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| 名前 | |||
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| 体系的なIUPAC名
硫化水素[1] | |||
その他の名前
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 3DMet |
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| 3535004 | |||
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.029.070 | ||
| EC番号 |
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| 303 | |||
| ケッグ |
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| メッシュ | 水素+硫化物 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1053 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 水素 | |||
| モル質量 | 34.08 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色のガス | ||
| 臭い | 腐った卵のような、不快な臭い | ||
| 密度 | 1.539 gL −1 (0°C) [2] | ||
| 融点 | −85.5 [3] °C (−121.9 °F; 187.7 K) | ||
| 沸点 | −59.55 [3] °C (−75.19 °F; 213.60 K) | ||
| 3.980 g dm −3（20℃）[4] | |||
| 蒸気圧 | 1740 kPa（21℃時） | ||
| 酸性度（p Ka） | 7.0 [5] [6] | ||
| 共役酸 | スルホニウム | ||
| 共役塩基 | 硫化水素 | ||
磁化率（χ）
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−25.5·10 −6 cm 3 /モル | ||
屈折率( n D )
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1.000644 (0 °C) [2] | ||
| 構造 | |||
| C 2v | |||
| 曲がった | |||
| 0.97D | |||
| 熱化学 | |||
熱容量 ( C )
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1.003 JK −1グラム−1 | ||
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
206 J mol −1 K −1 [7] | ||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−21 kJ モル−1 [7] | ||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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可燃性があり、毒性が高い | ||
| GHSラベル: | |||
  
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| 危険 | |||
| H220、H330、H400 | |||
| P210、P260、P271、P273、P284、P304+P340、P310、P320、P377、P381、P391、P403、P403+P233、P405、P501 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | −82.4 °C (−116.3 °F; 190.8 K) [10] | ||
| 232 °C (450 °F; 505 K) | |||
| 爆発限界 | 4.3～46% | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LC 50 (中央濃度)
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LC Lo (公表最低額)
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| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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C 20 ppm; 50 ppm [10分間の最大ピーク] [8] | ||
REL (推奨)
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C 10 ppm (15 mg/m 3 ) [10分] [8] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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100ppm [8] | ||
| 関連化合物 | |||
関連する水素カルコゲニド
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関連化合物
