Наиболее ярко характеризующее сероводород свойство – это его запах. Его не спутаешь ни с чем: запах тухлых яиц, точнее, гниющего белка. Конечно, в воздухе больших городов присутствует такой букет примесей, что пора бы уже и привыкнуть, но всё же: почему о превышении норм сероводорода говорят все новостные ленты? Потому, что, во-первых, сероводород сложно не заметить, так как запах этот существенно влияет на ощущение комфорта жителей. Во-вторых, он довольно опасен, а при длительном контакте и в высоких концентрациях может быть и смертелен, потому знать о превышении в воздухе предельно допустимых норм сероводорода (которые в некоторых городах могут «зашкаливать» иногда в десятки раз), имеет право каждый.
В промышленности этот газ является побочным продуктом переработки угля и нефти, процесса очистки сточных вод, производства красок, целлофана, сахара, вискозы и др. Этот газ тяжелее воздуха, поэтому может накапливаться в низинах, канавах, оврагах, ямах и даже в колодцах. В природе сероводород выделяется при разложении органики, им также богаты и вулканические газы, им могут быть насыщены и водные слои. Так, например, некоторые учёные даже предполагают, что Чёрное море (где слои воды, расположенные глубже 150-200 м содержат растворённый сероводород), получило своё название именно благодаря эффекту преломления различных предметов через толщу воды и растворённого в ней сероводорода – находясь глубоко в воде, предметы окрашиваются в чёрный цвет.
Так или иначе, сероводород очень давно и хорошо знаком людям. Из-за характерного запаха и (при достаточных концентрациях), наблюдаемого эффекта, этот газ часто ассоциировали с признаком присутствия потусторонней силы.
И в чём-то древние были правы: эффект от сероводорода может быть очень ощутим: от целебного до неприятного и даже губительного. Это вещество может быть использовано во благо: считается, что сероводородные ванны благотворно действуют на кожу, а минеральная вода с содержанием сероводорода оздоравливает желудочно-кишечный тракт. Вспомните знаменитые кавказские здравницы на минеральных водах.
Всё дело тут, конечно, в концентрации, ведь небольшое количество сероводорода вырабатываем и мы сами: он содержится в кишечных газах человека и животных (но в этом случае он, конечно, скорее неприятен, чем вреден для окружающих).
На сегодняшний день проведен ряд исследований на предмет роли сероводорода в метаболических процессах организма. Выяснено, что сероводород является активным участником нашего обмена веществ практически во всех тканях, и его «поведение» в организме влияет на многие системы.
Но вспомните одну из заповедей медицины: «Малые дозы — лекарство, а большие — яд». Поэтому, даже если наш нос привычен к букету химических запахов, доносящихся из окон, усилившийся характерный для сероводорода запах «тухлых яиц» недооценивать не стоит. Попадая в организм в концентрациях, превышающих допустимые, этот газ неизбежно вступает во взаимодействие с системами нашего организма и серьёзно влияет на здоровье. А от полезной концентрации до губительной – один шаг.
Немного цифр
По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: 1-й – вещества чрезвычайно опасные; 2-й – вещества высокоопасные; 3-й – вещества умеренно опасные; 4-й – вещества малоопасные.
Сероводороду (H2S) — наиболее активному из серосодержащих соединений — присвоен второй класс опасности. По данным ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения), он входит в перечень самых распространённых и наиболее опасных загрязнителей окружающей среды наряду с дихлорметаном, формальдегидом, стиролом, толуолом, мышьяком, окисью углерода, свинцом, фтором, ртутью т.п. Сероводород считается одним из самых нежелательных компонентов нефтепереработки.
В случае выброса предприятием этого отхода в окружающую среду может быть возбуждено дело, что наглядно продемонстрировал недавний случай с московским нефтеперерабатывающим заводом в Капотне, который подозревают в «обогащении» столичного воздуха сероводородом в количестве, превысившем ПДК (предельно допустимая концентрация) в 51(!) раз. Многочисленные жалобы населения на неприятный запах из окон, резь в глазах и привкус во рту и произведённые затем замеры воздуха не смогли оставить равнодушным даже видавший всякое Росприроднадзор.
Сероводород хорошо растворим в воде. Диапазон взрывоопасных концентраций в смеси его с воздухом достаточно широк и составляет от 4 до 45% об. При контакте с металлами (особенно если в газе содержится влага), сероводород вызывает сильную коррозию. Предельно допустимая концентрация сероводорода (H2S) в воздухе в рабочей зоне—10 мг/м3 (кубометр), в смеси с углеводородами —3 мг/м3.
