Сероводород выбросы в воздух. Как сероводород влияет на организм, вред и польза. Что такое сероводород

Сероводород - это бесцветный газ с неприятным запахом протухших яиц. Образуется он в результате контакта серы с водородом. В химии также носит название сернистый водород или сульфит водорода. Химическая формула - H 2 S. В природе встречается достаточно редко. Итак, сегодня мы рассмотрим влияние сероводорода на организм человека.

Свойства сероводорода

Сероводород выделяется при растворении органических веществ, во время взрывных работ на шахтах, в результате переработки нефти и угля, как побочный эффект производства целлофана, красок, вискозы, сахара. Он в большом количестве поступает в атмосферу, загрязняя ее. На свалках сероводород образуется во время гниения пищевых отходов. Так как он тяжелее воздуха, оседает в глубоких ямах, канавах или даже в колодцах.

Газ обладает высокой степенью токсичности. Легко воспламеняется и в сочетании с кислородом взрывоопасен. В воздухе горит голубоватым пламенем.

Он также отлично взаимодействует с сильными окислителями. При контакте с металлами вызывает их коррозию.

Сероводород является самым активным из серосодержащих элементов.

А-ля "испорченное яйцо"

Газ имеет крайне неприятный запах гниющего белка. Токсикология изучает порог восприятия вещества разными людьми. Установлено, что одни более чувствительны к этому запаху, чем другие. Но это касается лишь его небольших концентраций. Если газа в воздухе много, он попросту парализует обонятельный нерв, и «жертва» перестает чувствовать резкий запах.

Вред сероводорода

Действие сероводорода на организм человека может быть как положительным, так и отрицательным. Рассмотрим, насколько и чем он опасен.

Исследования этого газа начались в 1998 году. Опыты проводили на крысах. Но до сих пор механизмы влияния сероводорода на организм человека и животных достоверно не изучены.

Известно, что сероводород очень ядовит. Люди, которые живут неподалеку от заводов, где он используется, страдают хроническим отравлением. У них наблюдается потеря веса, появляется металлический привкус во рту. Ухудшение зрения и даже обморочные состояния говорят о том, что человек отравлен сероводородом и нуждается в срочном лечении.

Приводит к отравлению даже 0,1% газа в воздухе. Эта небольшая концентрация в течение десяти минут способна убить, но зачастую отравление вызывает лишь выраженную симптоматику. Если уровень его содержания выше, всего один вдох может оказаться смертельным.

Симптоматика проявляется:

головной болью;
головокружением;
тошнотой;
повышением давления.

Внимание! В канализации уровень сероводорода достигает 16%!

Опасность сероводорода для здоровья

Газ обладает удушающим и раздражающим действием на организм. Он вызывает раздражение слизистых глаз и дыхательных путей. Именно воздействие на дыхательные пути является одной из наиболее опасных реакций, способной привести к отеку легких. Проникая в организм, он блокирует дыхательный фермент. Влияние сероводорода на организм человека в воздухе настолько пагубно, что может вызвать мгновенную смерть, если его концентрация высока.

Сероводород пагубно влияет на белок гемоглобин. Железо, входящее в состав гемоглобина, он превращает в сульфид железа. В результате кровь приобретает черный оттенок и теряет, частично или полностью, способность переносить кислород.

Раздражение слизистых даже небольшим количеством сероводорода способно привести к кератоконъюнктивиту, риниту, бронхиту, слюнотечению.

Газ также оказывает негативное влияние на нервную систему. Сероводород стимулирует деятельность нейронов. Он вызывает депрессию и беспокойство. При длительном вдыхании газа возможно развитие психических расстройств и поражений вегетативной нервной системы. Больные также страдают бессонницей.

Дозы и симптомы отравления

Ниже рассмотрим отрицательное действие сероводорода на организм человека. Признаки отравления разнятся. Это зависит от количества газа в воздухе.

При вдыхании небольшого количество вещества наблюдается резь в глазах, их покраснение, кашель, болезненность в груди, хрипы в легких. Отравление также сопровождают тошнота, усталость и головная боль.

Более высокие концентрации усугубляют вышеописанные симптомы. Также возможно ухудшение деятельности сердца, отек легких, бронхопневмония, возбужденное или, напротив, обморочное состояние, снижение давления. Может увеличиваться печень, повышается температура тела.

Тяжелое отравление вызывает потерю сознания вплоть до комы. Проявляется судорогами, галлюцинациями, нарушением дыхания и работы сердца. Может закончиться смертью. При благоприятном исходе симптоматика сменяется глубоким сном. Позже развивается астенический синдром. При должном лечении он исчезает, но в некоторых случаях осложняется энцефалопатией.

Очень высокие концентрации газа в воздухе вызывают мгновенную смерть вследствие паралича дыхательного нерва и сердца. При этом раздражение слизистых оболочек просто не успевает развиться.

Однако свойства сероводорода и его действие на организм человека напрямую зависит от доз и способа применения.

