2009 01 01 3943

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

5. Chemia troposf ery — opad atmosferyczny

Inne losy związków siarki w atmosferze

Wspomnieliśmy wcześniej, że siarczek karbonylu jest połączeniem całkiem odpornym na utlenienie przez rodniki hydroksylowe. Jego czas przebywania w atmosferze jest trudny do określenia i został oszacowany na od 0,5 do 7 lal. W rezultacie dyfuzja tego szczególnego związku siarki do siratosfery jest ważnym procesem jego usuwania z troposfery. Z kolei w stratosferze może on ulegać fotochemicznemu utlenieniu z wytworzeniem ditlcnku siarki i ostatecznie anionu siarczanowego!VI), który stanowi istotny składnik stratosferycznego aerozolu. Aktywność wulkaniczna, w wyniku której ditlenek siarki wprowadzany jest bezpośrednio do stratosfery. przyczynia się do wzrostu jego stężenia i jednocześnie do obniżenia globalnej temperatury wskutek fizycznego zatrzymywania promieniowania słonecznego. Związki siarki w stratosferze biorą również udział w' innych procesach chemicznych, mających różnorodny wpływ na środowisko. Jako przykład rozpatrzmy przypadek erupcji wulkanu Mt. Pinatubo.

Wulkany — erupcja wulkanu Mount Pinatubo w 1991 roku

Mount Pinatubo jest wulkaniczną górą znajdującą się około 100 km na północny wschód od Manili, stolicy Filipin. Po 635 łatach spokoju w czerwcu 1991 roku nastąpiła gwałtowna erupcja, z maksimum 14 i 15 czerwca. W przybliżeniu 7 km¹ magmy zostało wyrzucone w postaci lawy i popiołu do atmosfery. Gęsty opad popiołu obserwowano w odległości 40 km od wulkanu, a tajfun Yunya. który wystąpił kiótko po tej wulkanicznej erupcji, przeniósł pyły aż do Tajlandii i Singapuru. Popiół — zasadowo-wapienny pumeks — zawierał krystality anhydrytu (CaS0₄), co wskazało, że w magmie było duże stężenie siarki.

Oprócz popiołu doszło do uwolnienia znacznych ilości gazów, w składzie którycli występowały rozmaite połączenia węgicl-tlcn-wodór-siarka. Głównymi składnikami gazowymi były para wodna i ditlenek węgla wraz z ok. 20 Ml ditlcnku siarki [ilość ta (ok. 10 Mt siarki elementarnej) stanowi ok. 1/10 globalnej ilości emitowanego ditlenku siarki ze źródeł antropogenicznych; patrz tab. 5.5]. Uwolnione gazy przeniknęły do stratosfery na wysokości od 20 do 30 km n.p.m.. a ditlenek siarki uległ z czasem przekształceniu w kwas siarkowy!VI), występujący w postaci uwodnionego aerozolu. Chmura aerozolu dryfowała w kierunku północno-zachodnim i na początku stycznia 1992 roku można ją było obserwować w pobliżu Grenlandii. Rozmaite procesy sprawiły, żc uległa ona rozproszeniu w okresie 1-3 lat.

Obecność aerozolu była przyczyną wystąpienia szeregu negatywnych skutków dla środowiska. Cząstki rozproszone w chmurze blokowały dostęp promieniowania słonecznego. wskutek czego obserwowano mierzalne, ale niejednorodne średnic globalne ochłodzenie w okresie dwóch lat po erupcji. Ponadto zaobserwowano przyspieszenie ubytku ozonu, szczególnie w wirze polarnym. Wyjaśnia się to faktem konwersji pięciotlenku diazotu w kwas azotowy!V) [reakcja (5.10)]. Jest to reakcja, która przebiega na powierzchni kryształów kwasu siarkowcgo(VI). W wyniku usuwania NO, ze stratosfery obserwowano zmniejszoną skłonność ditlcnku azotu do reakcji z tlenkiem chloru [reakcja (3.52.)]. W konsekwencji nastąpiło zwiększenie udziału chloru w katalitycznym cyklu rozkładu ozonu i tym samym zmniejszenie stężenia ozonu.