Сульфид водорода - Hydrogen sulfide

Скелетная формула сероводорода с двумя измерениями
Шаровидная модель сероводорода
Модель космического заполнения сероводорода
Имена
Систематическое название ИЮПАК
Сульфид водорода
Другие имена
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
3DMet
3535004
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.070 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
303
КЕГГ
MeSH Водород + сероводород
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 1053
  • InChI = 1S / H2S / ч1H2 проверитьY
    Ключ: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / H2S / ч1H2
    Ключ: RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYAJ
Характеристики
H 2 S
Молярная масса 34,08  г · моль -1
Появление Бесцветный газ
Запах Острый, как у тухлых яиц
Плотность 1,363 г дм −3
Температура плавления -82 ° С (-116 ° F, 191 К)
Точка кипения -60 ° С (-76 ° F, 213 К)
4 г дм −3 (при 20 ° C)
Давление газа 1740 кПа (при 21 ° C)
Кислотность (p K a ) 7.0
Конъюгированная кислота Сульфоний
Основание конъюгата Бисульфид
−25,5 · 10 −6 см 3 / моль
1.000644 (0 ° С)
Состав
C 2v
Согнутый
0,97 D
Термохимия
1,003 ДжК −1 г −1
206 Дж моль −1 K −1
−21 кДж моль −1
Опасности
Основные опасности Легковоспламеняющийся и высокотоксичный
Чрезвычайно легковоспламеняющийся F + T + NОчень токсичен Опасно для окружающей среды (природы)
R-фразы (устаревшие) R12 , R26 , R50
S-фразы (устаревшие) (S1 / 2) , S9 , S16 , S36 , S38 , S45 , S61
NFPA 704 (огненный алмаз)
4
4
0
точка возгорания -82,4 ° С (-116,3 ° F, 190,8 К)
232 ° С (450 ° F, 505 К)
Пределы взрываемости 4,3–46%
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
C 20 частей на миллион; 50 частей на миллион [максимум 10 минут]
REL (рекомендуется)
C 10 частей на миллион (15 мг / м 3 ) [10 минут]
IDLH (Непосредственная опасность)
100 частей на миллион
Родственные соединения
Родственные халькогениды водорода
Родственные соединения
Фосфин
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Сероводород - это химическое соединение с формулой H
2
S
. Это бесцветный газообразный гидрид халькогена с характерным неприятным запахом тухлых яиц. Он ядовит, едок и легко воспламеняется.

Сероводород часто образуется в результате микробного разложения органических веществ в отсутствие кислорода, например, в болотах и сточных коллекторах; этот процесс широко известен как анаэробное пищеварение, которое осуществляется сульфатредуцирующими микроорганизмами . ЧАС
2
S
также присутствует в вулканических газах , природном газе и в некоторых источниках колодезной воды. Человеческое тело производит небольшое количество H
2
S
и использует его как сигнальную молекулу .

Шведскому химику Карлу Вильгельму Шееле приписывают открытие химического состава сероводорода в 1777 году.

Британский английский написание этого соединения является сероводород , но это написание не рекомендованы Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) или Королевского химического общества .

Характеристики

Сероводород немного плотнее воздуха. Смесь H
2
S
и воздух могут быть взрывоопасными. Сероводород горит в кислороде синим пламенем с образованием диоксида серы ( SO
2
) и вода . Обычно сероводород действует как восстановитель , особенно в присутствии основания, которое образует SH - .

При высоких температурах или в присутствии катализаторов диоксид серы реагирует с сероводородом с образованием элементарной серы и воды . Эта реакция используется в процессе Клауса , важном промышленном методе утилизации сероводорода.

Сероводород слабо растворяется в воде и действует как слабая кислота ( p K a  = 6,9 в растворах 0,01–0,1 моль / л при 18 ° C), давая гидросульфид-ион HS-
(также пишется SH-
). Сероводород и его растворы бесцветны. При контакте с воздухом он медленно окисляется с образованием элементарной серы, которая не растворяется в воде. Сульфид - анион S2−
в водном растворе не образуется.