Польза сероводорода для сосудов

Сероводород - яд, который, однако, способен лечить. Более того, небольшое его количество даже присутствует в нашем организме. Учеными давно доказано, что газ в минимальных концентрациях образуется в желудке людей и животных. Данная функция запрограммирована генетически. Мутация гена, который регулирует его выработку, вызывает серьезные болезни - синдромы Паркинсона и Альцгеймера, атеросклероз, гипертонию.

Дело в том, что газ влияет на сосуды, увеличивая их просвет. Это способствует снижению давления и улучшению циркуляции крови. Введение нетоксичных доз сероводорода в организм борется с гипертонией. При этом газ препятствует развитию атеросклероза. Это связано с тем, что холестериновые бляшки откладываются лишь на стенках поврежденных сосудов. Сероводород оказывает на них противовоспалительное действие, защищает стенки сосудов от потери эластичности, повышает их устойчивость к повреждениям.

Сероводород и нервные клетки

Оказывает положительное влияние сероводород и на нервные клетки. Их повреждают свободные радикалы, которые вызывают онкообразования, но газ обезвреживает их. Таким образом, он защищает от повреждений головной мозг. Доказано, что у людей, страдающих заболеваниями мозга, содержание сернистого водорода в организме ниже нормы. Кроме этого, он стимулирует питание нейронов и улучшает память.

Эти данные подтверждают опыты на крысах.

Сероводород улучшает эрекцию?

В Америке продолжают изучать влияние сероводорода на организм людей и животных. В калифорнийской университетской клинике для исследований были взяты пещеристые тела (этот биоматериал остается после операций по смене пола). Оказалось, что введение сероводорода расслабляет гладкую мускулатуру. Впоследствии опыты на крысах показали, что чем выше доза сероводорода, тем дольше длится эрекция. Однако говорить о том, что газ может быть использован в качестве новой виагры, пока рано, так как ученые еще не разобрались в механизмах его действия.

Сероводород и молодость

Специалисты из китайского университета недавно сообщили, что действие сероводорода на организм может быть омолаживающим. Все дело в том, что газ способен активизировать ген klotho. Klotho отвечает за продолжительность жизни, а также восстанавливает артериальное давление.

Кроме этого, введение сероводорода стимулирует выработку фермента под названием сиртуин. Он предотвращает окислительные процессы в организме и замедляет его старение.

Польза сероводородных ванн

Положительное влияние сероводорода на организм человека в воде при правильной дозировке весьма велико. Содержание вещества в воде может быть минимальным, но порой врачи назначают достаточно высокие дозы. Однако назначить сероводородные ванны может только врач.

Газ легко проникает через поры, слизистые оболочки и дыхательные пути, попадая в кровяное русло. По крови он разносится по всему организму, стимулируя его работу. Результат сероводородных ванн:

повышение иммунитета;
улучшение циркуляции крови и снижение давления;
заживление кожных повреждений;
устранение воспалений;
нормализация углеводного обмена;
уменьшение содержания холестерина в крови;
ускорение обменно-окислительных процессов;
нормализация функций центральной и вегетативной нервной системы;
улучшение функций костной системы.

Ванны показаны при огромном спектре болезней, включая урологические, гинекологические и эндокринные. Кроме этого, они способны лечить даже тяжелые интоксикации (к примеру, после отравления ртутью). Эти ванны лечат кожу, мускулы, сухожилия, кости. Однако при этом имеют множество противопоказаний.

Длительность такого сеанса составляет от 8 до 12 минут. Курс лечения обычно не превышает 12 сеансов. Лечебные ванны принимают через день.

В санаториях популярны и так называемые полуванны с сероводородом. Обычно это водные процедуры для рук или ног. Также вода, обогащенная этим веществом, применяется для полосканий полости рта и волос. Ею умывают лицо, из нее делают компрессы и примочки.

Применяют сероводородную кислоту и в косметологии - раствор этого вещества помогает устранить акне, подтянуть кожу и снизить проявления целлюлита.

Внимание! Сероводородная ванна может быть проведена лишь в специализированных помещениях, где есть мощные воздухоочистители. В противном случае интоксикация от паров сероводорода способна привести к летальному исходу.

Заключение

Итак, сегодня мы рассмотрели влияние сероводорода на организм человека. Кратко обсудили его пользу и вред. Как и многие яды, он активно используется в медицине и косметологии, но при высоких дозах очень опасен. Это доказывает, что применять его наружно можно лишь под наблюдением врача.

Сероводород может образовываться в организме и влиять на протекание метаболических реакций. Изменение его концентрации приводит к развитию патологий. В то же время избыток этого газа в воздухе опасен!

Сероводород – это газ с крайне неприятным запахом гниющего белка или, попросту говоря, протухших яиц. Он выделяется при разложении органики. Сероводород тяжелее воздуха, поэтому может накапливаться в канавах, оврагах, ямах и загрязненных колодцах. Им также богаты вулканические газы. В промышленности сероводород является побочным продуктом переработки нефти и угля, очистки сточных вод, производства красок, целлофана, сахара, вискозы и др. Какое влияние он оказывает на организм, читайте ниже.

