審核專家:甘強
北京理工大學講師,應用化學博士
武俠小說中常常會描寫迷煙的神奇作用,刺破窗戶紙后向房間里釋放迷煙,房間里的正道高人往往頃刻間就會昏迷不醒、任人宰割,過不久就會有蟊賊進房間進行盜竊。
根據這個情景來分析,迷煙需要具有強揮發(fā)性,見效時間快,同時考慮到便攜性和房間內空氣的稀釋,低濃度就可見效,而且釋放后不久就可降到有效濃度之下,使得釋放者可以放心進入現場。
好消息是同時符合這幾個特點的藥物現實中并不存在,醫(yī)療場景下使用的吸入式麻醉劑往往無法在極低濃度下發(fā)揮作用,如乙醚、氟烷、異氟烷、恩氟烷等,如果釋放進房間也無法在短時間內達到能迷暈人的濃度。
武俠小說中的迷煙不存在,現實中卻還有很多其他需要小心的有害氣體。據報道,浙江一工廠7月3日發(fā)生了有毒有害氣體中毒事件,其中有害氣體的主要成分是硫化氫。
來源丨網絡那么,硫化氫是如何產生的,又是如何使人中毒的呢?
保障生產安全用的警示牌 來源丨Taobao
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不好惹的惡臭氣體
聞過硫化氫的人都會對這種氣體留下深刻的印象。含硫的氣體不少,好幾個都臭到名聲在外,硫化氫就是其中之一。這一特性也被用來示警,煤氣廠商在灌裝煤氣的時候往往會加入極少量硫化氫,這樣無味的煤氣一旦泄漏,臭味就會引起人們的警惕。
現在城市使用的燃氣多為天然氣和液化石油氣,煤氣因為從效率和安全性來說都不如天然氣和液化石油氣,已經漸漸被淘汰,不過液化石油氣中還在使用硫化氫的含硫兄弟硫醚或者硫醇來示警。
硫化氫本身是一種無色、易燃、有臭雞蛋氣味,且具腐蝕性的劇毒氣體。這種氣體通常是在沒有氧氣的情況下由分解有機物的微生物產生的,因此主要來源于天然氣、硫磺礦床、沼澤和動物養(yǎng)殖場等,工業(yè)上也會在生產有機含硫化合物的時候用到。由于硫化氫的比重比空氣大,易溶于水,可在下水道、蓄水池或通風不暢的空間內蓄積。
無論在職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)測還是環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測中,硫化氫都是一種必須關注的物質。硫化氫是一種廣譜毒物,這意味著盡管神經系統(tǒng)受到的影響最大,但硫化氫可以損害體內的幾個不同系統(tǒng)。由于硫化氫可由機體代謝產生,也可由腸道菌群分解產生,所以我們的身體中存在特定的酶來對其進行解毒,解毒的產物是無害的。
在某個濃度閾值水平,約為 300-350 ppm以上,硫化氫就會對人體產生嚴重急性損害。這也是煤氣中可以使用硫化氫來示警的原因。
職業(yè)衛(wèi)生用的警示牌 來源丨Taobao
接觸較低濃度硫化氫會導致眼睛刺激、喉嚨痛和咳嗽、惡心、呼吸急促和肺部積液(肺水腫),這些癥狀通常會在幾周內消失。長期、低水平接觸可能導致疲勞、食欲不振、頭痛、易怒、記憶力差和頭暈。
要理解這些癥狀,需要了解中毒的機制。硫化氫首先通過呼吸系統(tǒng)進入肺泡,隨后進入肺泡毛細血管,再由血液循環(huán)到達各種組織和器官。進入組織后,硫化氫可與組織中的堿性物質結合形成硫化鈉。
硫化鈉具有腐蝕性,會對眼和呼吸道造成損傷,這就是硫化氫中毒者出現眼睛畏光、流淚和咽喉部灼熱、咳嗽等癥狀的原因。當外界硫化氫的濃度過高,體內的游離硫化氫和硫化物來不及氧化時,硫化氫主要與呼吸鏈中的細胞色素氧化酶結合,使之失去傳遞電子的能力,造成組織細胞內缺氧,尤以神經系統(tǒng)最為敏感。