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ホスフィン | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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硫化水素は、化学式H 2 Sの化合物です。無色のカルコゲン水素化物ガスで、有毒、腐食性、可燃性があり、大気中に微量存在すると腐った卵のような特徴的な悪臭を放ちます。[11] スウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレは、 1777年に精製硫化水素の化学組成を発見したと言われています。[12]
硫化水素はシアン化水素と同様に細胞呼吸を阻害するため、人間やほとんどの他の動物にとって有毒です。吸入したり、その塩を大量に摂取したりすると、呼吸困難からけいれん、死に至るまでの症状を伴い、臓器が急速に損傷します。[13] [14]それにもかかわらず、人体はこの硫化物とそのミネラル塩を少量生成し、シグナル分子として使用します。[15]
硫化水素は、沼地や下水道など、酸素がない場所で微生物が有機物を分解することによって生成されることが多い。このプロセスは一般に嫌気性消化と呼ばれ、硫酸塩還元微生物によって行われる。また、火山ガス、天然ガス鉱床、時には井戸水に も存在する。
プロパティ
硫化水素は空気よりわずかに密度が高いです。H 2 S と空気の混合物は爆発する可能性があります。
酸化
一般的に、硫化水素は還元剤として作用し、クラウス法で二酸化硫黄を還元する能力があることが示されています。硫化水素は酸素の中で青い炎を出して燃え、二酸化硫黄( SO 2 ) と水を形成します。
- 2 H 2 S + 3 O 2 → 2 SO 2 + 2 H 2 O
酸素が過剰に存在すると三酸化硫黄（SO 3）が形成され、すぐに硫酸に水和します。
- H 2 S + 2 O 2 → H 2 SO 4
酸塩基特性
水にわずかに溶け、弱酸として作用し（ 18℃で0.01～0.1モル/リットル溶液でp Ka = 6.9 ）、硫化水素イオンHS − を生成する。硫化水素とその溶液は無色である。空気にさらされるとゆっくりと酸化されて元素硫黄を形成し、これは水に溶けない。硫化物アニオンS 2−は水溶液中では形成されない。[16]
極端な温度と圧力
90 GPa（ギガパスカル）を超える圧力では、硫化水素は金属電気伝導体になります。この高圧相は臨界温度以下に冷却されると超伝導を示します。臨界温度は圧力とともに上昇し、100 GPaでは23 K、200 GPaでは150 Kの範囲です。[17]硫化水素を高温で加圧してから冷却すると、臨界温度は203 K（-70 °C）に達します。これは、2015年時点で認められている最高の超伝導臨界温度です。硫黄の一部をリンで置き換え、さらに高圧にすることで、臨界温度を0 °C（273 K）以上に上げ、室温超伝導を実現できる可能性があると予測されています。[18]
硫化水素は大気圧下で触媒なしで約1200℃で水素と硫黄に分解する。[19]
変色
硫化水素は金属イオンと反応して金属硫化物を形成し、これは不溶性で多くの場合暗い色の固体である。酢酸鉛(II)紙は硫化水素の検出に用いられるが、これはすぐに黒色の硫化鉛(II)に変化するからである。金属硫化物を強酸または電気分解で処理すると、多くの場合硫化水素が遊離する。硫化水素は銅や銀を含む様々な金属の変色の原因でもある。銀貨の黒変の原因となる化学物質は硫化銀( Ag 2 S )であり、これはコイン表面の銀が大気中の硫化水素と反応して生成される。[20]硫化水素やその他の硫黄含有化合物による変色を受けたコインは、変色によって薄膜干渉が生じ、コインが魅力的な色を帯びるため、美観に基づいてコインの貨幣価値が上がる可能性がある。 [21]硬貨は意図的に硫化水素で処理されて変色を起こすこともあるが、人工的な変色は自然な変色と区別することができ、一般的にコレクターの間では批判されている。[22]
生産
硫化水素は、 H 2 S含有量の高い天然ガスである酸性ガスから分離して得られるのが最も一般的です。また、約450℃で溶融した元素硫黄を水素と処理することによっても生成できます。このプロセスでは、炭化水素が水素源として機能します。[23]
- S + H 2 → H 2 S
硫黄の水素化にとって非常に有利な熱力学は、硫化水素の脱水素化（または分解）には非常に高い温度が必要であることを意味している。[24]
標準的な実験室の準備は、キップ発生器で硫化鉄を強酸で処理することです。
- FeS + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 S
定性無機分析では、チオアセトアミドを使用してH 2 Sを生成します。
- CH 3 C(S)NH 2 + H 2 O → CH 3 C(O)NH 2 + H 2 S
多くの金属および非金属硫化物、例えば硫化アルミニウム、五硫化リン、二硫化ケイ素は水にさらされると硫化水素を放出する。[25]
- 6 H 2 O + Al 2 S 3 → 3 H 2 S + 2 Al(OH) 3
このガスは、硫黄を固体有機化合物とともに加熱したり、硫化有機化合物を水素で還元したりすることによっても生成されます。また、チオシアン酸アンモニウムを濃硫酸に混ぜ、水を加えることによっても生成できます。
生合成
硫化水素は、酵素的または非酵素的経路を介して細胞内で生成されます。3つの酵素がHの形成を触媒します。