Вред сероводорода

Контакт человека с сернистым водородом очень опасен. Этот газ является сильным ядом. Попадая в организм, он превращается в сульфат и блокирует дыхательный фермент цитохромоксидазу. При небольшой концентрации сероводорода в воздухе происходит возбуждение дыхательной системы. Так организм человека стремится компенсировать недостаток кислорода.

С повышением содержания этого газа начинается резкое угнетение системы дыхания. При концентрации сероводорода 1000 мг/м3 и выше человека ждет мгновенная смерть.

Негативное влияние сероводорода на организм не ограничивается подавлением тканевого дыхания. Этот газ легко вступает в реакцию с ионами железа, содержащимися в составе молекул гемоглобина. В результате образуется сульфид железа, кровь при этом чернеет и теряет способность транспортировать кислород.

Однако и на этом вред сероводорода для человека не заканчивается. Доказано его пагубное влияние на нервную систему. Избыточные концентрации этого газа приводят к чрезмерной стимуляции нейронов. Вдыхание сероводорода вызывает беспокойство и депрессию. При длительном контакте у человека развиваются:

психические расстройства;
нарушения сна;
поражения вегетативной нервной системы.

Примечательно, что при продолжительном воздействии небольших концентраций сероводорода или кратковременном вдыхании воздуха с высоким содержанием этого газа организм перестает воспринимать неприятный запах. Это связано с развитием паралича дыхательного нерва.

Даже низкие концентрации сероводорода раздражают конъюнктиву глаз и слизистые оболочки дыхательных путей. Как следствие у человека могут развиться:

ринит;
бронхит;
слюнотечение;
кератоконъюнктвит.

Отравление сероводородом сопровождается также снижением артериального давления, учащением сердцебиения, рвотой, головокружением и головной болью.

Положительная роль сероводорода

Тем не менее сернистый водород может оказывать на организм человека положительное влияние. Установлено, что этот газ полезен и даже необходим для протекания некоторых физиологических процессов. В микроколичествах он образуется в организме, и эта способность запрограммирована генетически
. Мутации гена, регулирующего выработку эндогенного (внутреннего) сероводорода, приводят к развитию атеросклероза, гипертонии, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Исследовать влияние этого газа на организм начали в 1998 году с опытов на крысах. До сих пор полностью не раскрыты многие механизмы его действия, однако изучение продолжается. Достоверно известно, что сероводород, как оксид азота II (NO) и угарный газ (CO), участвует в процессах расширения сосудов и передачи нервных импульсов.

Влияние на стенки сосудов

Сернистый водород, образующийся в организме, способен расслаблять гладкую мускулатуру сосудов. В результате этого их просвет увеличивается. Когда сосуды расширяются, снижается давление, улучшается циркуляция крови. Таким образом, есть основания считать, что эндогенный сероводород борется с гипертонией. Кроме того, расширение сосудов улучшает эрекцию. Было доказано, что сероводород действительно обладает таким действием.

Также этот газ тормозит развитие атеросклероза и вызванного им сужения просвета сосудов. Как известно, холестериновые бляшки откладываются на поверхности сосудистых стенок только после их повреждения. Сероводород оказывает противовоспалительное действие. Он защищает стенки сосудов от кальцификации и связанной с ней потери эластичности. При этом повышается устойчивость их к повреждениям.

Помимо оздоровления сосудистой стенки, сероводород защищает ее от разрушительного действия метаболитов и активного кислорода – побочных продуктов обмена веществ. Вступая в химические реакции с такими соединениями, он связывает и обезвреживает их. Метаболиты сероводорода выводятся почками с мочой.

Влияние на нервную систему

Организм человека – это система, в которой непрерывно протекают каскады химических реакций с образованием токсичных побочных веществ. Наиболее опасными являются свободные радикалы, активно повреждающие белковые и липидные молекулы. Особенно губительно их влияние на нервные клетки.

Сероводород, вступая в реакции со свободными радикалами и обезвреживая их, защищает от повреждений все органы и головной мозг, в частности.

Ученые доказали, что у пациентов, страдающих от болезней Альцгеймера и Паркинсона, содержание сернистого водорода в мозговых тканях ниже нормы. Введение производного этого газа – соли NaHS – вызывает улучшения состояния при этих патологиях. Однако такие опыты пока были проведены только на мышах.

Кроме того, было установлено, что сероводород повышает активность клеток, обеспечивающих питание нейронов – астроцитов. Известно также, что этот газ стимулирует работу отделов мозга, отвечающих за память. Полученные данные будут использоваться при разработке препаратов, предназначенных для лечения болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Влияние на прочие системы

Недавние исследования, проведенные китайскими учеными, показали, что эндогенный сероводород является своего рода «газом молодости». Он повышает активность гена, который отвечает за продолжительность жизни. При этом организм начинает синтезировать больше собственных антиоксидантов, параллельно образуются вещества, опосредованно снижающие артериальное давление.

Сероводород оказывает влияние на продукцию белка сиртуина, тормозящего окислительные реакции. Усиление выработки этого фермента приводит, по мнению ученых, к замедлению старения.