Сероводород реагирует с ионами металлов с образованием сульфидов металлов, которые являются нерастворимыми твердыми веществами темного цвета. Ацетатная бумага свинца (II) используется для обнаружения сероводорода, поскольку она легко превращается в сульфид свинца (II) , который имеет черный цвет. Обработка сульфидов металлов сильной кислотой или электролиз часто приводит к выделению сероводорода. Сероводород также вызывает потускнение различных металлов, включая медь и серебро ; химическим веществом, отвечающим за черную окраску серебряных монет, является сульфид серебра (Ag 2 S), который образуется, когда серебро на поверхности монеты реагирует с атмосферным сероводородом.

При давлении выше 90 ГПа ( гигапаскаль ) сероводород становится металлическим проводником электричества. При охлаждении ниже критической температуры эта фаза высокого давления проявляет сверхпроводимость . Критическая температура увеличивается с увеличением давления от 23 К при 100 ГПа до 150 К при 200 ГПа. Если сероводород сжимают при более высоких температурах, а затем охлаждают, критическая температура достигает 203 К (-70 ° C), наивысшей принятой критической температуры сверхпроводимости по состоянию на 2015 год. Заменяя небольшую часть серы фосфором и используя еще более высокие давления, было предсказано, что можно будет поднять критическую температуру выше 0 ° C (273 K) и достичь сверхпроводимости при комнатной температуре .

Производство

Сероводород чаще всего получают путем его отделения от высокосернистого газа , который представляет собой природный газ с высоким содержанием H.
2
S
. Его также можно получить обработкой водорода расплавом элементарной серы при температуре около 450 ° C. Углеводороды могут служить источником водорода в этом процессе.

Сульфатредуцирующие (соответственно, восстанавливающие серу ) бактерии генерируют полезную энергию в условиях низкого содержания кислорода, используя сульфаты (соответственно элементарную серу) для окисления органических соединений или водорода; это производит сероводород как побочный продукт.

Стандартной лабораторной подготовкой является обработка сульфида железа сильной кислотой в генераторе Киппа :

FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S

Для использования в качественном неорганическом анализе , тиоацетамид используются для генерации H
2
S
:

CH 3 C (S) NH 2 + H 2 O → CH 3 C (O) NH 2 + H 2 S

Многие сульфиды металлов и неметаллов, например сульфид алюминия , пентасульфид фосфора , дисульфид кремния, выделяют сероводород при воздействии воды:

6 H 2 O + Al 2 S 3 → 3 H 2 S + 2 Al (OH) 3

Этот газ также получают путем нагревания серы твердыми органическими соединениями и восстановления сернистых органических соединений водородом.

Водонагреватели могут способствовать превращению сульфата в воде в сероводород. Это связано с обеспечением теплой среды, устойчивой для серных бактерий, и поддержанием реакции, которая взаимодействует между сульфатом в воде и анодом водонагревателя, который обычно изготавливается из металлического магния .

Биосинтез в организме

Сероводород может образовываться в клетках ферментативным или неферментативным путем. ЧАС
2
S
в организме действует как газообразная сигнальная молекула, которая, как известно, ингибирует комплекс IV митохондриальной цепи переноса электронов, что эффективно снижает выработку АТФ и биохимическую активность в клетках. Известно, что три фермента синтезируют H
2
S
: цистатионин-γ-лиаза (CSE), цистатионин-β-синтетаза (CBS) и 3-меркаптопируватсульфатрансфераза (3-MST). Эти ферменты были идентифицированы во многих биологических клетках и тканях, и было обнаружено, что их активность индуцируется рядом болезненных состояний. Становится все более очевидным, что H
2
S
является важным посредником в широком спектре клеточных функций при здоровье и болезни. CBS и CSE - главные сторонники H
2
S
биогенез, который следует путем транс-сульфирования. Эти ферменты характеризуются переносом атома серы от метионина к серину с образованием молекулы цистеина. 3-MST также способствует выработке сероводорода посредством катаболического пути цистеина. Пищевые аминокислоты, такие как метионин и цистеин, служат в качестве основных субстратов для путей трансульфурации и производства сероводорода. Сероводород также может быть синтезирован неферментативным путем, который получают из белков, таких как ферредоксины и белки Риеске .

