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close this bookManuel sur l'Environnement Volume III: Catalogue des Normes Antipollution (GTZ/BMZ, 1996, 663 pages)
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Dioxyde de soufre

APPELLATIONS

Numéro du CAS: 7446-09-5

Nom dans le registre: Dioxyde de soufre

Nom de la substance: Dioxyde de soufre

Synonymes, noms commerciaux: Oxyde de soufre (IV), Oxyde de soufre, anhydride sulfureux, gaz sulfureux

Nom(s) anglais: Sulfur dioxide

Nom(s) allemand(s): Schwefeldioxid

Description générale: Gaz incolore, non inflammable, d'odeur suffocante similaire à celle du soufre en combustion; en dilution, odeur rappelant celle du vinaigre.

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES

Formule brute: SO2

Masse atomique relative: 64,06 g

Masse volumique: 1,46 g/cm3 à -10°C (liquide); 2,93 g/l à 20°C (gaz)

Densité de gaz: 2,26

Point d'ébullition: -10°C

Point de fusion: -75,5°C

Tension de vapeur: 331 kPa à 20°C, 462 kPa à 30°C, 842 kPa à 50°C

Seuil olfactif: 0,3 - 1 ppm (dans l'air)

Solubilité: Dans l'eau: 112,7 g/l à 20°C (1013 mbar),

228,3 g/l à 0°C (1013 mbar);

Aisément soluble dans l'alcool, le benzène, l'acétone, le tétrachlorure de carbone; entièrement miscible à l'éther, au sulfure de carbone, au chloroforme et aux glycols.

Facteurs de conversion: 1 ppm = 0,376 mg/m3

1 mg/m3 = 2,663 ppm

ORIGINE ET UTILISATIONS

Utilisations:

Parmi les multiples utilisations de SO2, on peut notamment mentionner les suivantes: agent de réduction dans la métallurgie, agent réfrigérant dans l'industrie du froid, agent de désinfection et de blanchiment, de conservation et d'amélioration de la qualité des produits alimentaires, agent de déchloration et fumigant. Le dioxyde de soufre constitue le principal composé de l'industrie chimique. 98% du SO2 utilisé dans l'industrie sert à la fabrication d'acide sulfurique anhydre, puis de l'acide sulfurique.

Origine/fabrication:

Les sources naturelles d'émission sont le volcanisme et les processus de combustion. Les sources d'émission de nature anthropogène sont liées en premier lieu à la combustion de matières contenant du soufre (charbon, pétrole brut, gaz naturel, etc.) dans les centrales électriques et systèmes de chauffage urbain, dans l'industrie, les ménages et la circulation routière. La synthèse du So2 s'effectue à partir de soufre élémentaire, de pyrite, de minerais sulfurés de métaux non-ferreux, de gypse, d'anhydrite et de gaz de fumée (concernant les différentes procédés, cf. ULLMANN, 1984).

Chiffres de production:

- Sauf production à base de soufre élémentaire et de pyrites (en 1.000 t de soufre, (1982):

production mondiale: 5.820
Union soviétique: 1.700
Etats-Unis: 1.380
Japon: 1.370

- Production à partir de pyrites (en 1.000 t de soufre, 1975):

production mondiale: 11.000

- Production à partir de minerais métalliques et de soufre métallique (en 1.000 t de soufre, 1992):

production mondiale: 20.000
(toutes données reprises de ULLMANN, 1994)

Chiffres d'émission (estimation):

Les émissions totales en République fédérale d'Allemagne ont été chiffrées à environ 2,3 x 106 tonnes. Pour 1982, les émissions naturelles à l'échelle mondiale étaient estimées à 750 x 106 tonnes, les émissions anthropogéniques représentant 100 x 106 tonnes environ (RÖMPP, 1988).

TOXICITE

Homme:

25 mg/m3 (moy.ann.)