Эндогенный сероводород полезен для регенерации кардиомиоцитов. Он уменьшает степень поражения сердца при ишемии и инфаркте, улучшает регенерацию клеток. По некоторым данным, сероводород обладает противовоспалительными свойствами. Было показано, что этот газ предотвращает появление поражений слизистой оболочки желудка, возникающих из-за неправильного приема нестероидных противовоспалительных средств (Ибупрофен, Аспирин, Диклофенак).

В природе не существует исключительно вредных или полезных веществ. Все хорошо в меру. Полезные соединения в больших количествах могут отравить организм, а малые концентрации вредных веществ нередко бывают полезны. Так и с сероводородом. Этот газ известен как сильный яд, однако без него протекание многих метаболических процессов попросту невозможно.

И, хотя исследования роли сероводорода в человеческом организме были начаты не так давно и еще далеки от завершения, уже сейчас ясно, что без этого газа нормальная работа многих органов и систем невозможна.

Cодержание статьи: classList.toggle()">развернуть

Сероводород (сернистый водород) – это газ, который в больших количествах вредит здоровью, то есть приводит к отравлению. Этот газ не имеет цвета, однако у него специфический запах (тухлых яиц). Следует отметить, что сероводород широко распространен в природе. Он также находится в организме человека и участвует в протекающих в нем процессах.

Чем опасен сероводород для человека? Какое влияние он оказывает на организм человека? Какие симптомы проявляются при отравлении серой и как оказать первую помощь пострадавшему?

Источники сероводорода

Источников сероводорода достаточно много – они постоянно встречаются в природе, в быту и особенно на производстве. Рассмотрим каждую группу источников подробнее.

В природе газ обнаруживается в :

Грязевых источниках;
Морской воде;
Месторождениях газа и нефти;
Минеральных источниках;
Вулканических породах.

В быту данный газ чаще встречается там, где происходит гниение белковых продуктов питания и жизнедеятельности. Неприятный запах сероводорода можно обнаружить на кухне и в туалетной комнате (канализационные трубы, контейнеры для пищевых отходов, холодильные камеры и так далее).

Большое количество запаха серы скапливается в выгребных ямах, именно поэтому попытки самостоятельной их очистки приводит к тяжелым отравлениям.

Встретиться с сероводородом можно в следующих промышленных отраслях :

Нефте- и газодобывающие предприятия;
Очистка воды и стоков;
Производство асфальта и чугуна;
Горнодобывающие предприятия (шахты).

Влияние сероводорода на организм

Следует отметить, что сероводород оказывает на организм не только отрицательное, но и положительное влияние.

Сероводород принимает участие в процессах жизнедеятельности организма и даже вырабатывается собственными клетками. Поэтому он постоянно присутствует в организме, однако его концентрация минимальна.

Положительное влияние сероводорода (при незначительной концентрации) на организм заключается в следующем :

Улучшает передачу нервных импульсов;
Снимает спазм мышечных органов;
Увеличивает просвет кровеносных сосудов (что является профилактикой гипертонии);
Функционирование головного мозга, то есть улучшает память и усвоение новой информации.

Если же концентрация сернистого водорода значительно увеличивается, то возникают патологические изменения:

Разрушение гемоглобина в крови;
Паралич обонятельных нервов;
Развития тяжелой гипоксии, то есть кислородного голодания внутренних органов. В связи с этим нарушается работа сердца, головного мозга и кровеносных сосудов. В некоторых случаях отмечается смерть пострадавшего.

Симптомы отравления сероводородом у человека

Клиническая картина отравления серой зависит от концентрации отравляющего вещества и длительности его воздействия на организм. Газ проникает через верхние дыхательные пути и кожный покров человека.

Выделяют 3 степени тяжести отравления сернистым водородом :

Первая помощь при отравлении

Первую помощь необходимо начать оказывать сразу после обнаружения у пострадавшего признаков отравления сероводородом. Одновременно с этим вызвать бригаду скорой помощи.

Первая помощь при отравлении сероводородом заключается в проведении следующих мероприятий:

Прекратить воздействие отравляющего вещества на организм . То есть следует вывести или вынести пострадавшего на свежий воздух. При этом оказывающий помощь должен защитить свои дыхательные пути от поступления газа (надеть респиратор, марлевую повязку, смоченную в воде и так далее);
Расстегнуть стесняющую одежду, снять ремень и галстук ;

Восстановление после отравления

При интоксикации сероводородом необходимо обратиться за консультацией к врачу в любом случае, даже при легкой интоксикации, так как последствия могут быть довольно серьезными.

Пациентов с более тяжелым отравлением необходимо госпитализировать в токсикологическое отделение стационара, где будет проводиться симптоматическая терапия для полного восстановления организма:

Противосудорожная терапия (Седуксен, Реланиум);
Лечение конъюнктивита;
Устранение сердечно-сосудистой недостаточности;
Облегчение общего состояния (устранение головных болей, сонливости);
Противошоковая и интенсивная терапия по показаниям.