ЧАС
2
Было показано, что S участвует в физиологических процессах, таких как расширение сосудов у животных, увеличение прорастания семян и стрессовые реакции у растений. Передача сигналов сероводорода также изначально связана с физиологическими процессами, которые, как известно, сдерживаются активными формами кислорода (ROS) и реактивными формами азота (RNS). ЧАС
2
Было показано, что
S взаимодействует с NO, что приводит к нескольким различным клеточным эффектам, а также к образованию нового сигнала, называемого нитрозотиолом. Также известно, что сероводород увеличивает уровень глутатиона, который снижает или нарушает уровень АФК в клетках. Поле Н 2 S биологии продвигаетс от токсикологии окружающей среды , чтобы исследовать роль эндогенно производства H 2 S в физиологических условиях и в различных патофизиологических состояниях. Согласно существующей классификации, патофизиологические состояния с Н 2 S перепроизводства (такие как рак и синдром Дауна) и патофизиологическими состояния с Н 2 дефицитом S (например , сосудистыми заболеваниями) могут быть идентифицированы. Хотя понимание биологии H 2 S значительно продвинулось за последнее десятилетие, остается много вопросов, например, связанных с количественной оценкой уровней эндогенного H 2 S.

Использует

Производство серы, тиоорганических соединений и сульфидов щелочных металлов.

В основном сероводород используется в качестве предшественника элементарной серы. Некоторые сероорганические соединения производятся с использованием сероводорода. К ним относятся метантиол , этантиол и тиогликолевая кислота .

При сочетании с щелочными металлами основаниями, сероводородными обращенных в щелочные гидросульфиды , такие как гидросульфид натрия и сульфид натрия :

H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O
NaSH + NaOH → Na 2 S + H 2 O

Эти соединения используются в бумажной промышленности. В частности, соли SH - перерыв связь между лигнином и целлюлозой компонентами целлюлозы в процессе сульфатного .

Обратимо сульфид натрия в присутствии кислот превращается в гидросульфиды и сероводород; это поставляет гидросульфиды в органических растворах и используется в производстве тиофенола .

Аналитическая химия

Более века сероводород играл важную роль в аналитической химии при качественном неорганическом анализе ионов металлов. В этих анализах ионы тяжелых металлов (и неметаллов ) (например, Pb (II), Cu (II), Hg (II), As (III)) осаждаются из раствора при воздействии H
2
S
). Компоненты образовавшегося осадка повторно растворяются с некоторой селективностью и, таким образом, идентифицируются.

Предшественник сульфидов металлов

Как указано выше, многие ионы металлов реагируют с сероводородом с образованием соответствующих сульфидов металлов. Это преобразование широко используется. Например, газы или воды, загрязненные сероводородом, можно очистить металлами, образуя сульфиды металлов. При очистке металлических руд путем флотации , минеральные порошки часто обрабатывают сероводородом , чтобы повысить разделение. Металлические детали иногда пассивируют сероводородом. Катализаторы, используемые при гидрообессеривании , обычно активируются сероводородом, и поведение металлических катализаторов, используемых в других частях нефтеперерабатывающего завода , также изменяется с использованием сероводорода.

Разные приложения

Сероводород используется для отделения оксида дейтерия или тяжелой воды от обычной воды с помощью сульфидного процесса Гирдлера .

Ученые из Университета Эксетера обнаружили, что воздействие на клетки небольшого количества сероводорода может предотвратить повреждение митохондрий . Когда клетка подвергается стрессу из-за болезни, ферменты втягиваются в клетку для производства небольшого количества сероводорода. Это исследование может иметь дополнительные последствия для предотвращения инсультов , болезней сердца и артрита .

В зависимости от присутствующего уровня тонирования монеты, которые были подвергнуты тонированию сероводородом и другими серосодержащими соединениями, могут повышать нумизматическую ценность монеты на основе эстетики. Монеты также можно намеренно обработать сероводородом, чтобы вызвать тонизирование, но это обычно критикуется коллекционерами.

При использовании сероводорода у грызунов было вызвано состояние, похожее на приостановленную анимацию, что привело к переохлаждению с сопутствующим снижением скорости метаболизма. Потребность в кислороде также снизилась, что позволило защитить организм от гипоксии . Кроме того, сероводород снижает воспаление в различных ситуациях.