Предельно допустимая норма сероводорода (H2S) в воздухе населенных мест—0,008 мг/м3 (миллиграмм на кубический метр)
Ощутимый запах сероводорода отмечается при концентрации 1,4—2,3 мг/м3, значительный запах —при 4 мг/м3, тяжелый запах при 7—11 мг/м3.
Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, не только ядовит, но и коварен: при очень высоких концентрациях он уже после первых вдохов блокирует обонятельный нерв, и человек перестаёт чувствовать этот запах после того, как тот «ударил в нос». Острое отравление наступает уже при концентрациях 0,2–0,3 мг/л, а концентрация выше 1 мг/л — смертельна.
Смертельная концентрация этого газа в воздухе очень мала – всего 0,1%. Такое количество сероводорода может привести человека к летальному исходу за 10 минут. Стоит лишь немного увеличить концентрацию – и смерть наступает мгновенно, после первого же вдоха. Для примера: в канализационной системе концентрация сероводорода иногда достигает 16%.
Если речь идёт о незамкнутом помещении, сероводород не действует так резко и внезапно, не застаёт жителей врасплох. Однако, человеку свойственно привыкать к любому запаху, это некоторая защитная реакция нашего организма (например, жители мегаполисов не замечают специфический запах в метро, не замечают запах выхлопных газов, но при этом очень впечатляются свежестью приморского воздуха, будучи в отпуске). Именно с этим явлением сталкиваются периодически жители больших городов по всему миру, и в частности, Москвы, где в некоторых районах подобный запах – привычное дело.
Что касается промзон и градообразующих предприятий, известно, что люди, работающие или живущие в непосредственной близости от заводов с сероводородными (и иными) выбросами (в концентрациях от 0,02%), испытывают так называемое хроническое отравление. Выражается это, как правило, в стабильно плохом самочувствии, головных болях, потере веса, металлическом привкусе во рту (тревожный сигнал, посылаемый печенью), неприятными ощущениями в груди и даже обмороками, обострениях хронических заболеваний.
Поскольку экзогенный (вызываемый внешними причинами) сероводород попадает в организм через дыхательные пути, первый удар всегда принимает слизистая оболочка. Этот газ плохо действует и на глаза: может вызвать конъюнктивит, спровоцировать светобоязнь, раздражение слизистой оболочки глаз, снижение остроты зрения.
С точки зрения токсикологии
Сероводород считается газом очень токсичным, как и все токсины, он воздействует непосредственно на печень, а также на почки и нервную систему. Решающее значение имеют концентрация и продолжительность воздействия, поскольку сероводород практически беспрепятственно способен проникать (всасываться) в организм через органы дыхания.
Попадая в организм, сероводород превращается в сульфат и блокирует дыхательный фермент цитохромоксидазу. Тем самым он предотвращает связывание с нею кислорода, что приводит к резкому замедлению метаболизма, а в больших количествах — остановке клеточного дыхания и клеточной гипоксии («удушью» на уровне клетки). 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 1 грамм на кубометр воздуха (и выше), человека ждет мгновенная смерть. Правда, такие концентрации достигаются, к счастью, крайне редко и, как правило, только при промышленных авариях (утечках) в условиях замкнутого помещения.
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 крови. В результате образуется сульфид железа, кровь при этом «темнеет» и теряет способность транспортировать кислород.
Однако и на этом вред сероводорода для человека не заканчивается.
Доказано его пагубное влияние на нервную систему. Сероводород считается высокотоксичным нервным ядом. Избыточные концентрации этого газа приводят к чрезмерной стимуляции нейронов головного мозга. Систематическое вдыхание сероводорода вызывает беспокойство и депрессию. При постоянном нахождении в местности, где наблюдаются повышенная концентрация сероводорода в воздухе, у человека развиваются нарушения сна, психические расстройства, поражения вегетативной нервной системы.
Ринит, бронхит, слюнотечение, кератоконъюнктвит – верные спутники людей, подверженным воздействию даже небольших концентраций сероводорода. Также отравление сероводородом сопровождается снижением артериального давления, учащением сердцебиения, головной болью, головокружением, рвотой.
Эндогенный сероводород
В природе не существует исключительно вредных или полезных веществ, ибо все хорошо в меру. Даже самые полезные соединения (витамины, например), в больших количествах могут отравить организм, а малые (микро) концентрации самых вредных веществ нередко могут принести пользу или даже спасти жизнь. Так и с сероводородом. Этот газ известен как сильный яд, однако без него невозможно протекание многих метаболических процессов.
Попытки учёных реабилитировать сероводород увенчались некоторыми успехами.
Оказалось, сернистый водород играет в организме человека положительную роль, и газ этот полезен, и даже необходим.
Речь, конечно, идёт об эндогенном (возникающем, развивающемся в организме вследствие внутренних причин) сероводороде, который производится в небольших количествах клетками млекопитающих и выполняет ряд важных биологических функций, в том числе сигнальную. Он образуется в организме в микроколичествах, и эта способность запрограммирована у нас генетически.
Причём известно, что мутации гена, регулирующего выработку эндогенного (внутреннего) сероводорода, приводят к развитию атеросклероза, гипертонии, болезням Альцгеймера и Паркинсона.
Это третий из открытых «газотрансмиттеров», наряду с оксидом азота и угарным газом, сероводород участвует в процессах расширения сосудов и передачи нервных импульсов.
Непосредственные исследования биологического действия сероводорода начались на рубеже XX века, но посвящены они были преимущественному изучению токсических свойств экзогенного (поступающего извне) сероводорода. Рассматривать сероводород в качестве сигнальной молекулы, которая не только является токсическим агентом, но и участвует в регуляции функциональной активности различных клеток нашего организма, стали только в конце XX века.
Начало исследованиям в этой области положили японские ученые, в 1996 (по другим данным, в 1998) году впервые описав возможность синтеза сероводорода в тканях головного мозга и указав на его способность регулировать функции клеток. Но, поскольку, как водится, всё началось с опытов на крысах, многие механизмы действия сероводорода на человека до сих пор полностью не выяснены.
А вот китайские учёные пошли в своих выводах куда дальше. Недавние исследования, 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. Также китайские учёные пришли к выводу, что сероводород оказывает влияние на продукцию белка сиртуина, тормозящего окислительные реакции. Усиление выработки этого фермента приводит, по мнению ученых, к замедлению старения.
Что касается исследования эндогенного сероводорода у людей, есть основания считать, что эндогенный сероводород борется с гипертонией. Этот газ способствует расслаблению гладкой мускулатуры сосудов, в результате чего увеличивается их просвет (сосуды расширяются), снижается давление, улучшается циркуляция крови. Кроме того, было доказано, что сероводород обладает (благодаря воздействию на сосуды) таким пикантным свойством, как улучшение эрекции.
В плане более прозаических проблем со здоровьем, в частности, развитии атеросклероза, выявлена роль сероводорода в торможении этого заболевания. Как известно, холестериновые бляшки «любят» откладываться на поверхности сосудистых стенок только после их повреждения. Считается, что сероводород защищает стенки сосудов от кальцификации и связанной с ней потерей эластичности, при этом повышая их устойчивоть к повреждениям.
Помимо оздоровления сосудистой стенки, сероводород защищает ее от разрушительного действия метаболитов и активного кислорода – побочных продуктов обмена веществ. связывая и обезвреживая их, после чего метаболиты сероводорода выводятся почками с мочой.
Эндогенный сероводород полезен также для регенерации кардиомиоцитов. Он уменьшает степень поражения сердца при ишемии и инфаркте, улучшает регенерацию клеток.
Организм человека – это система, в которой непрерывно протекают каскады химических реакций с образованием токсичных побочных веществ. Например, крайне опасными являются свободные радикалы, активно повреждающие белковые и липидные молекулы. Особенно губительно их влияние на нервные клетки. Есть данные, что сероводород, вступая в реакции со свободными радикалами, обезвреживает их, защищая от повреждений все органы и головной мозг, в частности.
Также, по некоторым данным, сероводород обладает противовоспалительными свойствами, благодаря чему предотвращает появление поражений слизистой оболочки желудка, возникающих из-за неправильного приема нестероидных противовоспалительных средств.
Буквально в последние годы стали появляться публикации относительно способности сероводорода противостоять бактерицидному действию антибиотиков. Также учёные доказали, что сероводород участвует в реакции, защищающей ДНК от повреждений.
Разумеется, все эти лестные отзывы учёных о сероводороде обосновывают лишь микроскопические количества вещества, естественным образом образующемся в нашем организме.
Нормальное содержание кишечных газов в организме человека 0,1–0,5 литра из которого следовые (количество, на грани обнаружения современными методами) концентрации приходятся на долю Н2S, что является нормой и совершенно не вредит человеку. Однако, при избытке белковой пищи и при застойных явлениях в пищеварительной системе концентрация эндогенного сероводорода может повыситься в несколько раз, что негативно сказывается уже не только на кишечнике, ведь газы из кишечника способны легко всасываться в кровь.
Исследования роли сероводорода в человеческом организме, определённо, приоткрыли завесу тайны над этим веществом, однако, были начаты (по научным меркам), не так давно и потому еще далеки от завершения. Кроме того, одна из ветвей исследований таинственным образом была вообще прервана.
Гибернация у животных и странное вето
Ряд исследователей предположили, что, помимо других физиологических ролей, сероводород может использоватья организмом для естественной саморегуляции скорости метаболизма (метаболической активности), температуры тела и потребления кислорода.
Учёных давно интересовала проблема анабиоза (способности приостанавливать жизненные процессы и затем возобновлять их) у человека. Процесс, известный как гибернация или «зимняя спячка», наблюдается в природе у многих видов млекопитающих, а также у жаб. Учёные знали, что, что во время «зимней спячки» у животных продукция эндогенного сероводорода значительно повышается.
Состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни — это вовсе не научная фантастика, а дело времени.
Учёные решили в экспериментах «пойти от противного», и воздействуя небольшими дозами сероводорода на организм млекопитающего, попытаться вызвать замедление метаболических процессов. Как обычно, начали исследования с мышей.
В 2005 году было показано, что мышь можно погрузить в состояние искусственной гипотермии, то есть, почти анабиоза, подвергнув её воздействию низких концентраций сероводорода во вдыхаемом воздухе. В результате дыхание животных замедлялось со 120 до 10 дыхательных движений в минуту, а их температура тела падала с 37 градусов Цельсия до уровня, всего на 2 градуса Цельсия превышающего температуру окружающей среды. Иными словами, эффект был таков, как будто теплокровное животное внезапно становилось холоднокровным.
Учёные посчитали, что теоретически, если бы удалось заставить вызываемую сероводородом гибернацию столь же эффективно работать у людей, это могло бы быть очень полезным в клинической практике для спасения жизни тяжело травмированных или перенёсших тяжёлую гипоксию, инфаркты, инсульты больных, а также для консервации донорских органов.
У мыши, погруженной в подобное состояние примерно на 6 часов, никаких негативных последствий для здоровья, нарушений поведения или каких-либо повреждений внутренних органов обнаружено не было. В 2006 году было также выяснено, что артериальное давление у мыши, подвергнутой подобным образом воздействию сероводорода, также существенно не снижается.
Исследования «сероводородного анабиоза» на теперь уже разных видах животных, продолжались ещё несколько лет, после чего учёные высказали сомнения в том, что эффекта гибернации и гипометаболизма при помощи сероводорода возможно достичь у более крупных животных. В 2008 году тот же эффект на свиньях и овцах воспроизвести не удалось. Это привело исследователей к заключению, что эффект, наблюдаемый у мышей, не наблюдается у более крупных животных, а следовательно, и к человеку применим быть не может.
Однако, в феврале 2010 года руководивший исследованиями учёный Марк Рот заявил на конференции, что вызванная сероводородом гипотермия у человека прошла I фазу клинических испытаний. После чего, в августе 2011 года, ещё до начала набора участников для следующих этапов исследований, решение о проведении дальнейших клинических испытаний на больных с инфарктом было отозвано компанией самого учёного (Ikaria), без объяснения причин.
Ещё несколько слов о ПДК
Когда речь идёт о выбросе в атмосферу большого количества сероводорода, безусловно, сразу впасть в состояние гибернации у человека шансов достаточно мало. Но всё же, стоит обратить внимание на некоторые термины, используемые при оповещении населения о выбросе.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Поэтому для воздуха принято различать максимальную разовую дозу и среднесуточную. Часто цифра в новостях напрямую не указывается, но, если звучит такое словосочетание, как «максимальная разовая доза превышена в (столько-то раз)» — это значит, что вещества в воздухе зафиксировано очень много. При концентрации, превышающей максимально разовую дозу, без выраженного вреда для здоровья можно дышать примерно пару часов.
Относительно ПДК среднесуточной, считается, что это такая концентрация, при которой загрязнённым воздухом можно дышать десятки часов.