Восстановление трудоспособности :

При легком отравлении через 24 – 36 часов;
При отравлении средней степени тяжести через 4 – 5 недель, при условии своевременно оказанной первой помощи и проведении полного лечения;
При тяжелом отравлении не всегда происходит даже частичное восстановление трудоспособности.

Последствия и осложнения после отравления

Осложнения могут проявиться сразу после отравления или же через некоторое время после него.

К ранним осложнениям относят :

К поздним последствиям относят различные патологии внутренних органов :

Патология щитовидной железы. В этом случае отмечается как гипофункция, так и гиперфункция;
Экзема . В данном случае отмечается хроническое воспаление кожи, в котором прослеживаются периоды обострения и ремиссии (период времени, когда симптомы заболевания отсутствуют, и пациента ничего не беспокоит);
Ишемическая болезнь и инфаркт миокарда . Сероводород негативно влияет на сердечную мышцу. При отравлении средней тяжести и тяжелом происходит ее значительное повреждение;
Хронические головные боли и метеочувствительность;
Хронический панкреатит – воспаление поджелудочной железы с периодами обострения и ремиссии;
Гепатит – воспаление паренхимы печени;
Энцефалит и менингит (довольно редко).

Уникальностью Черного моря является то, что оно единственное в котором более, чем 90% объема воды содержит растворенный в ней сероводород. Сероводород присутствует также в водах Красного моря, у побережья Перу, Намибии, в некоторых глубоких фьордах Норвегии, но в гораздо меньшем количестве, чем в Черном море!

В энергетическом отношении (по теплоте сгорания) 1 м3 сероводорода эквивалентен 0,65 м3 метана. Однако, если при сжигании последнего кроме воды образуется диоксид углерода −CO2, то продуктом непосредственного сжигания сероводорода является диоксид серы − SO2, дальнейшая переработка которого позволяет получить, кроме дополнительной теплоты, ценный продукт неорганического синтеза – серную кислоту.

Как известно, водяная толща Чёрного моря состоит из неоднородных слоёв, которые почти не перемешиваются. Верхний слой – «живой»: обычная вода, в которой обитают морские организмы. Нижний слой – «мёртвый»: он содержит в растворённом виде сероводород, и концентрация его настолько велика, что ниже 120-200 метров в Чёрном море жизни почти нет.
Н.Д. Зелинский выдвинул первые гипотезы образования черноморского сероводорода. Впоследствии эти гипотезы оспаривались.

Среди множества версий выделяют три основные: восстановление сульфатов, гниение органических веществ и вулканическое происхождение. Эти версии не противоречат друг другу и, вероятнее всего, являются основными причинами образования глобальной сероводородной линзы. Чтобы понять эти причины, посмотрим на Черное море как на накопитель морской воды, поступающей извне. Еще 9 тыс. лет назад Черное море, подобно Каспийскому, было изолировано от акватории мирового океана. Глобальное потепление повысило уровень океана, и соленые средиземноморские воды хлынули в черноморскую впадину, вытеснив ее более легкую пресную воду к поверхности. В ходе дальнейших событий образовалось три слоя: термоклин, галоклин, пикноклин.

Внешний слой термоклин, питаемый пресной речной водой, подвержен сезонным изменениям температуры и участвует в круговороте воды, обогащаясь кислородом, что делает его пригодным для жизни. Почти весь объем Черного моря содержится в пикноклине, который «питается» соленой водой через Босфорский пролив. Промежуточный слой галоклин, характеризующийся резким изменением солености, не позволяет двум другим обмениваться водами. В результате основная масса Черного моря является практически изолированной. Такие условия, с одной стороны, превратили его в отстойник веществ, поступающих из океана, с другой – сформировали особые бескислородные (анаэробные) условия, которые и являются основной причиной образования сероводорода.

Расслоение Черного моря не позволяет пикноклину получать кислород, что породило уникальную анаэробную биосферу в черноморских глубинах, главную роль в которой играют особые сульфатредуцирующие бактерии. В ходе их жизнедеятельности происходит восстановление сероводорода из сульфатных ионов, которые, в свою очередь, возникают при разложении органических веществ. Такой процесс, называемый сульфатредукцией, происходит во всей толще вод пикноклина, но особенно интенсивен он на поверхности донных отложений, в слое толщиной всего несколько сантиметров.

Сульфатредуцирующие анаэробные бактерии являются основным источником черноморского сероводорода. Бескислородная среда черноморских глубин также сопутствует второй причине образования сероводорода. При гниении отмерших организмов происходит распад белков, содержащих серу. Из-за того, что распад происходит без окисления, конечными его продуктами являются сероводород и сульфатные ионы. Заметим, что последние могут участвовать в дальнейшей сульфатредукции.

Кроме органических источников сероводорода выделяют вулканические. Сероводород, порождаемый вулканической деятельностью тектонических разломов, остается в изолированных черноморских глубинах. Итак, Черное море можно назвать крупным генератором и накопителем сероводорода. Суммарные запасы сероводорода оцениваются в десятки миллиардов тонн при ежегодном приросте 4-9 млн тонн, что говорит о его свойстве возобновляться.

