉄鉱や閃亜鉛鉱、辰砂鉱石などの硫化鉱の加熱によっても発生する。
4 FeS 2 ( s ) + 11 O 2 ( g ) ⟶ 2 Fe 2 O 3 ( s ) + 8 SO 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {4FeS2(s) + 11O2(g) -> 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)}}}
2 ZnS ( s ) + 3 O 2 ( g ) ⟶ 2 ZnO ( s ) + 2 SO 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {2ZnS(s) + 3O2(g) -> 2ZnO(s) + 2SO2(g)}}}
二酸化硫黄は呼吸器を刺激し、せき、気管支喘息、気管支炎などの障害を引き起こす。
0.5 ppm 以上でにおいを感じ、30-40 ppm 以上で呼吸困難を引き起こし、100 ppm の濃度下に50〜70分以上留まると危険。400 ppm 以上の場合、数分で生命に危険が及ぶ。500 ppm を超えると嗅覚が冒され、むしろ臭気を感じなくなる。高濃度の地域に短時間いるよりも、低濃度地域に長時間いる場合の被害のほうが多い。
代表的な例として、日本における第二次世界大戦後の四大公害事件とされ、1961年頃より発生した四日市ぜんそくがあげられる。1960〜70年代に高濃度の汚染を日本各地に引き起こしたが、工場等の固定発生源や石油の使用による発生も脱硫装置により対策が進められた結果、汚染が改善された。また足尾銅山鉱毒事件も有名である。海外では1952年に数週間で一万人以上が死亡したロンドンスモッグがある。
19世紀半ばのクリミア戦争ではセバストーポリの戦いでイギリス軍が化学兵器として使用したのではないかとも言われている。
2007年現在、日本では二酸化硫黄の環境基準は1時間値の1日平均が 0.04 ppm 以下であり、かつ1時間値が 0.1 ppm 以下であることとされている。