Вхождение

Отложение серы на скале, вызванное вулканическим газом

Небольшие количества сероводорода присутствуют в сырой нефти , но природный газ может содержать до 30%. Вулканы и некоторые горячие источники (а также холодные источники ) выделяют немного H
2
S
, где он, вероятно, возникает в результате гидролиза сульфидных минералов, т.е. MS + H
2
О
→ МО + Н
2
S
. Сероводород может естественным образом присутствовать в колодезной воде, часто в результате действия сульфатредуцирующих бактерий . Сероводород вырабатывается организмом человека в малых дозах в результате бактериального расщепления белков, содержащих серу, в кишечном тракте, поэтому он способствует возникновению характерного запаха метеоризма. Он также вырабатывается во рту ( неприятный запах изо рта ).

Часть глобального H
2
Выбросы S связаны с деятельностью человека. Безусловно, крупнейший промышленный источник H
2
S
- нефтеперерабатывающие заводы : процесс гидрообессеривания высвобождает серу из нефти под действием водорода. В результате H
2
S
превращается в элементарную серу путем частичного сгорания в процессе Клауса , который является основным источником элементарной серы. К другим антропогенным источникам сероводорода относятся коксовые печи, бумажные фабрики (с использованием процесса Крафт), кожевенные заводы и канализация . ЧАС
2
S
возникает практически везде, где элементарная сера вступает в контакт с органическим материалом, особенно при высоких температурах. В зависимости от условий окружающей среды он ответственен за порчу материала под действием некоторых окисляющих серу микроорганизмов. Это называется биогенной сульфидной коррозией .

В 2011 году сообщалось, что повышенные концентрации H
2
S
наблюдались в нефти из формации Баккен , возможно, из-за практики на нефтяных месторождениях, и представляли такие проблемы, как «риски для здоровья и окружающей среды, коррозия ствола скважины, дополнительные расходы на погрузочно-разгрузочные работы и трубопроводное оборудование, а также дополнительные требования к очистке».

Помимо проживания рядом с местами добычи нефти и газа, обычные граждане могут подвергаться воздействию сероводорода, находясь вблизи очистных сооружений сточных вод , свалок и ферм с хранилищами навоза. Воздействие происходит при вдыхании зараженного воздуха или питье зараженной воды.

На свалках городских отходов захоронение органических материалов быстро приводит к анаэробному сбраживанию в массе отходов, а при влажной атмосфере и относительно высокой температуре, которые сопровождают биоразложение , биогаз образуется, как только воздух в массе отходов образуется. было уменьшено. Если есть источник сульфатсодержащего материала, такого как гипсокартон или натуральный гипс (дигидрат сульфата кальция), в анаэробных условиях сульфатредуцирующие бактерии преобразуют его в сероводород. Эти бактерии не могут выжить в воздухе, но влажные, теплые, анаэробные условия захороненных отходов, которые содержат высокий источник углерода - на инертных свалках, бумага и клей, используемые при производстве таких продуктов, как гипсокартон, могут стать богатым источником углерода - являются отличная среда для образования сероводорода.

В промышленных процессах анаэробного сбраживания, таких как очистка сточных вод или сбраживание органических отходов сельского хозяйства , сероводород может образовываться в результате восстановления сульфата и разложения аминокислот и белков в органических соединениях. Сульфаты относительно не ингибируют метанобразующие бактерии, но могут быть восстановлены до H 2 S сульфатредуцирующими бактериями , которых существует несколько родов.

Удаление из воды

Был разработан ряд процессов для удаления сероводорода из питьевой воды .

Непрерывное хлорирование
Для уровней до 75 мг / л хлор используется в процессе очистки в качестве окислителя для реакции с сероводородом. Эта реакция дает нерастворимую твердую серу. Обычно используемый хлор находится в форме гипохлорита натрия .
Аэрация
Для концентраций сероводорода менее 2 мг / л аэрация является идеальным процессом очистки. Кислород добавляют к воде, и в результате реакции кислорода и сероводорода образуется сульфат без запаха.
Добавление нитратов
Нитрат кальция можно использовать для предотвращения образования сероводорода в сточных водах.

