Hidrogenul Sulfurat

Noţiuni generale despre hidrogenul sulfurat

Hidrogenul sulfurat (H2S) sau acidul sulfhidric este un gaz cu miros caracteristic neplăcut (de ouă stricate), toxic, solubil în apă, perceptibil în cantităţi şi concentraţii mici. Asemenea apă este neplăcută în a fi folosită pentru băut sau în procese industiale. Cele mai multe ape sulfuroase conţin între 1 şi 5 mg/l hidrogen sulfurat. La temperatura obişnuită, hidrogenul sulfurat are o densitate 1,1895 în raport cu aerul. La temperatura de 0°C este suficientă o presiune de 10 atm pentru a se lichefia

Surse de hidrogen sulfurat

Principala sursă de hidrogen sulfurat este descompunerea bacteriană a materiilor proteice vegetale şi animale. Hidrogenul sulfurat se dezvoltă mai ales în apa neaerată a bălţilor sau a apelor poluate, dar se găseşte în gazele naturale, ţiţei, depozite de sulf, în gazele vulcanice şi în izvoarele sulfuroase.

În ţiţei se găseşte ca atare sau ca sulfuri organice.În timpul tratării ţiţeiului, compuşii cu sulf sunt convertiţi în hidrogen sulfurat sau mercaptani. Din circa 2,38 milioane litri de ţiţei se obţin circa 50 tone de hidrogen. Acesta se degajă în unităţile de cracare, de rafinare catalitică şi de recuperare a sulfului. Hidrogenul sulfurat se dezvoltă în toate procesele de combustie ale cărbunelui, petrolului sau gazelor naturale. Cantitatea de hidrogen sulfurat depinde de cantitatea de sulf în combustibil şi de eficienţa procesului de combustie.

Hidrogenul sulfurat şi sulfurile organice se produc într-o serie de fabrici de celuloza-sulfat. S-a apreciat că în anul 1960 aproximativ 64000 tone de hidrogen sulfurat au fost emise în atmosferă de către fabricile de celuloza-sulfat. În procesul celuloza-sulfat, bucăţile de lemnoase fierb cu o soluţie de sulfură de sodiu, hidroxid de sodiu, carbonat de sodiu şi cantităţi mici de sulfat şi sulfit de sodiu (soluţie alba) într-un reactor aproximativ 3 ore, la temperatură şi presiune ridicată. Grupele metoxi din lemn se scindează la fierbere şi se transformă în metil-mercaptan CH3SH, dimetil-sulfura (CH3)2S şi alţi compuşi sulfuroşi cu miros neplăcut.

Hidrogenul sulfurat se produce în timpul operaţiilor de cocsificare cu o viteză de circa 3 kg pe tona de cărbune ars. Gazele degajate din cuptoarele de cocs conţin circa 6000 – 13000 µg ∕ m3 hidrogen sulfurat. În timpul răcirii şi spălării aproximativ 50% din hidrogenul sulfurat se degajă.

Hidrogenul sulfurat scapă la condensare, la scruberele cu amoniac, cu benzen, în procesul de desulfurare a gazului din instalaţiile de pe lângă cocserii. Arderea deşeurilor de antracit degajă de asemenea hidrogen sulfurat. Altă sursă este arderea minereurilor care conţin sulfuri.

Anumite cantităţi de hidrogen sulfurat apar în industria fontei, a oţelurilor şi în turnătorii. Când zgura de furnal se granulează, se degajă cantităţi mici de hidrogen sulfurat.

Hidrogenul sulfurat este un produs secundar al unor industrii chimice. El se obţine când sulful sau compuşi ai sulfului se asociază cu compuşi sau materiale organice la temperatură înaltă. La obţinerea tiofenului prin reacţia sulfului cu butan la temperatură ridicată rezultă de asemenea hidrogen sulfurat. Prepararea coloranţilor cu sulf, a etil- şi metil-parationului (pesticide), a tiosulfaţilor organici, producerea firelor de viscoză, furnizează hidrogen sulfurat.

Procesele anorganice de topire şi rafinare a zincului, fabricarea clorurii de bariu din sulfura de bariu, fabricarea compuşilor cu fosfor, fabricarea pigmenţilor, a litoponului şi a sulfurii de sodiu, impplica formarea hidrogenului sulfurat. El se formează şi în timpul fabricării sticlei.

Hidrogenul sulfurat se mai formează în instalaţiile în care se prelucrează produsele animale ca urmare a descompunerii materialului proteic. Acesta se dezvoltă în instalaţiile în care se fierbe carnea sau când se tratează coarnele de animale cu vapori de apă la presiune înaltă.

Compuşii organici formaţi prin hidroliza unor materiale organice ca cistina, metionina şi prin reducerea sulfaţilor în mod biologic în canalele colectoare dau naştere la hidrogen sulfurat. Apele menajere conţin circa 1-5 ppm compuşi organici cu sulf, pe când anumite deşeuri industriale cum sunt cele de la spălarea lânii conţin 50-100 ppm. Sulfaţii sunt prezenţi în apele de canalizare din apele saline, din descărcarea resturilor industriale sau din fluxul apelor de mare. Hidrogenul sulfurat se dezvoltă la tratarea apelor menajere din canale.

Pe baza unor determinări în medii selectate se poate trage concluzia că atmosfera conţine hidrogen sulfurat în concentraţie de aproximativ 1-92 µg ∕ m3.

Pe plan mondial, se apreciază că se produc anual 280 milioane tone, din care 80 milioane tone peuscat şi 200 milioane tone în apele oceanice. În atmosferă, concentraţia este de până la 0,46µg/m3, sub limita de detecţie a organelor olfactive.

Hidrogenul sulfurat este un gaz incolor cu efect paralizant olfactiv şi miros caracteristic de ouă alterate, care se percepe de la o concentraţie de 0,13 ppm, fiind mai greu decât aerul şi solubil în apă.

Reţinerea hidrogenului sulfurat la sursele de poluare se poate realiza prin mijloacele chimice (oxidare cu aer sau electrolitice), prin mijloace fizico-chimice (absorbţie pe carbune activ sau pe polimeri schimbători de ioni). STAS 12574-87 prevede pentru hidrogenul sulfurat următoarele concentraţii maxime admise medii: 0,015 mg/l pentru 0,5 ore şi de 0,008 mg/l pentru 24 ore.

Impacutul hidrogenului sulfurat asupra mediului şi sănătăţii

Hidrogenul sulfurat, care este foarte toxic pentru oameni, intră în corpul omenesc pe cale respiratorie, de unde este transportat de sânge la diferite organe ale corpului. Hidrogenul sulfurat intrat în sânge poate duce la blocarea transferului de oxigen, mai ales în concentraţii mari.

În general hidrogenul sulfurat este o otravă pentru celule şi enzime şi poate produce schimbări ireversibile în sistemul nervos. La concentraţii mari de hidrogen sulfurat, moartea survine prin paralizia rapidă a centrului respirator. La concentraţii mici hidrogenul sulfurat cauzează conjunctivită, secreţie lacrimală, iritarea traseului respirator, edem pulmonar, vătămarea muşchiului inimii, schimbări psihice, pierderea echilibrului, paralizia nervilor, spasme, inconştienţă, colaps circulator.

Simptomele comune sunt gust metalic, oboseală, diaree, întunecarea vederii, durere intensă a ochilor, insomnie şi ameţeală.