Экологическая опасность сернистого ангидрида в том, что при его окислении образуется серный ангидрид, растворение которого в осадках ведет к образованию серной кислоты.
Трансформация диоксида серы SO2, основного кислотообразующего агента, происходит как в ходе газообразных реакций в сухие периоды, так и в ходе гетерогенных реакций в мокром состоянии. Окисление SO2 в газовой фазе — основной источник появления серной кислоты в сухих атмосферных условиях. Более значимым является окисление SO2 в жидкой фазе. Диоксид серы растворяется в каплях атмосферной влаги с образованием бисульфит-ионов. Окисление его кислородом атмосферного воздуха протекает медленно, но может быть ускорено каталитическим действием ионов марганца и железа. Скорость процесса зависит от pH. Быстрее процесс окисления бисульфита происходит при участии озона и (или) перекиси водорода. Продуктом окисления бисульфит-ионов являются сульфат ионы серной кислоты. Время от выброса SO2 в атмосферу до образования в ней серной кислоты измеряется 1—2 неделями.
Выделяется несколько механизмов окисления сернистого ангидрида до серного в атмосфере.
1. Фотохимическое окисление под влиянием солнечной энергии.
2. Окисление молекулярным кислородом воздуха (автоокисление).
3. Окисление атомарным кислородом (атомарный кислород образуется в атмосфере под влиянием солнечного излучения или при фотодиссоциации диоксида азота).
4. Окисление озоном в атмосфере (озон в нижних слоях атмосферы может образовываться при фазовых разрядах).
5. Окисление сернистого ангидрида при взаимодействии с углеводородами.
Реакции окисления сернистого ангидрида катализируются разными веществами: ферментами, аммиаком, оксидами и ионами металлов, перекисью водорода, природными и техногенными органическими веществами, например, гумусом, пестицидами.
Дальнейшее распространение растворенных оксидов серы зависит от метеорологических (температура, количество и форма выпадения осадков) и геоморфологических условий.