Удаление из топливных газов

Сероводород обычно содержится в неочищенном природном газе и биогазе. Обычно его удаляют с помощью технологий очистки газа амином . В таких процессах сероводород сначала превращается в соль аммония, тогда как природный газ не подвергается воздействию.

RNH 2 + H 2 S ⇌ RNH+
3
+ SH -

Бисульфид-анион затем регенерируют путем нагревания раствора сульфида амина. Сероводород, образующийся в этом процессе, обычно превращается в элементарную серу с использованием процесса Клауса .

Блок-схема типичного процесса обработки амином, используемого на нефтеперерабатывающих заводах, заводах по переработке природного газа и других промышленных объектах

Безопасность

Сероводород - высокотоксичный и легковоспламеняющийся газ ( диапазон воспламеняемости : 4,3–46%). Будучи тяжелее воздуха, он имеет тенденцию скапливаться на дне плохо вентилируемых помещений. Хотя поначалу он очень острый (пахнет тухлыми яйцами), он быстро притупляет обоняние, вызывая временную аносмию, поэтому жертвы могут не осознавать его присутствие, пока не станет слишком поздно. Для процедур безопасного обращения следует обращаться к паспорту безопасности сероводорода (SDS) .

Токсичность

Сероводород - яд широкого спектра действия, а это означает, что он может отравить несколько различных систем организма, хотя больше всего страдает нервная система . Токсичность H
2
S
сопоставим с оксидом углерода . Он связывается с железом в митохондриальных ферментах цитохрома , тем самым предотвращая клеточное дыхание . Механизм токсичности описал Юстус фон Либих .

Поскольку сероводород естественным образом присутствует в организме, окружающей среде и кишечнике, существуют ферменты для его детоксикации. На некотором пороговом уровне, который, как считается, составляет в среднем около 300–350 частей на миллион, окислительные ферменты становятся подавленными. Многие детекторы газа для личной безопасности, например те, которые используются работниками коммунальных служб, предприятий канализации и нефтехимии, настроены на срабатывание сигнализации при низком уровне от 5 до 10 частей на миллион и на высокий уровень сигнализации на уровне 15 частей на миллион. Детоксикация происходит путем окисления до сульфата, который безвреден. Следовательно, низкие уровни сероводорода можно терпеть бесконечно.

Диагностика сильного отравления H
2
S
- изменение цвета медных монет в карманах жертвы. Лечение включает немедленную ингаляцию амилнитрита , инъекции нитрита натрия или введение 4-диметиламинофенола в сочетании с ингаляцией чистого кислорода, введение бронходилататоров для преодоления возможного бронхоспазма и в некоторых случаях гипербарическую кислородную терапию (HBOT). HBOT имеет клиническую и анекдотическую поддержку.

Воздействие более низких концентраций может вызвать раздражение глаз , боль в горле и кашель , тошноту, одышку и образование жидкости в легких ( отек легких ). Считается, что эти эффекты связаны с тем фактом, что сероводород соединяется со щелочью, присутствующей во влажных поверхностных тканях, с образованием сульфида натрия , каустика . Эти симптомы обычно проходят через несколько недель.

Длительное воздействие в малых дозах может привести к усталости , потере аппетита, головным болям , раздражительности, плохой памяти и головокружению . Хроническое воздействие низкого уровня H
2
S
(около 2 частей на миллион ) был причастен к увеличению числа выкидышей и проблем репродуктивного здоровья среди рабочих целлюлозы России и Финляндии, но отчеты не были воспроизведены (по состоянию на 1995 год).

Кратковременное воздействие высокого уровня может вызвать немедленный коллапс с потерей дыхания и высокой вероятностью смерти. Если смерть не наступает, сильное воздействие сероводорода может привести к кортикальному псевдоламинарному некрозу , дегенерации базальных ганглиев и отеку мозга . Хотя паралич дыхания может наступить немедленно, его можно отложить до 72 часов.

  • Пределы воздействия, установленные правительством США:
    • 10 ppm REL - потолок ( NIOSH ): рекомендуемый допустимый предел воздействия (рекомендуемый уровень, который нельзя превышать, за исключением одного раза в течение 10 минут за 8-часовую смену, если не происходит другого измеримого воздействия)
    • 20 ppm PEL - потолок ( OSHA ): допустимый потолок воздействия (уровень, который нельзя превышать, за исключением одного раза в течение 10 минут за 8-часовую смену, если не происходит другого измеримого воздействия)
    • 50 ppm PEL-Peak (OSHA): максимально допустимое воздействие (уровень, который никогда не должен превышаться)
    • 100 ppm IDLH (NIOSH): немедленно опасен для жизни и здоровья (уровень, препятствующий возможности побега)
  • 0,00047 частей на миллион или 0,47  частей на миллиард - это пороговое значение запаха, точка, при которой 50% участников человеческой панели могут обнаружить присутствие запаха, не имея возможности идентифицировать его.
  • 10–20 частей на миллион - это пограничная концентрация при раздражении глаз.
  • 50–100 частей на миллион приводит к повреждению глаз.
  • При 100–150 ppm обонятельный нерв парализуется после нескольких вдохов, и обоняние исчезает, часто вместе с осознанием опасности.
  • 320–530 частей на миллион приводит к отеку легких с возможностью летального исхода.
  • 530–1000 частей на миллион вызывает сильную стимуляцию центральной нервной системы и учащенное дыхание, что приводит к потере дыхания.
  • 800 ppm - это смертельная концентрация для 50% людей при 5- минутном воздействии ( LC50 ).
  • Концентрации более 1000 ppm вызывают немедленный коллапс с потерей дыхания даже после одного вдоха.

Инциденты

Сероводород использовался британской армией в качестве химического оружия во время Первой мировой войны . Он не считался идеальным военным газом, но, хотя других газов не хватало, в 1916 году его использовали дважды.

В 1975 году выброс сероводорода при бурении нефтяных скважин в Денвер-Сити, штат Техас , унес жизни девяти человек и заставил законодательный орган штата сосредоточить внимание на смертельной опасности, связанной с газом. Представитель штата Э. Л. Шорт выступил в роли лидера в одобрении расследования Железнодорожной комиссии Техаса и призвал жителей предупреждать о неминуемой опасности, исходящей от газа, «путем стука в двери, если это необходимо». Человек может умереть от второго вдыхания газа, а само предупреждение может быть слишком запоздалым.

2 сентября 2005 года утечка в винтовой отсеке круизного лайнера Royal Caribbean, пришвартованного в Лос-Анджелесе, привела к гибели трех членов экипажа из-за утечки в канализационной сети. В результате все такие отсеки теперь должны иметь систему вентиляции.

Считается, что свалка токсичных отходов, содержащих сероводород , стала причиной 17 смертей и тысяч заболеваний в Абиджане , на западноафриканском побережье, на свалке токсичных отходов в Кот-д'Ивуаре в 2006 году .

В сентябре 2008 года трое рабочих погибли и двое получили серьезные травмы, в том числе длительное повреждение головного мозга, на предприятии по выращиванию грибов в Лэнгли , Британская Колумбия . Клапан к трубе, по которой куриный помет, солома и гипс поступали в компостное топливо для операции по выращиванию грибов, засорился, и когда рабочие прочистили клапан в замкнутом пространстве без надлежащей вентиляции, сероводород, накопившийся из-за анаэробного разложения материал был выпущен, отравив рабочих в окрестностях. По словам следователя, погибших могло бы быть больше, если бы труба была полностью очищена и / или если бы ветер изменил направление.

В 2014 году уровни сероводорода до 83 частей на миллион были обнаружены в недавно построенном торговом центре в Таиланде под названием Siam Square One в районе Siam Square . Жильцы магазинов в торговом центре сообщали о таких проблемах со здоровьем, как воспаление носовых пазух, затрудненное дыхание и раздражение глаз. После расследования было установлено, что большое количество газа образовалось из-за несовершенной обработки и удаления сточных вод в здании.

В ноябре 2014 года значительное количество сероводорода окутало центральную, восточную и юго-восточную части Москвы . МЧС призвали жителей, проживающих в этом районе, не выходить из дома. Хотя точный источник газа не был известен, вина была возложена на Московский нефтеперерабатывающий завод.

