Водороден сулфид (H2S): свойства, източници и рискове

Водороден сулфид (H2S): свойства, източници и рискове — научете за токсичността, източниците, миризмата и мерките за безопасност срещу опасния газ.

Водородният сулфид (на английски: hydrogen sulphide) е химично съединение с формула H
₂S, е безцветен, токсичен, запалим газ, който е причина за неприятната миризма на развалени яйца и метеоризъм. Той често се получава, когато бактериите разграждат органични вещества в отсъствието на кислород. Това се случва в блатата и канализацията (покрай процеса на анаеробно разграждане). Среща се и във вулканичните газове, природния газ и някои кладенчови води. Това е миризмата, която хората често смятат за миризма на сяра. Но самата сяра не мирише.

Сероводородът е известен още под различни наименования, като сулфан, серен хидрид, сулфуриран водород или в разговорния език като канализационен газ. Някои от старите или народни наименования могат да бъдат неточни или объркващи (например „сярна киселина“ е друго, различно химично вещество). IUPAC приема наименованията "водороден сулфид" и "сулфан". Когато се говори за по-сложни съединения, терминът "сулфан" често се използва в химическата литература.

Физични и химични свойства

• Външен вид и мирис: безцветен газ с характерна миризма на развалени яйца при ниски концентрации.
• Растворимост и киселинност: разтваря се във вода и образува слаба двупротонна киселина (в разтвора се срещат H2S, HS− и S2− в зависимост от pH).
• Запалимост: запалим газ — граници на възпламеняемост в смес с въздух приблизително 4–45 % по обем.
• Реактивност: реагира с окислители; при контакт с метални йони и сребро може да образува характерни черни сулфиди (които причиняват корозия и потъмняване).
• Други данни: молекулната формула е H2S; има ниска молекулна маса и кипи при много ниски температури (газ при стайна температура).

Източници и места на образуване

• Природни: вулканични газове, източници на сероводород в геотермални райони, някои кладенчови води и находища на природен газ.
• Биологични: анаеробно разграждане на органични материали от бактерии в седименти, блата и канализации.
• Индустриални: рафинерии, химическа промишленост, добив и обработка на нефт и газ, пречиствателни станции за отпадъчни води и някои промишлени процеси, където се отделят серни съединения.

Детекция и мирис

Водородният сулфид може да бъде усетен при много ниски концентрации, но важно е да се знае, че при по-високи концентрации сетивото за мирис може да бъде парализирано (olfactory paralysis) и миризмата да изчезне, което прави полагането само на субективно усещане за мирис опасно. За надеждно откриване се използват газоанализатори и детектори (електрохимични сензори, цветни индикаторни ленти и др.).

Здравни ефекти и рискове

• Ниски и умерени концентрации: дразнене на очите, носа и гърлото, кашлица, главоболие, гадене, замайване и задух.
• Високи концентрации: остра интоксикация може да предизвика загуба на съзнание, респираторно задушаване, фатални тежки отравяния при вдишване на много високи количества за кратко време.
• Орофарингеална и белодробна вреда: дълготрайно или повторно излагане дори на по-ниски нива може да влоши белодробните функции и да причини хронични проблеми при податливи индивиди.
• Особен риск при влизане в затворени пространства: натрупването в резервоари, тунели, тръби и канализации е особено опасно; често събитията с тежки отравяния стават при опити за спасяване на вече пострадал човек без подходяща защита.

Професионални и регулаторни изисквания

За безопасност на работното място се прилагат гранични стойности и изисквания за мониторинг, вентилация, защитно оборудване и обучение. Различни здравни и трудови институции определят пределни стойности (TLV, PEL, REL, IDLH и др.) — те могат да варират в отделните държави и организации. При работа в потенциално замърсени среди е препоръчително използването на сертифицирани газови детектори и подходящи респираторни средства или автономни дихателни апарати.

Първа помощ при експозиция

• Осигурете свеж въздух и преместете пострадалия незабавно на открито.
• Ако дишането е затруднено или го няма — потърсете медицинска помощ и при нужда приложете сърдечносъдово-ресусцитационни мерки (CPR) от лице с подходяща квалификация.
• При контакт с очите — изплакнете обилно с вода за поне 15 минути и потърсете лекарска помощ.
• Не влизайте в замърсено затворено пространство без подходящо дихателно оборудване, дори за спасяване.

Околна среда и корозия

H2S е токсичен за водните организми и може да предизвика замърсяване и смъртност при водни екосистеми при достатъчно високи концентрации. Освен това предизвиква корозия на метали (особено желязо и мед), като образува сулфиди, което е проблем при тръбопроводи и съоръжения.

Контрол и превенция

• Периодичен мониторинг на въздуха и използване на непрекъснати детектори в рискови зони.
• Добра вентилация, изплакване и почистване на резервоари и тръбопроводи преди извършване на работа.
• Строги процедури за влизане в затворени пространства, включително обучение и наличието на спасителни екипи.
• При необходимост — приложения на адсорбенти, окислители или биологични методи за пречистване на отпадъчни газове и вода.

Индустриални приложения

Водородният сулфид се използва като междинно вещество в химическата промишленост, например при производство на елементарна сяра и в лабораторни синтези. В петролния и газовия сектор наличието му се контролира стриктно поради неговата корозивност и токсичност.

За по-подробни регулаторни стойности, методи за откриване и конкретни мерки за безопасност винаги се консултирайте с официалните указания на местните здравни и трудови институции, както и с представителите по безопасност на работното място.

Случайност

Малки количества сероводород могат да бъдат открити в суровия петрол. Киселият природен газ може да съдържа до 28%. Киселият природен газ обаче трябва да се пречисти, преди да постъпи в тръбопровод на дълги разстояния. Тръбопроводите ограничават съдържанието на сероводород до 3 грама на хиляда кубични фута природен газ. Вулканите и горещите извори отделят известно количество H ₂S, където той вероятно се получава чрез хидролиза на сулфидни минерали, т.е. MS + H ₂O, за да се получи MO + H ₂S.

Нормалната средна концентрация в чист въздух е около 0,0001-0,0002 ppm.

Отлагане на сяра върху скала, причинено от вулканични газове, съдържащи сероводород.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво представлява сероводородът?

В: Кои са някои от източниците на сероводород?

В: На какво мирише сероводородът?

В: Има ли мирис самата сяра?

В: Под какви други имена е известен сероводородът?

В: Как се образува, когато няма кислород?

В: Общоприето ли е наименованието на IUPAC за това съединение?

Търсене по буква