Fréquence croissante d'affection



des voies respiratoires inférieures (sel. UN-ECE, 1984)


225 mg/m3 (moy.ann)

Fréquence croissante des symptômes respiratoires; fonction pulmonaire réduite chez les enfants âgés de 5 ans (sel. UN-ECE, 1984)


200 mg/m3 (max.journ., 30 mn)

Augmentation significative des cas de «pseudo-croup» chez les enfants (sel. AFRL, 1987)


200 mg/m3 (val. 24 h)

Augmentation de la mortalité chez les personnes âgées (sel. AFRL, 1987)


1,3 mg/m3 (40 mn)

Rétraction des voies respiratoires chez les asthmatiques (sel. AFRL, 1987)


53,3 mg/m3 (10-30 mn)

Irritations violentes et très désagréables (sel. DFG, 1988)


133,2 mg/m3 (60 mn)

Fortes irritations des muqueuses, hémorragie et oedème pulmonaire, spasmes du larynx avec risque d'étouffement (sel. DFG, 1988)

Mammifères:



Souris

CL50 346 mg/m3 (24 h)

sel. DFG, 1988

Souris

CL 1.598 mg/m3 ( 5 h)

sel. DFG, 1988

Souris

CL 2.130 mg/m3 (20 mn)

sel. DFG, 1988

Lapin

CL50 679 mg/m3 (24 h)

sel. DFG, 1988

Lapin

CL (après 7 j) 2 130 mg/m3 (1 h)

sel. DFG, 1988

Hamster

CL 1.065 mg/m3 (6 h)

sel. DFG, 1988

Cobaye

CL50 1.076 mg/m3 (24 h)

sel. DFG, 1988

Insectes:

CL 2 vol% (6 h)

sel. RÖMPP, 1988

Flore:



Espèces diverses

>20 mg/m3 (moy. an., lésions visibles)

sel. AFRL, 1987

Epicéa

30-40 mg/m3 (moy. an., lésions)

sel. VDI, 1978

Epicéa

50-70 mg/m3 (moy. an., fortes lésions)

sel. VDI, 1978

Plantes cultivées

50 mg/m3 (90 j, lésions)

sel. DFG, 1988

Pins (région de la Ruhr)

>80 mg/m3 (moy.pér.d.végét.prem. lésions)

sel. VDI, 1978

Espèces diverses

2,7-5,5 mg/m3 (qqs.heures, fortes lésions)1)

sel. ULLMANN, 1984

Sensibilité de végétaux supérieurs (UBA, 1980):

Très sensibles:

Féverole commune

Groseille

Vesce commune

Noyer

Pois

Lupin

Groseille à maquereau



Sapin Douglas

Trèfle

Epinard



Epicéa

Luzerne

Sapin



Sensibles:

Tilleul

Pin

Avoine

Haricot

Hêtre commun

Pin Weymouth

Seigle

Colza


Pomme

Mélèze

Blé



Noisette

Orge

Salade



Peu sensibles:

Erable

Pomme de terre

Platane

Tomate

Bouleau

Chou

Prunes

Genévrier


If

Poireau

Rhododendron

Saule


Chêne

Thuya

Robinier

Vigne


Fraise

Maïs

Betterave



Aulne

Carotte

Chamaecyparis



Lilas

Peuplier

Pin noir



Remarques:

1) Nécroses foliaires, inhibition de la photosynthèse

Pathologie/toxicologie

Homme/mammifères: Opacification de la cornée, difficultés respiratoires, inflammations des organes respiratoires, irritations oculaires (formation d'acide sulfureux sur les muqueuses humides); troubles psychiques et oedème pulmonaire; bronchite, troubles circulatoires et cardiaques. Effets similaires lors d'intoxication à l'acide sulfurique anhydre (SO3).

Plantes: Lésions visibles des parties aériennes en contact direct avec du SO2. Le dioxyde de soufre s'introduit par le stomate dans les feuilles, entraînant une perturbation physiologique et biochimique de la photosynthèse, de la respiration et de la transpiration due à ses effets nocifs sur le mécanisme d'ouverture des pores. Les lésions indirectes sont liées notamment à l'acidité des sols (dommages causés à la micorrhize) et donnent lieu à des troubles de la croissance.

COMPORTEMENT DANS L'ENVIRONNEMENT

Milieu aquatique:

Le dioxyde de soufre s'introduit dans les eaux de surface et les eaux souterraines par des dépôts secs et humides. La solution aqueuse réagit à la manière d'un acide puissant. En Allemagne, le SO2, de même que l'acide sulfurique et l'acide sulfureux sont classés parmi les substances dangereuses pour l'eau.

Atmosphère:

Le dioxyde de soufre fixe l'humidité de l'air et forme des aérosols d'acide sulfurique et d'acide sulfureux se déposant comme pluie acide. L'intensité de la formation d'aérosols et leur durée de séjour dans l'atmosphère dépend des conditions météorologiques et de la présence de polluants catalysants dans l'air. La durée moyenne de séjour dans l'atmosphère est de 3-5 jours env., si bien que le dioxyde de soufre peut être transporté sur de longues distances.

Sols:

Des dépôts secs et humides provenant de l'atmosphère sont les principales sources d'accumulation de sulfate dans les sols. Sous la forme de dépôts secs, il s'agit surtout de (NH4)2SO4, (NH4)3H(SO4)2, CaSO4, MgSO4, à faible teneur de composés organiques de soufre.

Le dioxyde de soufre et ses produits de transformation sont les principales sources d'acidification des sols, en particulier lorsque les systèmes tampons des sols ne sont pas en mesure de neutraliser les acides qui, soit sont directement introduits dans les sols, soit résultent de la transformation de sulfates solides. Les dommages induits ne sont pas précisés de façon spécifique pour chaque substance. La quasi totalité des réactions du sol est fonction du pH: aussi bien la désorption de nombreuses substances toxiques que le lessivage des éléments nutritifs augmentent avec l'acidification des sols.

Dégradation, produits de décomposition, demi-vie:

Comme décrit ci-dessus, 'Atmosphère' et 'Sols', le dioxyde de soufre s'oxyde rapidement et est très réactif. Les principaux produits de réaction ayant un impact sur l'environnement sont l'acide sulfurique et l'acide sulfureux.

Synergies/Antagonismes:

Il existe à ce sujet toute une série d'études - pour la plupart réalisées dans des conditions standardisées -, mais la complexité des facteurs entrant en jeu ainsi que des voies de contamination ne permettent pas d'obtenir des indications chiffrées sur les phénomènes qui se produisent dans le milieu naturel. Il est certain en tout cas qu'en association avec d'autres gaz polluants (p.ex. NOx, HF), les effets du SO2 s'intensifient dans des proportions plus fortes que l'addition des effets des diverses substances impliquées.

VALEURS LIMITES DE POLLUTION

Milieu

Secteur

Pays/ organ.

Statut

Valeur

Cat.

Remarques

Source

Air:


CDN

(L)

0,06 mg/m3



sel. DORNIER, 1984



CDN

(L)

0,06 mg/m3


moy.an.

sel. DORNIER, 1984



CDN

(L)

0,3 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



CDN

(L)

0,9 mg/m3


1 h

sel. DORNIER, 1984



CH

(L)

0,03 mg/m3


moy.an.

sel. WEIDNER, 1986



CH

(L)

0,4 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



CH

(L)

0,26 mg/m3


1 mois

sel. DORNIER, 1984



CH

(L)

0,7 mg/m3


2 h

sel. DORNIER, 1984



CS

(L)

0,15 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



CS

(L)

0,5 mg/m3


30 mn

sel. CES, 1985



D

L

0,14 mg/m3

IW1

1 an moy. arith

sel. TA-Luft, 1986



D

L

0,40 mg/m3

IW2

1 an 4)

sel. TA-Luft, 1986



D

L

1 mg/m3

MIK

30 mn

sel. BAUM, 1988



D

L

0,3 mg/m3

MIK

24 h

sel. BAUM, 1988



D

L

0,1 mg/m3

MIK

1 an

sel. BAUM, 1988



D

R

0,05-0,06 mg/m3


zones peu polluées

UBA, 1989



DDR

(L)

0,15 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



DDR

(L)

0,5 mg/m3


30 mn

sel. DORNIER, 1984



DK

(L)

0,14 mg/m3


1 an

sel. WEIDNER, 1986



E

(L)

0,065


1 an

sel. WEIDNER, 1986



CE

R

0,1- 0,15 mg/m3


24 h

CE, 1980



CE

R

0,04-0,06 mg/m3


1 an

CE, 1980



CE

R

0,08 mg/m3


1 an > 403)

CE, 1980



CE

R

0,12 mg/m3


1 an <= 403)

CE, 1980



CE

R

0,13 mg/m3


1 j hiver > 603)

CE, 1980



CE

R

0,18 mg/m3


1 j hiver <= 603)

CE, 1980



CE

R

0,25 mg/m3


1 an > 1503)4)

CE, 1980



CE

R

0,35 mg/m3


1 an <= 1503)4)

CE, 1980



F

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



GB

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



GR

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



H

(L)

1,15 mg/m3


24 h zones prot.

sel. DORNIER, 1984



H

(L)

1 mg/m3


30 mn zones prot.

sel. DORNIER, 1984



H

(L)

0,5 mg/m3


24 h zones spéc. prot.

sel. DORNIER, 1984



H

(L)

0,5 mg/m3


30 mn zones spéc. prot.

sel. DORNIER, 1984



I

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



I

(L)

0,38 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



I

(L)

0,75 mg/m3


30 mn

sel. DORNIER, 1984



IL

(L)

0,26 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



IL

(L)

0,78 mg/m3


30 mn

sel. DORNIER, 1984



IRL

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



J

(L)

0,11 mg/m3


24 h/1 an

sel. DORNIER, 1984



J

(L)

0,29 mg/m3


1 h

sel. DORNIER, 1984



COL

(L)

0,07 mg/m3


1 an

sel. DORNIER, 1984



L

(L)

comme CE


1 an

sel. WEIDNER, 1986



N

(L)

0,025-0.06 mg/m3


1 an

sel. WEIDNER, 1986



N

(L)

0,2 mg/m3 (+2%)


24 h

sel. DORNIER, 1984



N

(L)

0,4 mg/m3 +2%


1 h

sel. DORNIER, 1984



NL

R

0,075 mg/m3


1 an 50% d.moy. 24 h

sel. WEIDNER, 1986



NL

R

0,20 mg/m3


1 an 95% ds. moy. 24 h

sel. UBA, 1980



NL

R

0,25 mg/m3


1 an 98% ds. moy. 24 h

sel. WEIDNER, 1986



NL


0,15 mg/m3


1 an

sel. DORNIER, 1984



NL


0,3 mg/m3 (+2%)


24 h +2%

sel. DORNIER, 1984



NL


0,5 mg/m3


24 h +0,3%; 1 j/an

sel. DORNIER, 1984



PL


0,075 mg/m3


24 h zones spéc. prot.égées

sel. DORNIER, 1984



PL


0,25 mg/m3


20 mn zones spéc. prot.égées

sel. DORNIER, 1984


Emission

D

L

500 mg/m3


flux massique ³ 50 g/h5)

sel. TA-Luft, 1986


Amb.prof.

D

L

5 mg/m3

MAK


sel. DFG, 1994



PL


0,35 mg/m3


24 h zones prot.

sel. DORNIER, 1984



PL


0,9 mg/m3


20 mn zones protégées

sel. DORNIER, 1984



RU


0,25 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



RU


0,75 mg/m3


20 mn

sel. DORNIER, 1984



S


0,06 mg/m3


1 an

sel. DORNIER, 1984



S


0,75 mg/m3


1 h

sel. DORNIER, 1984



S


0,10 mg/m3


oct. à mars

sel. DORNIER, 1984



S


0,30 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



SF

(L)

0,04 mg/m3


1 an

sel. WEIDNER, 1986



SF

(L)

0,25 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



SF

(L)

0,7 mg/m3


30 mn

sel. DORNIER, 1984



SU

(L)

0,05 mg/m3


24 h zones résidentielles

sel. DORNIER, 1984



SU

(L)

0,5 mg/m3


30 mn zones résidentielles

sel. DORNIER, 1984



TU

(L)

0,15 mg/m3


24 h zones résidentielles

sel. DORNIER, 1984



TU

R

0,30 mg/m3


24 h zones industrielles

sel. DORNIER, 1984



USA

(L)

2 ppm

TWA


sel. ACGIH, 1986



USA

(L)

5 mg/m3

TWA


sel. ACGIH, 1986



USA

(L)

5 ppm

STEL


sel. ACGIH, 1986



USA

(L)

10 mg/m3

STEL


sel. ACGIH, 1986



OMS

R

0,1-0,15 mg/m3


24h1)