В июне 2016 года мать и ее дочь были найдены мертвыми в их еще работающем внедорожнике Porsche Cayenne 2006 года выпуска у ограждения на автомагистрали Флориды , которые первоначально считались жертвами отравления угарным газом . Их смерть оставалась необъясненной, поскольку судмедэксперт ждал результатов токсикологических тестов жертв, пока анализы мочи не показали, что причиной смерти стал сероводород. В отчете судмедэкспертизы Orange-Osceola указано, что токсичные пары исходят от стартерной батареи Porsche , расположенной под передним пассажирским сиденьем.

В январе 2017 года три коммунальных работника в Ки-Ларго, штат Флорида, погибли один за другим в течение нескольких секунд после того, как они спустились в узкое пространство под крышкой люка, чтобы проверить участок мощеной улицы. Пытаясь спасти людей, пожарный, который вошел в отверстие без своего баллона с воздухом (потому что он не мог пройти через отверстие с ним), рухнул в течение нескольких секунд, и его должен был спасти коллега. Пожарный был доставлен по воздуху в Мемориальную больницу Джексона и позже выздоровел. Офицер шерифа округа Монро первоначально определил, что в этом помещении есть сероводород и метан, образующиеся при разложении растительности.

24 мая 2018 года на бумажной фабрике Norske Skog в Олбери, Новый Южный Уэльс , два рабочих были убиты, еще один серьезно ранен и 14 человек были госпитализированы в результате отравления сероводородом . Расследование SafeWork NSW показало, что газ был выпущен из резервуара, используемого для хранения технической воды . Рабочие подверглись облучению в конце 3-дневного периода обслуживания. Сероводород накапливался в резервуаре, расположенном выше по потоку, который оставался неподвижным и не обрабатывался биоцидом в течение периода технического обслуживания. Эти условия позволили сульфатредуцирующим бактериям расти в верхнем резервуаре, так как вода содержала небольшое количество древесной массы и волокна . Высокая скорость закачки из этого резервуара в резервуар, вовлеченный в инцидент, вызвала утечку сероводорода из различных отверстий вокруг его верхней части, когда закачка была возобновлена ​​в конце периода технического обслуживания. Пространство над ним было достаточно замкнутым, чтобы там скапливался газ, несмотря на то, что Norske Skog не идентифицировал его как замкнутое пространство . Один из убитых рабочих был разоблачен при расследовании очевидной утечки жидкости в резервуаре, в то время как другой, который был убит, и рабочий, который был тяжело ранен, пытались спасти первого после того, как он рухнул на него. В результате возбужденного уголовного дела Norske Skog была обвинена в неспособности обеспечить здоровье и безопасность своих сотрудников на заводе в разумно практически осуществимой степени. Он признал себя виновным и был оштрафован на 1 012 500 австралийских долларов и получил приказ профинансировать производство анонимного образовательного видео об инциденте.

В октябре 2019 года сотрудник компании Aghorn Operating Inc. в Одессе, штат Техас, и его жена погибли из-за неисправности водяного насоса. Пластовая вода с высокой концентрацией сероводорода сбрасывалась насосом. Рабочий умер, отвечая на автоматический телефонный звонок, который он получил, и предупредил его о механическом отказе в насосе, в то время как его жена умерла, поехав на предприятие, чтобы проверить его. КСБ расследование привело нестрогие практики безопасности на объекте, например неофициальная блокировка-tagout процедуры и система оповещения нефункционирующего сероводорода.

Самоубийства

Газ, полученный путем смешивания определенных домашних ингредиентов, был использован во время волны самоубийств в 2008 году в Японии. Волна побудила сотрудников Токийского центра по предотвращению самоубийств открыть специальную горячую линию во время « Золотой недели », так как они получали все больше звонков от людей, желающих покончить с собой во время ежегодных майских праздников.

По состоянию на 2010 год это явление произошло в ряде городов США, что вызвало предупреждения для тех, кто прибыл на место самоубийства. Эти лица, оказывающие первую помощь, например, работники экстренных служб или члены семьи, подвергаются риску смерти или травмы от вдыхания газа или пожара. Местные органы власти также начали кампании по предотвращению таких самоубийств.

Сероводород в естественной среде

Микробный: цикл серы

Ил из пруда; черный цвет из-за сульфидов металлов

Сероводород является центральным участником цикла серы , биогеохимического цикла серы на Земле.

