Hver eru mengunaráhrif brennisteins?

Heimild:  Vísindavefurinn

 

h2sBrennisteinn er frumefni sem þekkt hefur verið allt frá forsögulegum tíma og flest tungumál heimsins hafa um það sérheiti, eins og til dæmis:

  • brimstone – enska
  • schwefel – þýska
  • azufre – spænska
  • rikki – finnska
  • iwo – japanska
  • liu huang – kínverska
  • gundhuk – hindí
  • isibabule – zúlúmál

Orðið súlfúr sem er nokkuð alþjóðlegt heiti brennisteins á uppruna sinn í sanskrít ‘sulvere’ eða latínu ‘sulfurium’. Brennisteinn er nefndur 14 sinnum íBiblíunni og yfirleitt ekki af góðu en reyndist vel til að eyða hinum syndum spilltu Sódómu og Gómorru. Frægð og spurn eftir brennisteini jókst mjög við tilkomu byssupúðursins, en þar er hann höfuðþáttur ásamt viðarkolum og kalíumnítrati. Kínverjar áttu heiðurinn af uppgötvun þess, en sá sem birti uppskriftina um miðja 13. öld var fransiskusarmunkurinn Roger Bacon (um 1220-1292).

Brennisteinn er algengt frumefni og til í miklu magni í jarðlögum á formi súlfata eins og gifs (CaSO4), pýríts (FeS) eða sem tiltölulega hreint frumefni. Kolalög, olía og gasuppsprettur innihalda einnig töluvert magn af brennisteini. Hringrás brennisteins í náttúrunni nemur um 150-350 milljónum tonna árlega og talið er að þar af séu um 40-60 milljón tonn af manna völdum.

Til eru gríðarmörg efnasambönd brennisteins og mjög mörg þeirra eru til ýmiskonar iðnaðarnota. Þetta geta verið súlfíð, súlföt eða oxíðsambönd, klóríð eða lífræn brennisteinssambönd. Eiginleikar þessara efna eru margvíslegir og efnin geta verið eitruð og tærandi. Eitt mest notaða efni í iðnaði er til dæmis brennisteinssýra, H2SO4. Ekkert annað einstakt efni er framleitt í jafnmiklu magni. Notkun brennisteinsefnasambanda í ýmsum iðngreinum er mjög mikil og henni getur fylgt ýmiss konar mengun eins og til dæmis súlfítmengun í grennd við pappírsiðnað. Til að takmarka þessa umfjöllun verður hér aðeins fjallað um mengun af völdum brennisteinstvíoxíðs og brennisteinsvetnis.

Brennisteinstvíoxíð, SO2, er eitt af algengustu mengunarefnum í umhverfi manna. Það er losað út í umhverfið í einhverju mæli í flestum brennsluferlum, þar sem notuð eru kol, olía eða gas. Það oxast auðveldlega í SO3 og brennisteinssýru í andrúmslofti og myndar þá gjarnan loftsvif (e. aerosol). Súrt regn er alþekkt afleiðing mikillar brennisteinstvíoxíðmengunar. Mikil mengun (>10 mg/m3) getur valdið nokkrum öndunarerfiðleikum og þeir sem eru viðkvæmir eða astmaveikir geta fengið berkjukrampa við mun lægri styrk eða um 2,7 mg/m3.Þá er talið að brennisteinstvíoxíðmengun og rykmengun hafi samverkandi áhrif og sýnt hefur verið fram á aukna dánartíðni þar sem mengun þessara efna er hvor um sig um eða yfir 0,25-0,5 mg/m3. Lyktarskynmörk eru mjög há eða nokkur mg/m3. Í ýmsum iðnaði hafa menn orðið fyrir mengun af völdum SO2, sérstaklega í pappírsframleiðslu og málmbræðslu. Mengunarmörk á SO2 í vinnuumhverfi eru sett 14 mg/m3 (5 ppm).

Áhrif á gróður geta orðið veruleg, með eyðileggingu á blaðgrænu í jurtum, minnkandi ljóstillífun og breytingum á efnaskiptum plöntunnar og vatnsjafnvægi. Styrkur undir 3 mg/m3 (1 ppm) getur valdið skaða og mjög viðkvæmur gróður getur beðið skaða af styrk allt niður að 0,2 ppm. Gróður er þó misviðkvæmur fyrir mengun af völdum brennisteinstvíoxíðs. Áhrifin eru bæði bein með upptöku á blöðum plantna eða óbein með súrnun jarðvegs. Lífríki í vötnum er hætta búin ef árleg úrkoma á SO2 er meiri en 0,5 g/m2. Dæmi eru um að á stórum svæðum hafi orðið skógareyðing og vatnadauði af völdum súrs regns, til dæmis í Evrópu og Svíþjóð.

Mengunarmörk á SO2 eru 50 µg/m3 (sólarhringsmeðaltal) og 30 µg/m3ársmeðaltal skv. mengunarvarnareglugerð. Er þar jafnt tekið mið af áhrifum SO2 á gróður sem og lífverur. Bakgrunnsgildi á SO2 á Íslandi er um eða innan við 0,1 µg/m3.

Brennisteinsvetni eða vetnissúlfíð, H2S, sem er að finna í jarðgufu er mjög eitruð lofttegund. Eiturvirkni er ýmiskonar, á augu, lungu og taugavef í mönnum og almenn efnaskipti í lífverum. Lyktarskynmörk eru mjög lág, um eða innan við 0,01 mg/m3 og lykt mjög einkennandi. Styrkur yfir 15 mg/m3veldur ertingu í augum, yfir 70 mg/m3 getur valdið alvarlegum augnskaða, lyktarskyn tapast við yfir 210 mg/m3, hætta er á lungnabjúg og dauða við styrk yfir 450 mg/m3, yfir 1400 mg/m3 leiðir til bráðrar öndunarlömunar og dauða.

Vel þekkt er að nokkur bakgrunnsmengun er af brennisteinsvetni á jarðhitasvæðum og í kringum jarðhitavirkjanir. Ekki eru talin eituráhrif af styrk allt að 1,5 mg/m3 en Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin (WHO) mælist til að viðmiðunarmörk í andrúmslofti á vinnustað séu 0,15 mg/m3(sólarhringsmeðaltal). Þá er talið æskilegt að bakgrunnsgildi í andrúmslofti sé ekki yfir 7µg/m3 vegna þess hve lyktarskynmörk eru lág.           

Fleira áhugavert: