Emise z výroby síry: Přehled, zdroje a dopady

Síra je v přírodě hojně zastoupený prvek. Díky své vlastnosti ochotně se slučovat s dalšími chemickými prvky, je většina síry na Zemi vázána v anorganických sloučeninách - v solích, nerostech a horninách. Síru nalezneme také v řadě organických látek, takže by nás nemělo překvapit, že je obsažena i ve fosilních palivech (uhlí, ropě a zemním plynu), které vznikly jako sedimenty organických materiálů.

Pod pojmem sirné emise se mnoha lidem vybaví kouř stoupající z komínů tepelných elektráren. Mnohem méně je v povědomí veřejnosti zapsán fakt, že významným zdrojem oxidů síry je i spalování nafty a benzínu v dopravě a ropných produktů při výrobě tepla. I zde jsme však dokázali, k vlastní škodě, přírodu hravě překonat. Přírodní zdroje se na množství emisí SO2 na území Evropy podílejí pouhými 2 procenty. Sirné emise, uvolňované vulkanickou činností, se na celkovém znečištění podílejí pouhými dvěmi procenty - sopka Vulcano, souostroví Lipari, Itálie.

Zdroje emisí oxidů síry

U oxidů síry můžeme zmínit několik zdrojů emisí. Jedním je spalování paliv obsahujících síru, dále jsou to úniky z průmyslu a pak také zdroje neantropogenního charakteru.

Antropogenní zdroje emisí můžeme shrnout následovně:

• Výroba elektrické energie
• Výroba tepelné energie
• Rafinerie ropy
• Dopravní prostředky
• Zpracování kovů

Ve všech těchto zařízeních může při spalování paliv obsahujících síru docházet k její oxidaci na SOx a následnému úniku do ovzduší. Při spalování tuhých paliv asi 95 % přítomné síry přechází na SO2, u kapalných paliv je to prakticky 100 %. Oxid siřičitý je ve spalinách částečně oxidován na SO3.

Čtěte také: Vše o emisních normách

V kouřových plynech z elektráren před odsířením dosahuje poměr SO3/SO2 1/40 až 1/80. Hlavní význam mají emise oxidu siřičitého, protože oxidu sírového se ve spalinách běžně nachází jen asi 2 % (z celkového obsahu sloučenin síry). Oxid sírový v ovzduší následně vzniká oxidací oxidu siřičitého.

V průmyslu výroby kyseliny sírové jsou užívána velká množství oxidu siřičitého. Mnohdy lze ale použít účinná odsiřovací zařízení či jiné technologie, které mohou u některých zdrojů emise oxidů síry omezit nebo dokonce prakticky zcela zlikvidovat.

Dopady emisí oxidů síry

Oxid siřičitý může způsobovat širokou škálu negativních dopadů jak na životní prostředí, tak na zdraví člověka. Během určité doby v ovzduší přechází fotochemickou nebo katalytickou reakcí na oxid sírový, který je hydratován vzdušnou vlhkostí na aerosol kyseliny sírové. Rychlost oxidace závisí na povětrnostních podmínkách, teplotě, slunečním svitu, přítomnosti katalyzujících částic atd. Běžně se během jedné hodiny odstraní 0,1 až 2 % přítomného SO2. Kyselina sírová může reagovat s alkalickými částicemi prašného aerosolu za vzniku síranů.

Sírany se postupně usazují na zemský povrch nebo jsou z ovzduší vymývány srážkami. Při nedostatku alkalických částic v ovzduší dochází k okyselení srážkových vod až na pH < 4. Tímto způsobem oxidy síry společně s oxidy dusíku tvoří takzvané kyselé deště. Ty pak mohou být větrem transportovány na velké vzdálenosti a způsobit značná poškození lesních porostů i průmyslových plodin, uvolňují z půdy kovové ionty, poškozují mikroorganismy, znehodnocují vodu a mohou způsobit úhyn ryb.