При отсутствии кислорода , серы , уменьшая и сульфатредуцирующие бактерий , получают энергию от окислительного водорода или органических молекул путем уменьшения элементарной серы или сульфата до сероводорода. Другие бактерии выделяют сероводород из серосодержащих аминокислот ; это вызывает запах тухлых яиц и способствует запаху метеоризма .

Поскольку органическое вещество разлагается в условиях с низким содержанием кислорода (или гипоксии ) (например, в болотах, эвтрофных озерах или мертвых зонах океанов), сульфатредуцирующие бактерии будут использовать сульфаты, присутствующие в воде, для окисления органического вещества, производя сероводород в виде трата. Часть сероводорода будет реагировать с ионами металлов в воде с образованием сульфидов металлов, которые не растворимы в воде. Эти сульфиды металлов, такие как сульфид железа FeS, часто имеют черный или коричневый цвет, что приводит к темному цвету шлама .

Некоторые группы бактерий могут использовать сероводород в качестве топлива, окисляя его до элементарной серы или сульфата, используя растворенный кислород, оксиды металлов (например, оксигидроксиды железа и оксиды марганца ) или нитраты в качестве акцепторов электронов.

В пурпурных серных бактериях и зеленые серные бактерии используют сероводород в качестве донора электронов в процессе фотосинтеза , в результате чего получают элементарную серу. Этот способ фотосинтеза старше, чем режим цианобактерий , водорослей и растений , который использует воду в качестве донора электронов и высвобождает кислород.

Биохимия сероводорода - ключевая часть химии мира железо-сера . В этой модели происхождения жизни на Земле геологически полученный сероводород постулируется как донор электронов, приводящий к восстановлению углекислого газа.

Животные

Сероводород смертелен для большинства животных, но некоторые узкоспециализированные виды ( экстремофилы ) действительно процветают в местах обитания, богатых этим соединением.

В глубоком море гидротермальные источники и холодные выходы с высоким уровнем сероводорода являются домом для ряда чрезвычайно специализированных форм жизни, от бактерий до рыб. Из-за отсутствия солнечного света на этих глубинах эти экосистемы полагаются на хемосинтез, а не на фотосинтез .

Пресноводные пружины богаты сероводородом, в основном , домом для беспозвоночных, но и включать в себя небольшое количество рыбы: Cyprinodon bobmilleripupfish из Мексики), Limia sulphurophilapoeciliid из Доминиканской Республики ), Gambusia eurystoma (а poeciliid из Мексики), и несколько Poecilia (поецилииды из Мексики). Беспозвоночные и микроорганизмы в некоторых пещерных системах, таких как пещера Мовиле , адаптированы к высоким уровням сероводорода.

Межзвездное и планетарное явление

Сероводород часто обнаруживается в межзвездной среде. Это также происходит в облаках планет в нашей солнечной системе.

Массовые вымирания

Цветок сероводорода (зеленый), растянувшийся на 150 км вдоль побережья Намибии. Когда бедная кислородом вода достигает побережья, бактерии в богатых органическими веществами отложениях производят сероводород, который токсичен для рыб.

Сероводород был причастен к нескольким массовым вымираниям , произошедшим в прошлом Земли. В частности, накопление сероводорода в атмосфере могло стать причиной или, по крайней мере, способствовать пермско-триасовому вымиранию 252 миллиона лет назад.

Органические остатки на этих границах вымирания указывают на то, что океаны были бескислородными (обедненными кислородом) и имели виды мелкого планктона, которые метаболизировали H
2
S
. Образование H
2
S,
возможно, был вызван массивными извержениями вулканов, в результате которых в атмосферу были выброшены углекислый газ и метан , которые нагрели океаны, снизив их способность поглощать кислород, который в противном случае окислял бы H
2
S
. Повышенный уровень сероводорода мог привести к гибели растений, производящих кислород, а также к истощению озонового слоя, вызывая дальнейший стресс. Маленький H
2
Цветение S было обнаружено в наше время в Мертвом море и в Атлантическом океане у побережья Намибии .

Смотрите также

использованная литература

Дополнительные ресурсы

внешние ссылки