Waterstofsulfide gids
In de waterstofsulfidegids vind je meer informatie over zwavelwaterstofgas, de chemische en fysische eigenschappen, het voorkomen en de verschillende toepassingsgebieden. Vanwege de zeer gevaarlijke aard van het gas, dat vergelijkbaar is met waterstofcyanide, is de waterstofsulfidegids gewijd aan de risico’s, eerstehulpmaatregelen en correct gedrag in gevaarlijke omgevingen.
- Eigenschappen van waterstofsulfide
- Giftigheid van waterstofsulfide
- Waterstofsulfide in het organisme
- Natuurlijke vorming van waterstofsulfide
- Gebruik van waterstofsulfide
- Gezondheidsrisico's door waterstofsulfide
- Typische symptomen van vergiftiging met waterstofsulfide
- Eerstehulpmaatregelen bij contact
- Veilig omgaan met waterstofsulfide
- Opslagomstandigheden
- Methoden voor de detectie van waterstofsulfide
Eigenschappen van waterstofsulfide
Waterstofsulfide is een zeer giftig gas voor mens en dier met de vieze geur die typisch is voor zwavelverbindingen, die doet denken aan rotte eieren en zelfs bij zeer lage concentraties waarneembaar is. Men moet echter niet echt vertrouwen op de menselijke neus. Waterstofsulfide leidt snel tot geurblindheid en kan niet meer worden geroken wanneer het echt gevaarlijk wordt. Waterstofsulfide staat ook bekend als waterstofsulfide, diwaterstofsulfide, waterstofsulfidezuur, hydrothionzuur, waterstofsulfide, sulfan, monosulfan.
De moleculen van het gas met de molecuulformule H2S en de molecuulstructuur H-S-H (bindingshoek 92,25°) bestaan uit twee waterstofatomen en één zwavelatoom. Het is kleurloos, brandbaar, licht ontvlambaar en corrosief. De ontstekingstemperatuur van zwavelwaterstof is 270 °C. Bij 100,1° C bereikt het gas de kritische temperatuur en de kritische druk 89,37 bar. De onderste explosiegrens is 3,9% vol. De OEL (EU-aanbeveling) is 5 ppm (kortetermijnwaarde 10 ppm).
De oplosbaarheid in water is matig met 0,539 g bij 10° C en 0,398 g bij 20° C, maar neemt sterk toe met toenemende pH-waarde vanaf 9. De waterige oplossing verkregen door oplossen in water is een dibasisch zwak zuur met een pKs-waarde van 7,05.
Met een molaire massa van 34,08 g/mol heeft zwavelwaterstof een iets hogere dichtheid dan lucht. Daardoor hoopt het gas zich op in diepere ruimtes in slecht geventileerde ruimtes.
Waterstofsulfide in waterige oplossing reageert met verschillende zouten van zware metalen. Het reageert bijvoorbeeld met lood(II)ionen om zwart loodsulfide te vormen en met ijzer(II)ionen om zwart ijzersulfide te vormen. In beide gevallen gaat het om onoplosbare sulfiden. Door deze reactieve eigenschap is eenvoudige detectie met loodacetaatpapier mogelijk zodra zwavelverbindingen of producten die zwavelverbindingen bevatten worden verhit.
Waterstofsulfide reageert ook met tal van chemische stoffen. De gevolgen van contact kunnen een algemeen gevaarlijke reactie of een explosie zijn.
Giftigheid van waterstofsulfide
Dit gevaarlijke gas heeft op verschillende manieren een giftig effect op het lichaam.
Als het in contact komt met slijmvliezen en weefselvloeistoffen, worden er waterstofsulfiden gevormd met een sterk irriterend effect. Daarom is irritatie van de ogen een van de eerste symptomen. Afhankelijk van de ernst van de vergiftiging is waterretentie, zoals longoedeem, een ander gevolg van ernstigere blootstelling.
Waterstofsulfide heeft echter ook een destructief effect, omdat het zich binnen korte tijd na inname van het gas via de luchtwegen bindt aan de hemoglobine die actief is in het bloed. Aangezien hemoglobine nodig is om zuurstof naar de cellen te transporteren, leidt dit tot een zuurstoftekort in de cellen en dus tot schade aan de gezondheid.