В результате за последние несколько тысяч лет здесь сформировалась сероводородная «линза», занимающая 90 процентов объёма моря!

Несмотря на то, что количество сероводорода в черноморских глубинах практически не ограничено, его концентрация в воде относительно невелика, из-за чего добыча газа связана с выделением его из больших масс воды и очищением от примесей. Дело в том, что до сих пор не разработана рентабельная технология извлечения газа из столь громадных объёмов воды.

Выделению сероводорода из морской воды препятствует следующее:

– низкая концентрация сероводорода, в сотни раз меньшая относительно его насыщенного раствора;

– концентрация недиссоциированной формы H2S не более 15%, преобладающая форма нахождения сероводорода, до 80 – 90%, диссоциированная, т.е. ионная, химически связанная.

Поэтому не удивительно, что, несмотря на многодесятилетнюю историю попыток утилизации сероводорода Черного моря, до сих пор не разработано практически реализуемых технологий выделения его газообразной формы из морской воды.

Существует множество идей технологического решения этого вопроса. Эти технологии можно условно разделить по нескольким категориям.

Одним из альтернативных подходов является выделение сероводорода на глубине. Разработаны способы, основанные на уже существующих технологиях очистки от сероводорода дренажных и пластовых вод. К примеру, аэрация содержащей сероводород воды, предварительно подвергнутой подкислению серной кислотой для снижения затрат и повышения эффективности. При этом необходимое количество серной кислоты можно производить из полученного сероводорода. Подобный способ основан на окислении сероводорода в воде озонированным воздухом, при котором вместе с очищенной водой выделяется сера. Известны способы, в которых подкисление воды совмещается с гидравлическими ударами или с воздействием вибрационных колебаний. Другим вариантом глубинной добычи является использование на глубине особых мембранных абсорбентов. Суть технологии заключается в том, что сероводород в таких абсорбентах растворяется на порядок лучше, что позволяет эффективно выделять его и доставлять на поверхность.

Наибольший интерес представляют собой методы с использованием газлифта по аналогии с фонтанным способом добычи нефти, который, в свою очередь, является наименее затратным в нефтяной промышленности. Фонтанная технология основана на подъеме нефти за счет гидростатического напора и расширения содержащегося в нефти газа.

На Рис. приведена карта акватории Черного моря с указанием глубин расположения верхней границы сероводородной зоны и распределением направления течений морской воды:

Более удачен в плане использования газлифта такой подход. На дно моря опускается трубопровод, изолированный от воды закрытым затвором. Открытие затвора приведет к тому, что вода устремится вверх, теряя давление, в результате чего начинает выделяться сероводород, создавая эффект газлифта. Предполагается, что это создаст постоянный фонтан из высокообогащенной сероводородом воды, который будет действовать, пока в черноморской воде будет присутствовать сероводород. Численные расчеты и проведенные лабораторные эксперименты подтверждают эти смелые предположения.

Тут уместна аналогия с откупоренной бутылкой шампанского. Пока она закрыта, смесь газа и жидкости пребывает в спокойном состоянии. Открыли – изменилось давление, и пузырьки газа начали, высвобождаясь, подниматься вверх и увлекать за собой жидкость. Шампанское выплёскивается из горлышка бутылки. Вот так и сероводород, растворённый в воде, при изменении давления (верхний слой воды из трубы откачали!) будет поднимать газоводяную смесь вверх. В результате получается постоянно действующий газоводяной фонтан.

“Коэрцитивная сила”, соответствующая разности давлений в подъемнике и в открытом море, характеризует эффективность фонтанного подъемника. Чем больше “коэрцитивная сила”, тем эффективнее работа подъемника. Численные расчеты перепада давлений на уровне моря для выбранных параметров дают величину порядка 0,15 МПа, что соответствует подъему сероводородной воды в подъемнике на технологическую высоту до 25 м.

При этом, чем выше концентрация сероводорода в воде, т.е. чем глубже погружен нижний срез водозаборной трубы, тем эффективнее работает подъемник. Эффективность работы подъемника также возрастает при увеличении толщины бессероводородного поверхностного слоя моря в месте забора воды. Это означает, что необходимо осуществлять забор сероводородной морской воды с максимально возможных больших глубин в регионах моря с толстым бессероводородным слоем воды.

Таким образом, фонтанный подъем воды исключает расходование энергии и материалов, что делает этот вариант добычи сероводорода наиболее выгодным и привлекательным.

Способы использования сероводорода можно разделить на два крупных направления. А именно: химическое производство и получение энергии .

Есть многочисленные способы использования сероводорода, но главную роль отводят производству серы и серной кислоты. Серная кислота применяется главным образом для получения минеральных удобрений, однако есть целый ряд прочих продуктов, в состав которых она входит: от свинцовых аккумуляторов и нефтепереработки до химических волокон и пищевых добавок. Ключевой момент заключается в том, что сам процесс выработки кислоты включает в себя этап сжигания, позволяющий использовать полученное тепло для передачи теплоты отопительной системе и получения электрической энергии.

