審核專家:甘強(qiáng)
北京理工大學(xué)講師,應(yīng)用化學(xué)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(jìn)房間進(jìn)行盜竊。
根據(jù)這個情景來分析,迷煙需要具有強(qiáng)揮發(fā)性,見效時間快,同時考慮到便攜性和房間內(nèi)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(jìn)入現(xiàn)場。
好消息是同時符合這幾個特點的藥物現(xiàn)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(jìn)房間也無法在短時間內(nèi)達(dá)到能迷暈人的濃度。
武俠小說中的迷煙不存在,現(xiàn)實中卻還有很多其他需要小心的有害氣體。據(jù)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(wǎng)絡(luò)那么,硫化氫是如何產(chǎn)生的,又是如何使人中毒的呢?
保障生產(chǎn)安全用的警示牌 來源丨Taobao
1
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(xiàn)在城市使用的燃?xì)舛酁樘烊粴夂鸵夯蜌猓簹庖驗閺男屎桶踩詠碚f都不如天然氣和液化石油氣,已經(jīng)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(jī)物的微生物產(chǎn)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(chǎn)有機(jī)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(fēng)不暢的空間內(nèi)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(guān)注的物質(zhì)。硫化氫是一種廣譜毒物,這意味著盡管神經(jīng)系統(tǒng)受到的影響最大,但硫化氫可以損害體內(nèi)的幾個不同系統(tǒng)。由于硫化氫可由機(jī)體代謝產(chǎn)生,也可由腸道菌群分解產(chǎn)生,所以我們的身體中存在特定的酶來對其進(jìn)行解毒,解毒的產(chǎn)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(chǎn)生嚴(yán)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(dǎo)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(nèi)消失。長期、低水平接觸可能導(dǎo)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(jī)制。硫化氫首先通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入肺泡,隨后進(jìn)入肺泡毛細(xì)血管,再由血液循環(huán)到達(dá)各種組織和器官。進(jìn)入組織后,硫化氫可與組織中的堿性物質(zhì)結(jié)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(xiàn)眼睛畏光、流淚和咽喉部灼熱、咳嗽等癥狀的原因。當(dāng)外界硫化氫的濃度過高,體內(nèi)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(xì)胞色素氧化酶結(jié)合,使之失去傳遞電子的能力,造成組織細(xì)胞內(nèi)缺氧,尤以神經(jīng)系統(tǒng)最為敏感。
另一方面,硫化鈉進(jìn)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(jī)體提供能量的酶)活性降低,還會與體內(nèi)谷胱甘肽中的巰基結(jié)合,使谷胱甘肽失活,這兩方面影響了體內(nèi)生物氧化過程,加重了組織缺氧。
硫化氫誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的病理生理機(jī)制 來源丨wiley.com
因此,硫化氫導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)氧化代謝的紊亂,需氧量高或黏膜暴露的組織,如呼吸、神經(jīng)和心血管組織等,最容易受到低濃度硫化氫的影響,被認(rèn)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(jìn)而導(dǎo)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(chǎn)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(jié)合,產(chǎn)生影響體內(nèi)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(dǎo)致高達(dá)50%的身體內(nèi)血紅蛋白轉(zhuǎn)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(dǎo)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(jī)動車輛內(nèi)和通風(fēng)不良的室內(nèi),為了防止中毒發(fā)生,可以設(shè)置一氧化碳檢測器、保持使用燃?xì)馄骶叩姆块g適當(dāng)通風(fēng)、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(xiàn)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(jīng)失去知覺,需由有經(jīng)驗的人進(jìn)行心肺復(fù)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(yuǎn)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(nèi)就曾經(jīng)發(fā)生過可燃?xì)怏w爆炸,當(dāng)時屋主使用的是煤氣,但消防員趕到之后發(fā)現(xiàn)煤氣并未泄漏,現(xiàn)場也沒有燃燒的痕跡。
經(jīng)過調(diào)查,原來是屋主時常把廚余垃圾直接倒進(jìn)下水道,使下水道處于長期的堵塞狀態(tài)。有機(jī)物的堆積,加上微生物的發(fā)酵,就產(chǎn)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(dāng)濃度達(dá)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(fēng)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(xiàn)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(xiàn)在我們的生活中。84消毒液和潔廁靈混合就會產(chǎn)生這種曾經(jīng)作為化學(xué)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(jīng)會損害人體健康了。30 ppm時可能會出現(xiàn)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(nèi)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(zhuǎn)移到?jīng)]有氯氣的地方,脫掉暴露在氯氣中的衣服,同時聯(lián)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(hù)好自己。
來源:數(shù)字北京科學(xué)中心
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