另一方面,硫化鈉進入血液后會重新釋放硫化氫,可使腦和肝中三磷酸腺苷酶(也就是分解三磷酸腺苷給機體提供能量的酶)活性降低,還會與體內谷胱甘肽中的巰基結合,使谷胱甘肽失活,這兩方面影響了體內生物氧化過程,加重了組織缺氧。
硫化氫誘導的神經毒性的病理生理機制 來源丨wiley.com
因此,硫化氫導致機體內氧化代謝的紊亂,需氧量高或黏膜暴露的組織,如呼吸、神經和心血管組織等,最容易受到低濃度硫化氫的影響,被認為是主要的靶器官,中毒后可引發(fā)急性肺炎或者肺水腫,進而導致呼吸困難甚至猝死。
2
其他有害氣體
>>>>一氧化碳
一氧化碳也是生產中的危險氣體 來源丨Taobao
一氧化碳是煤氣的主要成分之一,它很容易與血紅蛋白結合,產生影響體內氣體交換的碳氧血紅蛋白,因此也是一種有毒氣體。人體一次吸入667 ppm的一氧化碳就會導致高達50%的身體內血紅蛋白轉化為碳氧血紅蛋白,中毒癥狀通常包括頭痛、頭暈、虛弱、嘔吐、胸痛和意識模糊。大量接觸可導致意識喪失、心律失常、癲癇發(fā)作或死亡。
一氧化碳中毒可能發(fā)生在使用碳基燃料的機動車輛內和通風不良的室內,為了防止中毒發(fā)生,可以設置一氧化碳檢測器、保持使用燃氣器具的房間適當通風、保持煙道清潔以及保持車輛排氣系統(tǒng)的良好狀態(tài)。一旦出現疑似中毒,需要立即將人從房間或車中移出,同時撥打急救電話。如果患者已經失去知覺,需由有經驗的人進行心肺復蘇。
>>>>甲烷
甲烷的球棍模型 來源丨Wikipedia
作為天然氣的主要成分,甲烷是一種安全性遠高于一氧化碳的氣體,但這并不妨礙它也會讓我們的廚房爆炸。2020年江蘇一處民用住宅內就曾經發(fā)生過可燃氣體爆炸,當時屋主使用的是煤氣,但消防員趕到之后發(fā)現煤氣并未泄漏,現場也沒有燃燒的痕跡。
經過調查,原來是屋主時常把廚余垃圾直接倒進下水道,使下水道處于長期的堵塞狀態(tài)。有機物的堆積,加上微生物的發(fā)酵,就產生了甲烷。點火做飯時明火遇到從下水道冒出的甲烷氣流,就引發(fā)了爆炸。作為煤礦安全事故之一的瓦斯爆炸也是由于甲烷引起的,盡管高濃度時甲烷會使空氣中氧氣濃度降低引起窒息,但甲烷的危險性主要在于當濃度達到5-15%就會引發(fā)燃燒或爆炸。廠家在天然氣中添加的含硫化合物的臭味會讓人警醒,降低了泄漏造成事故的風險,但及時清理下水道和廚余垃圾也是安全生活所必須的。
>>>>氯氣
氯氣是黃綠色的 來源丨Wikipedia
別看現在除了自來水以外其他東西消毒用的都不是氯氣了,氯氣還是會出現在我們的生活中。84消毒液和潔廁靈混合就會產生這種曾經作為化學武器的危險氣體。
84消毒液的主要成分是次氯酸鈉,潔廁靈的主要成分是鹽酸,這兩個成分一混合,直接上演氯氣的制備。氯氣本身是黃綠色的,不過低濃度的氯氣就已經會損害人體健康了。30 ppm時可能會出現咳嗽和嘔吐,60 ppm時可能會造成肺損傷,作為參考的是,美國國家職業(yè)安全與健康研究所的推薦暴露限值僅為15 分鐘內0.5ppm。氯氣中毒的主要癥狀是呼吸系統(tǒng)的咳嗽、呼吸困難等,同時如果眼部也暴露在氯氣中,還會發(fā)生畏光、流淚等。暴露后需要第一時間將患者轉移到沒有氯氣的地方,脫掉暴露在氯氣中的衣服,同時聯系醫(yī)院,在急救人員到來之前可用清水清洗受影響的皮膚。另外需要注意的是,很多家用消毒劑的成分是含氯的,盡量將此類物品放置到兒童無法接觸的地方,如果不慎服用,在去醫(yī)院之前可以大量喝水或牛奶。
希望這些知識能夠讓我們意識到有害氣體的危害,保持工作場所和居住環(huán)境的衛(wèi)生,在疑似發(fā)生有害氣體中毒時不陷入慌亂,保護好自己。
來源:數字北京科學中心
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