Удельная теплота сгорания природного газа всего лишь в два раза превосходит теплоту сгорания сероводорода. Учитывая упомянутую ранее неисчерпаемость черноморского сероводорода, можно отметить перспективность его использования как готового топлива. В противовес этому существует ряд проблем горения сероводорода, которые требуют иного подхода к созданию и эксплуатации установок для его сжигания.

Главной проблемой является сероводородная коррозия металлов, которая приводит в аварийное состояние обычный котел всего за не- сколько дней. Поиски решения этой проблемы показали, что сероводородная коррозия создает целый комплекс пагубных явлений. К примеру, перенапряжение во время аварийной остановки котла и термо- циклическая усталость металла, фактически разрушающая котел. Но эти поиски не оказались напрасными. Была разработана оптимальная конструкция котла, учитывающая весь спектр коррозийных явлений. Полученный при сжигании в котле сернистый газ направляется на дальнейшую переработку, в ходе которой и образуется серная кислота.

Вторым основным продуктом сероводорода является сера, которая также находит широкое применение в промышленности.

В основном это важный элемент химического производства, но особые перспективы она имеет в строительной и дорожной индустрии. Замена битума на серу не только снижает цену на асфальт, но и улучшает его качество. Сероасфальт и серобетон являются влагонепроницаемыми, эрозийно и химически стойкими материалами, что снижает затраты на ремонт.

Учитывая извечную важность дорожной проблемы в России, следует принять во внимание и такой вариант использования черноморского газа. Существует множество способов производства серы, которые можно разделить на химические и термические. Химические способы различны между собой по сложности, затратам и энергоемкости, но благодаря более низким энергетическим затратам химическое выделение серы предпочтительнее термического. Все термические методы основаны на разложении сероводорода. Метод непосредственного термического разложения, который заключается в нагреве сероводорода, обладает высокой энергоемкостью и довольно высоким процентом непереработанного сероводорода.

Альтернативой термическому служит плазменный метод. Он позволяет переработать практически весь сероводород, однако для этого требуется газ с высоким его содержанием. Снизить энергозатраты позволяет плазмохимический метод. Часть получаемого при разложении водорода расходуется на выработку плазмы, благодаря которой и разлагается исходный сероводород. Такая плазма позволяет более эффективно разлагать практически весь сероводород вне зависимости от его концентрации в газе, что делает этот метод менее требовательным и энергозатратным. Плазменная переработка сопровождается выделением водорода, который уже можно использовать для производства электроэнергии.

Черное море является самым большим природным концентрированным резервуаром сероводорода в мире. В связи с непрерывным накоплением сероводорода в Черном море, который необходимо рассматривать как энергоаккумулирующее вещество, становиться целесообразным разрабатывать технологии для его добычи и переработки. Существующие методы и технологии имеют ряд недостатков, которые пока не позволяют их эксплуатировать с экономической и экологической точек зрения. Но зарубку на память по поводу его возможного использования нужно сделать.

Литература:

"Альтернативная сероводородная энергетика Черного моря."Г.Н. Бондаренко, Б.В. Борц, Б.А. Горлицкий, И.М. Неклюдов, В.И. Ткаченко / 2009. - c. 12-19

"СЕРОВОДОРОД ЧЕРНОГО МОРЯ" В.В. Харченко, А.А. Долгий.

"Как поставить сероводород Чёрного моря на службу людям?" Татьяна Максименко.

"Водородная энергетика на основе сероводородных ресурсов Черного моря." И.М. Неклюдов, Б.В. Борц, О.В. Полевич.

Жители столицы уже не первый раз задаются вопросом, почему пахнет сероводородом. Жалобы в Роспотребнадзор, МЧС и другие инстанции поступают от москвичей регулярно. Люди мучаются от неприятного аромата то ли скисшей капусты, то ли тухлых яиц, который возникает в различных районах города волнообразно, мешает нормально работать и отдыхать.

Источники выброса:

В процессе поиска источника зловония в СМИ появились разные версии, некоторые из них очень необычные. Пока ни одна не подтвердилась:

Очистные работы на мусорных полигонах в «Некрасовке» и «Кучино». На сегодняшний момент эти версии не подтвердились.
Выброс на мясокомбинате на Волгоградском проспекте.
Разжижение грунта в столице из-за движения Русской платформы. Через разломы из самых глубин Земли на поверхность вырываются газы, в том числе и химически агрессивные. Это мнение главного геолога партии региональных геохимических исследований филиала ВИМСа, кандидата геолого-минералогических наук Анатолия Пронина.
В соцсетях выдвигают и совсем необычную версию источника выброса. Процесс активной материализации демонических сущностей. А причина - ритуальные жертвоприношения. Кстати, в пользу этой версии свидетельствует и то, что очевидцы отмечали запах не совсем сероводорода, а квашеной капусты и горелых костей. Именно это и вызывает как запах серы и гнилой капусты, так и резкие колебания погоды (за считанные часы, например).