Если зафиксировано превышение максимально разовой дозы в воздухе города или района, то сколько продержатся эти концентрации, определить крайне трудно. Как правило, все зависит от погодных условий на текущий момент. Иными словами, если в утренних новостях вы читаете, что ночью был выброс — это не значит, что воздух уже успел очиститься.
ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако у людей, ослабленных болезнью и другими факторами, стабильный дискомфорт могут вызывать и дозы, ПДК не превышающие. Также любопытен тот факт, что величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ разных странах могут существенно различаться. Это относится и к концентрации вредных веществ и в воде, в почве, продуктах питания.
Что делать, когда зафиксирован выброс
Тяжелее всех тут придётся людям с заболеваниями дыхательных путей (астмой, эмфиземой легких и т.п.). Им, по возможности, следует на несколько дней уехать из дома и переждать нормализации показателей. Жителям городов и районов с неблагоприятной экологической обстановкой, соседствующих с промзоной или автомагистралью, имеет смысл самим заботиться о безопасности.
При сильном выбросе постарайтесь сократить время пребывания на улице, при вынужденном перемещении воспользуйтесь портативным респиратором с защитой по кислым газам. Тут стоит заметить, что в случае загрязнения воздуха сероводородом использование медицинских масок и ватно-марлевых повязок совершенно бесполезно, тут справятся только респираторы с защитой по определенному спектру вредных веществ (например «АЛИНА-200»).
Фильтрующий газопылезащитный респиратор способен обеспечить защиту по широкому спектру вредных веществ и специально разработан для выхода из опасной зоны при чрезвычайной ситуации. Внешне он, кстати, больше похож на марлевую повязку.
Стоит понимать, что закрывание окон не всегда является достаточной мерой хотя бы потому, что квартира не может быть герметична полностью. Куда лучшим вариантом будет очищение воздуха внутри квартиры. В этом помогут приборы с хорошим адсорбационным (угольным, а лучше многоступенчатым) фильтром, благо, сейчас их огромный выбор: мойки воздуха, воздухоочистители, бризеры и т.д. Лучшим выбором тут будет приточная вентиляция с системой фильтров. А вот бытовые кондиционеры или ионизаторы не особо помогут: свежего воздуха они, как такового, не дадут и от токсичных газов не защитят.
Обязательно учитывайте этот факт всякий раз, когда чувствуете запах тухлых яиц в воздухе. И помните, что при вдыхании воздуха даже с небольшими концентрациями сероводорода довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху, и он перестаёт ощущаться. А уж если во рту возник сладковатый металлический привкус — пора бить тревогу.
Отравление сероводородом можно минимизировать, если быстро принять необходимые меры: препараты железа, глюкозу, витамины. В некоторых случаях (по указанию врача) могут понадобиться аналептики — лекарственные средства, оказывающие сильное возбуждающее действие на дыхательный и сосудодвигательный центры мозга. Из нелекарственных аналептиков самым доступным является крепкий кофе.
Кроме того, обязательно проявляйте бдительность! Заранее узнайте телефоны всех ответственных за экологическую обстановку организаций в вашем городе, пусть они будут под рукой. Нужно понимать, что предприятию, которое осуществляет выброс, огласка крайне нежелательна. Но чем больше жалоб и заявлений от граждан поступит на «Горячую линию», чем больше произойдёт информационного «выхлопа» по поводу неблагоприятной обстановки в вашем городе или районе в новостях — тем больше вероятность, что ответственные за это инстанции отнесутся к происходящему серьёзно. Также нелишним будет обратиться ко врачу, чтобы симптомы отравления были зафиксированы.
Поскольку сероводород – далеко не единственное вредное вещество, которое «обитает» в воздухе больших городов, на настоящий момент станции экомониторинга регулярно проверяют воздух, воду и почву на более чем 20 (!) показателей, в числе которых и стирол, и хлор, и формальдегиды. И пока специалисты, зафиксировав превышение ПДК, ищут источники загрязнения, все вышеуказанные вещества непрерывно атакуют иммунную систему человека.
А с большим или меньшим успехом иммунитету удаётся отражать атаки токсинов – вопрос сугубо индивидуальный. Вот, почему так важно регулярно проходить обследования, вести здоровый образ жизни, высыпаться (по возможности), питаться правильно, заниматься спортом. И помните, что ответственность за состояние здоровья в неблагоприятной экологической обстановке очень часто ложится на самих жителей, даже, если законом страны предусмотрено иное.
Хорошей вам экологии и успехов в настройке здоровья!
Свежие комментарии