OMS, 1979



OMS

R

0,04-0,06 mg/m3


1 an

OMS, 1979



OMS

R

0,5 mg/m3


10 mn2)

OMS, 1987



OMS

R

0,35 mg/m3


1 h2)

OMS, 1987



OMS

R

0,125 mg/m3


24 h2)

OMS, 1987



OMS

R

0,05 mg/m3


1 an2)

OMS, 1987



YU

(L)

0,15 mg/m3


24 h

sel. DORNIER, 1984



YU

(L)

0,5 mg/m3


30 mn

sel. DORNIER, 1984









Effluents:


D

R

WGK 1



sel. ROTH, 1989

Remarques:

1) Valeur moyenne, 7 dépassements par an max.
2) Recommandations pour l'Europe
3) Pour une certaine teneur de poussières en suspension (en m g/m3); valeurs médianes
4) Valeur égale à 98% de la fréquence cumulée de toutes les moyennes quotidiennes de l'année
5) SO2 et SO3 sont désignés sous SO2

VALEURS COMPARATIVES/DE REFERENCE

En République fédérale d'Allemagne, les valeurs moyennes annuelles se situent entre 0,01 et 0,08 mg/m3. Pour les plaines d'Allemagne du Nord, ces valeurs se limitent à 0,01-0,02 mg/m3 par suite de conditions météorologiques favorables. Des valeurs similaires sont également observées dans les régions montagneuses de moyenne altitude du Sud de l'Allemagne et dans la région des Alpes . Des valeurs plus importantes variant entre 0,06 et 0,08 mg/m3 sont relevées dans de grandes agglomérations de la Ruhr, de la région Rhin/Main ou à Berlin. Dans les régions se trouvant à la frontière orientale de la République fédérale d'Allemagne, des émissions émanant de sources régionales (surtout Pologne et Tchécoslovaquie) contribuent pour une large part à la concentration de SO2 dans ces régions. A certaines périodes, la concentration dans ces régions rurales peut atteindre 2 mg/m3, soit les seuils d'alerte des décrets sur le smog dans les différents Laender [UBA, 1989].

Valeurs moyennes annuelles indicatives des immissions de SO2 [SRU, 1988]:

Zones "non polluées"

0,005 mg/m3

Zones rurales

0,005 - 0,04 mg/m3

Zones urbanisées

0,03 - 0,1 mg/m3

Centres urbains

0,14 mg/m3

Dans les zones urbanisées, les taux de pollution ponctuels (98-percentile des valeurs demi-horaires) se situent entre 0,2 et 0,3 mg/m3. Dans les régions les plus fortement polluées, des valeurs de 1,2 mg/ m3 (Bottrop, 1982) et même de 1,7 mg/m3 (Lünen-Brambauer, 1981) ont été atteintes à certaines stations de mesure.

EVALUATION ET REMARQUES

De toute évidence, les animaux de laboratoire utilisés jusqu'ici pour les études de toxicité sont nettement moins sensibles au dioxyde de soufre que l'homme. L'espèce animale la plus sensible, le cobaye, supporte - même pendant une période prolongée - des concentrations qui ne sont même pas tolérées par l'homme pendant de courtes périodes (DFG, 1988).

Le dioxyde de soufre compte parmi les composés chimiques le plus souvent traités dans les textes réglementaires. Il existe pour un grand nombre de pays des valeurs limites et indicatives basées sur des références diverses. Par rapport aux valeurs concernant de nombreuses autres substances, celles se rapportant au SO2 sont soumises à des changements relativement rapides.

Une étude comparative de toutes les données actuellement disponibles doit avant tout tenir compte du mode de calcul utilisé (médiane, moyenne arithmétique, périodes de référence, percentiles, etc.). Les valeurs émanant des Pays-Bas et de la CEE sont de bons exemples à cet égard.

UBA, 1980 fournit des informations concernant la comparaison d'installations techniques, la teneur en soufre des matières premières provenant de différents pays et les différents scénarios en jeu. Une distinction doit être opérée entre le SO2 produit à des fins industrielles (par exemple, production d'acide sulfurique) et les émissions de SO2. Bien que la majeure partie du SO2 ait une origine naturelle, il importe de réduire les émissions anthropogènes et, en particulier, celles provenant de processus de combustion.