Le dioxyde de soufre SO2 est un gaz incolore, dense et toxique. Il est naturellement libéré dans l’atmosphère terrestre par les volcans. La combustion des combustibles fossiles est la première source anthropique de dioxyde de soufre. En effet, du soufre est naturellement contenu dans certains combustibles, charbons notamment. Leur désulfuration permet de réduire les émissions polluantes. Enfin, certaines industries dégagent du dioxyde de soufre. C’est notamment un produit résiduel formé lors de la fabrication du ciment, mais aussi quand les papetiers transforment la pulpe de bois en papier. Enfin, il peut provenir de l’industrie métallurgique, de l’incinération des ordures, etc.
Une fois dans l’atmosphère, en présence d’autres gaz comme le dioxyde d’azote, il peut se transformer en trioxyde de soufre SO3 et en acide sulfurique H2SO4. Le SO2 et d’autres oxydes de soufre peuvent de plus réagir avec d’autres composés dans l’atmosphère pour former de fines particules, des aérosols.
Nous allons ici étudier dans un premier temps les phénomènes de pollution dus au dioxyde de soufre, et dans un second temps les aérosols soufrés.
Le dioxyde de soufre, un polluant atmosphérique.
Dioxyde de soufre et pluies acides
La dissolution de l’acide sulfurique dans l’eau de pluie est à l’origine des pluies acides. En atteignant le sol, l’acidité permet la mobilisation de l’aluminium et de divers métaux lourds préalablement contenus dans les roches. En conséquence, les arbres puisent ces substances toxiques et on observe une dégénération des forêts. D’autres gaz sont impliqués dans ces pluies acides. Il s’agit principalement des oxydes d’azote (NOx). Ces gaz se forment lors de toute combustion et qui se transforment en acide nitrique. Il y a aussi l’acide chlorhydrique, qui provient de l’incinération de certains déchets plastiques.
On en parlait beaucoup dans les années 1970-1980 en Europe. Couvrant des régions de la République tchèque, de l’Allemagne et de la Pologne, on appelait « Triangle noir » le secteur très touché par les pluies acides. Des forêts entières y étaient mortes ou mourantes et même les voies ferrées étaient corrodées par les précipitations acides. Il en était de même dans certains secteurs des États-Unis.
Depuis, on utilise des combustibles mieux désoufrés. De plus, on a largement délocalisé les industries. On n’en parle donc plus. Le problème est désormais délocalisé comme les industries… Depuis l’an 2000, les niveaux d’acide nitrique et sulfurique dans les précipitations augmentent régulièrement dans les villes asiatiques telles que Pékin et New Delhi. On y utilise largement le charbon pour produire de l’électricité. Sans normes environnementales, les mêmes causes produisent les mêmes effets…
Des problèmes de santé
Le dioxyde de soufre peut être à l’origine de certains problèmes de santé, surtout chez les personnes sensibles comme les asthmatiques, les personnes âgées et les enfants. Des expositions courtes à des valeurs élevées (plus que 250 μg/m3) peuvent provoquer des spasmes bronchiques, des accès de toux, une altération de la fonction respiratoire et des irritations des yeux. En se fixant sur les particules fines, une faible partie de ce polluant peut pénétrer jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
Les lichens, des indicateurs de pollution
Parmi les différents êtres vivants, les lichens sont d’excellents indicateurs de pollution atmosphérique. En effet, les besoins en azote et la sensibilité au dioxyde de soufre varie selon les espèces. Ainsi, au centre des grandes villes comme dans le secteur de la place Michelet au Puy-en-Velay, les troncs sont noirs et portent peu de lichens. En restant en Haute-Loire, dès qu’on s’éloigne du trafic routier, on peut facilement voir de nombreux lichens sur les troncs d’arbre.
Le dioxyde de soufre à l’origine d’aérosols
Formation des aérosols
Dans l’atmosphère, le dioxyde de soufre s’oxyde en acide sulfurique. Dans un premier temps c’est un gaz qui forme un noyau pour la formation d’aérosols.
Voici ce qu’on peut lire dans un article d’un spécialiste allemand paru en 2006. Une fraction importante du nombre total de particules présentes dans l’atmosphère est formée à l’origine par nucléation à partir de gaz. Il peut y avoir 2 composants (nucléation binaire) : acide sulfurique + eau. Il peut aussi y en avoir 3 (nucléation ternaire) : acide sulfurique + eau + ammoniac. Les scientifiques disposent d’instruments de plus en plus nombreux pour les étudier. Ils ont ainsi pu observer que l’acide sulfurique gazeux est souvent un noyau autour duquel se créent des aérosols. Puis d’autres substances viennent s’agréger et faire grandir les particules. Ils ont pu voir ce phénomène en de multiples endroits de l’atmosphère, des forêts boréales aux zones très polluées.
Action refroidissante des aérosols soufrés
Lors de son éruption explosive le 15 juin 1991, le volcan philipin Pinatubo a propulsé au moins dix millions de tonnes d’aérosols riches en soufre jusqu’à 35 kilomètres d’altitude. Les satellites ont vu un vaste ensemble de nuages qui ont fait plusieurs fois le tour de la Terre. Cette couche a notablement réduit la quantité de lumière parvenant au sol. On a mesuré une baisse de température l’année suivante : 0,4 à 0,6°C dans l’hémisphère nord, 0,4°C au sud.
La géoingénierie consiste à mettre en œuvre des « solutions » à grande échelle pour modifier le climat. En 2006, Paul Crutzen, prix Nobel de chimie 1995, a ainsi proposé d’injecter chaque année du soufre dans la stratosphère, à l’aide de ballons. On n’a pas retenu cette idée. Car les particules soufrées agissent aussi sur l’ozone. Baisser légèrement la température pour augmenter le trou dans la couche d’ozone… mauvaise idée ! (source : article Futura-Sciences)
Au final… ce qu’on peut lire dans certains articles, c’est que si limiter les émissions de dioxyde de soufre s’avère indispensable pour limiter la pollution atmosphérique, cela réduit aussi la quantité d’aérosols et… diminuer ces aérosols contribue au réchauffement climatique…
Le dioxyde de soufre est impliqué dans plusieurs crises biologiques, notamment lors de l’extinction massive observée à la limite entre l’ère primaire et l’ère secondaire : la crise permien – trias.
