1.3.1. Kükürt Oksitler (SO_x)

Kükürt oksitlerin çoğunluğu sabit kaynaklarda fosil yakıtların yanması sonucunda meydana gelirler. Fosil yakıtlar (petrol, kömür vd.) % 0.5 ila % 6 arasında kükürt içerirler. Petrol ve kömür gibi fosil yakıtların yanması sonucunda kükürt çoğunlukla SO₂ şeklinde atmosfere yayılır. Atmosferde kükürdün yoğunlaşma fazındaki şekli ise SO₄^2- dir. Kükürt dioksit yanıcı olmayan renksiz bir gazdır. Yarılanma hızı 24 saat olup atmosferde kalıcılık süresi 40 günü bulmaktadır. Atmosfere atılan kükürt oksit emisyon miktarının büyük çoğunluğunu insan etkinlikleri oluşturmaktadır (Tablo 1.1). SO₂‘nin dönüşüm reaksiyonları katalitik ve fotokimyasal olarak iki şekilde meydana gelmektedir. Katalitik oksidasyonlar yüksek nem ve partikül konsantrasyonunda meydana gelen oksidasyonlardır (Bufalini, 1971). Temiz havada, homojen reaksiyonlar yoluyla SO₂ çok yavaş olarak SO₃’e oksitlenir. Eğer su varsa hızlı olarak sülfürik asite dönüşür. Kükürt dioksit atmosfere çıktıktan sonra bir dizi reaksiyona uğramaktadır (Akman, 2000).

SO₂ + H₂O                  H₂SO₃                                                                                    (1.1)

2SO₂+O₂                    2SO₃                                                                                                                  (1.2)

SO₃+H₂O                    H₂SO₄                                                                                                               (1.3)

SO₂'nin katalitik oksitlenmesinde SO₂'nin oksitlenme oranı enerji santrallerinin baca gazlarında temiz havaya göre 10 ila 100 kat daha fazla görülmüştür (Gartell et. al., 1963). Demir, magnezyum, kalsiyum ve sülfat iyonlarının varlığında SO₂ su damlaları içinde çözünür ve çabukça oksidize olarak sülfürik asite dönüşür. Bu reaksiyonda demir, magnezyum, kalsiyum ve sülfat iyonları katalizör görevindedir.

Tablo 1.1: Küresel olarak 1989 yılı baz alınarak yapılan kükürt oksit ve azot oksit emisyon tahminleri (milyon ton/yıl) (Graedel et al, 1995).

Avrupa ülkelerinden neşredilen kükürt dioksit emisyonları ve birikmeleri Tablo 1.2’te verilmiştir. Bütün dünyaya neşrolunan SO₂ emisyonları ise dünya SO₂ konsantrasyonunu her yıl 0.006 ppm arttırmaktadır. Buna karşılık tüm asit ve sülfatlar yağış yolu ile ancak 43 günlük bir süre içerisinde atmosferden uzaklaştırılmaktadır (İncecik, 1994).

Tablo 1.2: 1993 yılı tahminlerine göre Avrupa ülkelerinin kükürt dioksit ve azot oksit emisyonları ve bunların birikmeleri (*1000 ton/yıl) (Acid News,  1995)