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C'est un gaz sans couleur et ininflammable avec une odeur pénétrante qui irrite les yeux et les voies respiratoires. Il réagit sur la surface d'une variété de particules en suspension solides, il est soluble dans l'eau et peut être oxydé dans les gouttelettes d'eau portées par le vent. Le dioxyde de soufre provient principalement de la combustion des combustibles fossiles (charbons, fuels, …), au cours de laquelle les impuretés soufrées contenus dans les combustibles sont oxydées par l’oxygène de l’air O2 en dioxyde de soufre SO2. Ce polluant gazeux est ainsi rejeté par de multiples petites sources (installations de chauffage domestique, véhicules à moteur diesel, …) et par des sources ponctuelles plus importantes (centrales de production électrique ou de vapeur, chaufferies urbaines, …). Certains procédés industriels produisent également des effluents soufrés (production d’acide sulfurique, raffinage de pétrole, métallurgie des métaux non ferreux, …). La combustion du charbon est la plus grande source synthétique de dioxyde de soufre représentant environ 50% des émissions globales annuelles, avec la brûlure de pétrole représentant 25-30% en plus. Les volcans sont la source naturelle la plus commune de dioxyde de soufre.

Les concentrations de dioxyde de soufre (SO2) ont fortement baissé ces dernières années au rythme d’environ 10 % par an depuis cinq ans, pour atteindre maintenant un plancher de l’ordre de 5 µg/m3 en moyenne annuelle pour l’ensemble des agglomérations. Cette évolution récente s’explique notamment par l’amélioration des combustibles et carburants, la désulfuration des fumées des grandes installations de combustion (et la réduction du taux de marche des centrales thermiques d’EDF), le traitement des fumées des usines d’incinération d’ordures ménagères. Mais il demeure l’un des responsables des pluies acides car, dans l'atmosphère, il peut se transformer en ... en acide sulfurique. En outre certaines zones très industrielles (Le Havre, Fos-Berre par exemple) demeurent encore soumises à des pointes de pollution par le SO2.
- Effets sur la santé humaine : le SO2 est un irritant des muqueuses, de la peau et des voies respiratoires. Inhalé à concentration de quelques centaines de microgrammes par mètre cube d’air il est absorbé à 85-99 % par les muqueuses du nez et du tractus respiratoire supérieur du fait de sa grande solubilité. Une faible fraction peut néanmoins se fixer sur des particules fines et atteindre ainsi les voies respiratoires inférieures.
- Effet sur la végétation : le dioxyde de soufre avec les oxydes d’azote contribuent à la formation des pluies acides. Outre leur effet direct sur les végétaux, ils peuvent changer les caractéristiques des sols, notamment des sols acides (granite, schistes acides, grès).
- Effet sur les matériaux : à partir des substances acides qu’il génère (acide sulfurique), le SO2 apporte sa contribution aux processus de dégradation des matériaux. L’acide sulfurique formé en présence d’eau réagit avec le calcium contenu dans les particules et donne naissance à des cristaux de gypse (CaSO4,2H2O) qui jouent un rôle important dans la dégradation des monuments tant par leur action mécanique que chimique. Le gypse en cristallisant à l’intérieur des pores des matériaux exerce une pression très importante sur la pierre et la fait éclater. Il cimente les microparticules et contribue à la formation des croûtes noires.

La méthode européenne de référence utilisée pour la mesure du dioxyde de soufre est la fluorescence ultraviolette. Elle repose sur la mesure d'un rayonnement de fluorescence émis par les molécules de dioxyde de soufre, soumises à un rayonnement ultraviolet émis par une lampe basse pression à vapeur de zinc. La fluorescence mesurée par un photomultiplicateur est directement proportionnelle à la concentration en dioxyde de soufre de l’échantillon.

- Moyenne annuelle maximum admissible pour l'OMS : 50 microgrammes/m3.
- Moyenne annuelle maximum admissible pour la CEE : 40 / 60 microgrammes/m3.

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