Waterstofsulfide in het organisme
Waterstofsulfide komt op veel plaatsen in de natuur voor. Zo ook in het menselijk organisme, waarin het gas belangrijke functies vervult ondanks zijn hoge giftigheid voor mens en dier.
Naast stikstofmonoxide, een boodschapperstof die zorgt voor ontspanning van de vaatspieren, is waterstofsulfide een andere gasoverbrenger die is gedetecteerd bij zoogdieren en in het menselijk organisme. Het gas wordt geproduceerd door het enzym cystathionine-gammalyase (CSE) als een stof die de bloeddruk reguleert door bij te dragen aan vaatverwijding. Dit effect werd aangetoond in dierproeven door muizen te fokken zonder een functioneel CSE-gen. Metingen van het waterstofsulfidegehalte in het bloedvatenstelsel en in het weefsel toonden aan dat de dieren met het defecte gen een significant lager waterstofsulfidegehalte hadden. Tegelijkertijd was de bloeddruk bij deze dieren tot 20% hoger.
Waterstofsulfide kan echter ook in andere organen worden aangetroffen. Het gas wordt bijvoorbeeld aangetroffen in het erectieweefsel van de penis en in de gladde spieren van de penisslagader. Hier dient het als een boodschapperstof die vaatverwijding in gang zet. Een ander orgaan waarin het gas zich regelmatig vormt als gevolg van spijsverteringsprocessen is de darm. Last but not least is zwavelwaterstof, samen met andere vluchtige organische stoffen die zwavel bevatten, verantwoordelijk voor een onaangename slechte adem.
Natuurlijke vorming van waterstofsulfide
Waterstofsulfide komt zeer vaak voor in de natuur. Het wordt geproduceerd bij alle ontbindings- en rottingsprocessen van biomassa. Het gas wordt gevormd tijdens de ontbinding van dierlijke karkassen, maar ook tijdens de ontbinding van bladeren of de vorming van slib op de bodem van stilstaand water. Andere natuurlijke bronnen zijn vulkanisch gas, aardgas en ruwe olie.
Waterstofsulfide wordt ook gevonden in talrijke bronnen in opgeloste vorm en in lage concentraties. Deze bronnen hebben de typische onaangename geur, maar zijn niet altijd gevaarlijk voor de gezondheid. Soms is het tegenovergestelde het geval, wanneer het opgeloste gas in het bronwater een helende werking heeft op huidziekten. Deze kennis over geneeskrachtige bronnen is niet nieuw. Mensen gebruiken geneeskrachtige bronnen al eeuwenlang.
Waterstofsulfide veroorzaakt aanzienlijke schade aan betonnen constructies en andere technische componenten door zijn corrosieve eigenschappen, vooral in gebieden waar grote hoeveelheden biomassa worden afgebroken en overeenkomstige hoeveelheden van het gas worden geproduceerd. Dit geldt bijvoorbeeld voor biogasinstallaties, afvalwaterleidingen onder hoge druk, stortplaatsen en gierputten.
Gebruik van waterstofsulfide
In de petrochemische industrie worden grote hoeveelheden zwavel geproduceerd tijdens de ontzwaveling (verwijdering van waterstofsulfide) van ruwe olie en aardgas. Deze worden verder verwerkt in de grootschalige industrie. Zwavel is een belangrijke grondstof. Het grootste deel van de gewonnen zwavel wordt verwerkt tot zwavelzuur. Zwavelzuur is onmisbaar in tal van processen in de chemische industrie.
In de industrie is zwavelwaterstof de grondstof voor verbindingen die worden gebruikt om smeermiddelen te raffineren en bij de productie van pesticiden of geneesmiddelen. Waterstofsulfide wordt gebruikt als test- of kalibratiegas bij de productie van elektronische onderdelen en in de fotovoltaïsche industrie.
Om waterstofsulfide uit biogas- en vergistingsgasinstallaties en uit afvalwaterriolen te verwijderen, wordt het gas gebonden met ijzer(II)chloride om onoplosbaar ijzersulfide te vormen en zo neer te slaan.
