Svaveloxidation

Svaveloxidation är kemiska processer där svavel binder till högre oxidationstal än i svavel i sulfider eller elementärt svavel. Det spänner över både naturliga biogeokemiska reaktioner och industriella omvandlingar. I naturen ingår abiotiska oxidationer av svavelmineraler som pyrit (FeS2) samt biotiska processer där svaveloxiderande bakterier bidrar till omvandling av sulfider till sulfater i mark och vatten. Denna process är en viktig del av svavelkredsloppet och påverkar pH-nivåer och surhet i miljön.

Oxidationsstaterna för svavel inkluderar -2 i sulfider, 0 i elementärt svavel, +4 i sulfiter och +6 i sulfater. Vanliga reaktioner är S + O2 → SO2, SO2 + 1/2 O2 → SO3, och SO3 + H2O → H2SO4. I industriell sammanhang produceras ofta SO2 genom förbränning av svavelinnehållande bränslen; SO2 oxideras sedan vidare till SO3, som vid kontaktprocessen reagerar med vatten för att bilda svavelsyra (H2SO4).

Biologisk svaveloxidation drivs av svaveloxiderande bakterier som Thiobacillus, Acidithiobacillus och Beggiatoa. Dessa organismer oxiderar sulfider eller elementärt svavel till sulfat och använder energin i processen för kemoautotrof metabolism. Denna metabolism är särskilt betydelsefull i torvmarker, marklösningar och sura gruvavfall samt i försurningsprocesser i vatten.

Miljö- och industrikonsekvenserna är omfattande: svaveloxidation bidrar till försurning av vatten och jord och till bildandet av sura aerosoler i atmosfären genom utsläpp av SO2. För industrin är kontroll av svaveloxider viktigt för att uppfylla miljöstandarder och för produktionen av svavelsyra.