Oxidy síry byly také podstatnou příčinou vzniku tzv.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Vliv na lidské zdraví

Oxid siřičitý je smyslovými orgány rozpoznán až při koncentraci 2 až 3 mg.m-3 (sladká chuť v ústech). Při běžných koncentracích kolem 0,1 mg.m-3 oxid siřičitý dráždí oči a horní cesty dýchací. Při koncentraci 0,25 mg.m-3 dochází ke zvýšení respirační nemocnosti u citlivých dospělých i dětí. Koncentrace 0,5 mg.m-3 vede k vzestupu úmrtnosti u chronicky nemocných lidí. Významně ohroženou skupinou lidí jsou především astmatici, kteří bývají na působení oxidů síry velmi citliví (zúžení průdušek).

Chronická expozice negativně ovlivňuje řadu životně důležitých funkcí - krvetvorbu, metabolismus glycidů, poškozují plíce (CHOPN) a srdce.

Při kontaktu s vyššími koncentracemi oxidu siřičitého (SO2) dochází u exponované osoby zejména k následujícím konkrétním projevům:

• poškození očí;
• poškození dýchacích orgánů (kašlání, ztížení dechu);
• při velmi vysokých koncentracích tvorba tekutiny v plicích (edém).

Opakovaná expozice způsobuje ztrátu čichu, bolesti hlavy, nevolnost a závratě.

Monitorování a měření emisí

Základní představu o emisích oxidů síry (SOx) si lze udělat z bilance daného průmyslového provozu. U spalovacích procesů může být vodítkem obsah síry v palivu, ze které oxid siřičitý vzniká. Množství unikajících oxidů síry můžeme zjistit i pomocí měření koncentrace ve vzduchu či spalinách a z jeho vypuštěného objemu.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Obsah oxidů síry ve zkoumaném odebraném vzorku (vzniklého prosytím známého množství vzduchu roztokem vhodného činidla) je možné stanovit celou řadou analytických metod.

Můžeme uvést například:

• spektrofotometrické stanovení;
• stanovení iontovou chromatografií;
• coulometrické stanovení.

Je možné také využít plamenovou emisní spektrometrii, na které jsou založeny i terénní analyzátory celkové síry v ovzduší.

Pro stanovení hmotnostní koncentrace emisí SO2 je k dispozici řada normovaných postupů:

Pro stanovení oxidu siřičitého lze rovněž využít mobilní přístroje. Služby poskytují komerční laboratoře.

Legislativa a snižování emisí

Emise oxidů síry (oxidu siřičitého) představují v dnešním průmyslovém světe značný problém. V roce 1980 se bývalé Československo zavázalo snížit emise oxidu siřičitého z tehdejších 2 500 000 tun/rok o 30 % a dále pak dosáhnout v roce 2010 celkového snížení emisí na konečnou hodnotu maximálně 500 000 tun/rok.

Obecné emisní limity stanovuje Zákon o ochraně ovzduší (201/2012 Sb.).

V roce 2020 nebyl v ČR překročen hodinový ani 24hodinový imisní limit oxidu siřičitého (SO2) na žádné měřicí stanici, takže oba imisní limity byly splněny.

K výraznému snížení imisních koncentrací SO2 došlo po roce 1998 v souvislosti s nabytím účinnosti zákona č. 309/1991 Sb. a splněním předepsaných emisních limitů.

Celkový klesající průběh koncentrací SO2 je způsoben poklesem emisí v důsledku odsíření uhelných elektráren a změnou používaných paliv (viz vývoj emisí v kap. II). Vliv na meziroční kolísání koncentrací této látky mají rovněž v jednotlivých letech odlišné meteorologické a rozptylové podmínky.

Zdrojem emisí oxidů síry je především spalování pevných fosilních paliv, která síru obsahují. V roce 2019 pocházelo v celorepublikovém měřítku ze sektoru 1A1a - Veřejná energetika a výroba tepla 47,2 % emisí SOX a ze sektoru 1A4bi - Domácnosti: Vytápění, ohřev vody, vaření 21,7 %.

tags: #emise #z #výroby #síry

Oblíbené příspěvky:

• Ministerstvo životního prostředí a kvalita ovzduší
• Zajímavosti Bystrého u Poličky
• Návod na připojení sušičky Whirlpool
• Udržitelné mytí nádobí
• Chemie pro vodní hospodářství