Gezondheidsrisico’s door waterstofsulfide
Waterstofsulfide is zeer giftig voor mensen en is vergelijkbaar met de giftigheid van waterstofcyanide. Bij hoge concentraties veroorzaakt het gas binnen korte tijd de dood. Vanwege de gevaarlijke aard van zwavelwaterstof is het erg belangrijk om op te letten voor mogelijke bronnen van het gevaarlijke gas. Zulke gevaarlijke gebieden kunnen de gierput zijn, maar ook de vrachtcontainer met dode dieren of rottende planten.
Waterstofsulfide wordt voornamelijk opgenomen via de luchtwegen. Er is alleen een risico op orale inname bij het werken met verzadigde waterige zwavelwaterstofoplossingen. Afhankelijk van de concentratie van het gas in de ingeademde lucht kunnen de eerste symptomen binnen korte tijd optreden.
Bij lage concentraties is oogirritatie een van de eerste symptomen. Als je langere tijd aan het gas wordt blootgesteld of als de gasconcentratie toeneemt, kunnen binnen korte tijd ernstige symptomen en zelfs de dood optreden.
Typische symptomen van vergiftiging met waterstofsulfide
- onder 250 ppm: oogirritatie, slaperigheid, duizeligheid, misselijkheid
- vanaf 250 ppm: verdoving van de geurreceptoren
- vanaf 500 ppm: misselijkheid, duizeligheid, krampen, bewusteloosheid
- vanaf 1000 ppm: bewusteloosheid na enkele ademhalingen, ademhalingsverlamming, hartfalen
- vanaf 5000 ppm: dood na enkele seconden
Als een persoon wordt blootgesteld aan een gasconcentratie van 500 ppm, treedt er levensbedreigende schade op. Een paar minuten bij een concentratie van 1000 ppm leidt zonder hulp tot de dood. Bewusteloosheid treedt al na een paar ademhalingen op.
Om het idee van de giftigheid van het gas tastbaarder te maken: 1000 ppm komt overeen met 0,1% gasinhoud in de kamer of directe omgevingslucht.
Door de intense en zeer onaangename geur kan de aanwezigheid van waterstofsulfide in de omgevingslucht zelfs bij lage concentraties worden gedetecteerd, zodat mensen gepaste actie kunnen ondernemen als ze onmiddellijk reageren. Deze onmiddellijke reactie kan levensreddend zijn! Door het verdovende effect van het gas op de geurreceptoren wordt de geur namelijk na korte tijd niet meer waargenomen. Dit is vooral fataal als de concentratie van het gas in de omgevingslucht snel stijgt door lekken in een container of een stromingspijp.
Eerstehulpmaatregelen bij contact
In geval van nood moeten onmiddellijk eerstehulpmaatregelen worden genomen en moet een noodoproep worden gedaan om zo snel mogelijk medische hulp in te roepen. Let bij alle maatregelen op zelfbescherming en draag de ademhalingsbescherming die voor dergelijke situaties is voorzien voordat u de gevarenzone betreedt.
- Breng de gewonde zo snel mogelijk uit de gevarenzone naar frisse lucht.
- Houd de gewonde rustig en bescherm hem tegen onderkoeling.
- Geef indien beschikbaar zuivere zuurstof.
- Als het slachtoffer moeite heeft met ademhalen, zorg er dan voor dat hij of zij in halfzittende houding ligt.
- Als het slachtoffer bewusteloos is maar nog wel zelfstandig ademt, plaats hem dan in de herstelpositie en houd de luchtweg open.
- Gebruik kunstmatige ademhaling bij ademstilstand.
- In het geval van een circulatiestilstand (geen pols, geen ademhaling), start reanimatiemaatregelen in de vorm van hartmassage en kunstmatige beademing.
- Gebruik een beschikbare defibrillator voor de reanimatiemaatregelen, indien beschikbaar.
Zodra de arts arriveert, ontvangt hij alle relevante informatie over de oorzaak van het ongeval, de gemeten waarden van de gasconcentratie en de duur waaraan de gewonde persoon is blootgesteld. Op basis van deze informatie kan de spoedarts onmiddellijk de juiste maatregelen nemen.
Veilig omgaan met waterstofsulfide
De omgang met zwavelwaterstof moet worden uitgevoerd met de hoogste veiligheidsmaatregelen en is alleen toegestaan voor geïnstrueerde personen. Regelmatige metingen activeren een alarm als de lucht in de ruimte verontreinigd is met het gas.
Persoonlijke beschermingsmiddelen zijn van groot belang.