Так что же такое сероводород? Откуда он берется и безопасен ли для человека?

Характеристика сероводорода

Сероводород - это бесцветный газ, обладающий запахом тухлых яиц. Образуется при разложении органики.

Сероводород тяжелее воздуха, но легче воды, поэтому может накапливаться в канавах, оврагах, ямах и загрязненных колодцах.

Химическая формула — H2S

Физические свойства сероводорода

Температура плавления - 85,5°С, температура кипения - 60,7°С. Термически устойчив, но при температурах больше 400°C разлагается на простые вещества - S и H2.

Металлы при воздействии H2S покрываются налетом сернистых соединений. Это не касается только благородных типа золота и платины.

Источники сероводорода

Природные источники:

в небольших количествах в природном газе,
входит в состав попутного нефтяного газа,
в составе газообразных вулканических выделений,
присутствует в сернистых источниках (Мацеста, Пятигорск),
в глубоких слоях морской воды.

Образуется сероводород там, где гниют белки, содержащие цистеин или метионин. Как ни удивительно, присутствует в кишечных газах людей и млекопитающих.

В крупных городах, как правило, присутствуют производства, побочным продуктом которых является сероводород. К таким производствам можно отнести предприятия по переработке нефти и угля, очистке сточных вод, производство красок, целлофана, сахара, вискозы и др.

Влияние сероводорода на организм человека

Сероводород для человека в больших количествах является опасным ядохимикатом. Это очень коварное вещество, так как человек чувствует только маленькие концентрации газа в воздухе, а при большой концентрации рецепторы перестают его распознавать.

Небольшое количество сероводорода в организме человека присутствует постоянно, оно образуется в процессе гниения белков в кишечнике.

Чем опасен сероводород?

Вдыхание больших концентраций H2S, а также введение в организм большого количества сернистых солей губительно для здоровья. При содержании сероводорода в воздухе в количестве 0,1% человек погибает через 10 минут.

Сероводород на человека имеет местное и общее действие.

Общее воздействие проявляется в угнетении и парализации клеточного дыхания.

Этот газ легко вступает в реакцию с ионами железа, содержащимися в составе молекул гемоглобина. В результате образуется сульфид железа, кровь при этом чернеет и теряет способность транспортировать кислород.

Местное воздействие выражено раздражением конъюнктивы, слизистой носа, глотки и дыхательных путей. У человека появляется жжение, слезотечение, кашель, хрипота, может появиться боязнь света.

При длительном воздействии сероводорода на организм может развиться хронический конъюнктивит, воспаление глаз, эрозии и помутнения роговой оболочки, возникают бронхиты, риниты, слюнотечение и лярингиты.

Симптомы отравления сероводородом

Маленькие, но частые воздействия сероводорода на организм способствуют появлению симптомов хронического отравления:

анемия,
снижение веса,
раздражительность, нарушение сна, головные боли,
диспепсия.

Стадии отравления и лечение

Существуют три стадии отравления сероводородом.

При легкой стадии, чтобы восстановиться человеку достаточно прилива свежего воздуха, покоя, анальгетиков, витаминов с железом и капель в глаза с новокаином.

При среднем или тяжелом отравлении, когда наблюдается головокружение, синюшность, рвота, удушье, нарушение сердечного ритма, требуется госпитализация и лечение с помощью внутривенных уколов с митиленовым синим или хромосмоном.

Кроме того, при синюшности, сердечной недостаточности, нарушениях сердечного ритма делаются инъекции кофеина, кордамина, норадреналина. При коматозном состоянии выполняется реанимирующая терапия.

Как измерить концентрацию сероводорода?

Измерить количество сероводорода в воздухе своей квартиры очень просто, установив дома маленький прибор под названием АНКАТ-7631. Прибор настраивается так, что при превышении нормы газа, выдается звуковой сигнал.

Кроме того, можно пригласить специальные службы для замера сероводорода в воздухе помещения.

Лечение сероводородом

Опасен сероводород только в больших концентрациях, в малых дозах он даже полезен и используется в медицине. Часто врачи назначают при терапии сероводородные ванны, не стоит пугаться - они полезны и абсолютно безопасны.

Сероводород просто необходим для протекания некоторых физиологических процессов, например - работы сердца и сосудов, важный элемент для нервной системы и работы памяти, способствует эрекции, является хорошим спазмолитиком.

Выработка сероводорода организмом запрограммирована генетически. Если происходит мутация гена, отвечающего за этот процесс, то могут появляться такие заболевания как гипертония, атеросклероз, болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

Исследовать влияние сероводорода на организм, начатые еще в 1998 году, до сих пор продолжаются, так как полностью не раскрыты многие механизмы его воздействия. Но уже достоверно известно, что сероводород участвует в процессах расширения сосудов и передачи нервных импульсов.

Почему вода пахнет сероводородом?

Существуют сероводородные источники, которые могут быть использованы при добыче воды. Бутилированная вода, разлитая из таких источников, может иметь запах сероводорода.