- Chemicaliënpak voor noodgevallen
- Vlamvertragende en antistatische beschermende kleding
Veiligheidsschoenen
- Veiligheidshandschoenen van nitrilrubber of nitrillatex
- Veiligheidsbril met zijbescherming
Voor noodgevallen moet je altijd een ademhalingsapparaat met gasfilter B, identificatiekleur grijs, bij je dragen. Hiermee kunt u in noodgevallen uw eigen veiligheid waarborgen en uzelf uit de gevarenzone verwijderen.
Denk er in noodgevallen aan dat zwavelwaterstof zwaarder is dan lucht en zich kan ophopen in het vloeroppervlak, vooral in slecht geventileerde ruimtes. Betreed daarom geen depressies zoals kuilen in de ruimte of kelderruimten waar het gas zich kan ophopen zonder eerst de gasconcentratie te controleren. Draag altijd ademhalingsbescherming als er zwavelwaterstof aanwezig is.
Opslagomstandigheden
Aangezien zwavelwaterstof een gevaarlijke stof is, d.w.z. een potentieel schadelijk gas voor mens en milieu, moet grote zorgvuldigheid worden betracht bij het opslaan van containers met zwavelwaterstof.
Vanwege de hoge ontvlambaarheid mag opslag alleen plaatsvinden in goed geventileerde ruimten met explosiebeschermingsapparatuur die geschikt is voor gebruik in een potentieel gevaarlijke explosieve atmosfeer. Oxiderende gassen en andere oxiderende stoffen mogen nooit samen met de zwavelwaterstofhouders worden opgeslagen. Als veiligheidsmaatregel tegen ernstige ongevallen worden in de opslagruimte ook gasdetectoren met alarmfunctie aanbevolen. Bevoegde werknemers moeten op zijn minst worden uitgerust met een mobiele gasdetector waarmee ze een meting kunnen uitvoeren voordat ze de ruimte betreden.
Opgeslagen flessen moeten worden voorzien van een ventielbeschermkapje of ventielbeschermkorf en regelmatig worden gecontroleerd op lekken in de fittingen en op corrosie. Zoals bij alle containers onder druk moet de omgevingstemperatuur onder 50° C blijven en moet direct zonlicht op de producten absoluut worden vermeden.
Als het gas zich in een gesloten systeem bevindt, wordt het alleen onder strikt gecontroleerde omstandigheden gebruikt. Idealiter is het systeem permanent technisch afgedicht met gelaste pijpen. Veiligheidskleppen zijn wettelijk verplicht. Net als containers onder druk moeten gesloten systemen regelmatig worden gecontroleerd op lekken.
Aangezien dit een opslagruimte voor giftige gassen is, is een systeem voor het veilig afvoeren van ontsnappend gas vereist. Het afvoersysteem kan op afstand worden ingeschakeld vanuit een niet-gevaarlijke ruimte, tenzij het automatisch wordt geactiveerd via de gasdetector.
Methoden voor de detectie van waterstofsulfide
Waterstofsulfide verdooft de geurreceptoren na korte tijd. Daardoor nemen mensen het gevaar na korte tijd niet meer waar. Dit gebeurt heel snel bij hogere concentraties, maar ook bij aanvankelijk lage blootstellingen die voortdurend toenemen. Hierdoor is het risico groot dat de situatie verkeerd wordt ingeschat. Vanwege het grote gevaar dat zwavelwaterstof met zich meebrengt, zijn metingen met speciaal ontwikkelde meetapparatuur essentieel in alle gebieden met mogelijke verontreiniging. Waterstofsulfide wordt het best gedetecteerd met apparaten die zijn uitgerust met elektrochemische sensoren.
Compur Monitors biedt een reeks hoogwaardige meettoestellen voor de detectie van waterstofsulfide als stationaire oplossingen voor continue meting. Mobiele meettoestellen stellen werknemers in staat om een vrijgavemeting uit te voeren onmiddellijk voordat ze een gevaarlijke zone betreden. Als expert in de ontwikkeling van gasdetectietoestellen is Compur Monitors al vele jaren een van de toonaangevende fabrikanten van deze toestellen, die onmisbaar zijn op vele gebieden.
We geven je graag advies
Heb je vragen over onze producten of wil je een vrijblijvend adviesgesprek? We horen graag van je.