2S：シスタチオニンγ-リアーゼ（CSE）、シスタチオニンβ-シンテターゼ（CBS）、および3-メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素（3-MST）。[26] CBSとCSEは、トランス硫黄化経路に従うH 2 S生合成の主な推進者です。 [27]これらの酵素は、幅広い生物学的細胞と組織で特定されており、その活性は多くの病状によって誘導されます。[28]これらの酵素は、メチオニンからセリンに硫黄原子を転移してシステイン分子を形成することを特徴とします。[27] 3-MSTは、システイン分解経路を介して硫化水素の生成にも寄与します。[28] [27]メチオニンやシステインなどの食事性アミノ酸は、トランス硫黄化経路および硫化水素の生成の主な基質として機能します。硫化水素はフェレドキシンやリースケタンパク質などのタンパク質からも生成される。[28]
硫酸還元細菌（硫黄還元細菌）は、硫酸塩（硫黄元素）を使用して有機化合物または水素を酸化することにより、低酸素条件下で利用可能なエネルギーを生成します。これにより、廃棄物として硫化水素が生成されます。
給湯器は水中の硫酸塩を硫化水素ガスに変換するのを助けることができます。これは硫黄細菌が生息できる暖かい環境を提供し、水中の硫酸塩と給湯器の陽極（通常はマグネシウム金属で作られています）との反応を維持するためです。[29]
シグナリングの役割
体内のH2Sは、健康や病気に影響を与えるガス状シグナル分子として作用します。 [26] [30] [31] [32]
硫化水素は、動物の血管拡張に関与しているほか、植物の種子発芽やストレス反応の増加にも関与している。[33]硫化水素シグナル伝達は、活性酸素種（ROS）と活性窒素種（RNS）によって調節される。[33] H 2 SはNO経路と相互作用し、cGMPホスホジエステラーゼの阻害など、いくつかの異なる細胞効果をもたらすことが示されており、[34]ニトロソチオールと呼ばれる別のシグナルの形成も引き起こす。[33]硫化水素はグルタチオンのレベルを上昇させることも知られており、グルタチオンが細胞内のROSレベルを低下させたり破壊したりする働きがある。[33]
H 2 S生物学の分野は、環境毒物学から、生理学的条件および様々な病態生理学的状態における内因的に生成されるH 2 Sの役割を調査する分野へと発展しました。 [35] H 2 Sは、癌、ダウン症候群、血管疾患に関与していることが示唆されています。[36] [37] [38] [39]
低濃度では、直接的な電子供与を含む複数のメカニズムを介してミトコンドリア機能を刺激します。[40] [41]しかし、高濃度では、ミトコンドリア電子伝達系の複合体IVを阻害し、細胞内のATP生成と生化学的活性を効果的に低下させます。[33]
用途
硫黄の生産
硫化水素は主に元素硫黄の原料として消費される。クラウス過程と呼ばれるこの変換では、二酸化硫黄への部分酸化が行われる。二酸化硫黄は硫化水素と反応して元素硫黄を生成する。この変換はアルミナによって触媒される。[42]
- 2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O
チオ有機化合物の製造
多くの基本的な有機硫黄化合物は硫化水素を使用して生成されます。これらには、メタンチオール、エタンチオール、チオグリコール酸が含まれます。[23]硫化水素はチオフェノール の製造に使用できます。[43]
金属硫化物の製造
硫化水素はアルカリ金属塩基と結合すると、水硫化ナトリウムや硫化ナトリウムなどのアルカリ水硫化物に変換されます。
- H 2 S + NaOH → NaSH + H 2 O
- NaSH + NaOH → Na 2 S + H 2 O
硫化ナトリウムは製紙業界で使用されています。具体的には、 SH-塩はクラフトプロセスにおいてパルプのリグニンとセルロース成分間の結合を切断します。[23]
上で述べたように、多くの金属イオンは硫化水素と反応して対応する金属硫化物を生成します。酸化鉱石は硫化水素で処理されて対応する金属硫化物が生成されることがあり、これは浮選によってより容易に精製されます。[23]金属部品は硫化水素で不動態化されることがあります。水素化脱硫に使用される触媒は、通常、硫化水素で活性化されます。
硫化水素は金属イオンの定性無機分析における試薬でした。これらの分析では、重金属（および非金属）イオン（例：Pb(II)、Cu(II)、Hg(II)、As(III)）がH 2 Sにさらされると溶液から沈殿します。得られた固体の成分は、反応性によって識別されます。
その他のアプリケーション
硫化水素は、ガードラー硫化法によって通常の水から重水、つまり重水を分離するために使用されます。
硫化水素を使用するとげっ歯類に仮死状態のような状態が誘発され、低体温とそれに伴う代謝率の低下が引き起こされます。酸素需要も減少し、低酸素症から保護されます。さらに、硫化水素はさまざまな状況で炎症を軽減することが示されています。[44]
発生
火山や一部の温泉（冷泉も同様）は、ある程度のH2S を放出します。硫化水素は井戸水に自然に存在することがあり、硫酸塩還元細菌の作用によることが多いです。[45] [より良い情報源が必要]硫化水素は、腸管内の硫黄を含むタンパク質の細菌分解を通じて人体によって少量生成されます。そのため、放屁の特徴的な臭いの原因となります。また、口の中でも生成されます（口臭）。[46]
世界のH 2 S排出量の一部は、人間の活動によるものです。これまでのところ、H 2 Sの最大の産業発生源は石油精製所です。水素化脱硫プロセスでは、水素の作用により石油から硫黄が遊離します。結果として生じるH 2 Sは、クラウス法による部分燃焼によって元素硫黄に変換されます。クラウス法は、元素硫黄の主な発生源です。その他の人為的な硫化水素の発生源には、コークス炉、製紙工場(クラフト法を使用)、皮なめし工場、下水道などがあります。H 2 Sは、特に高温で元素硫黄が有機物と接触する事実上あらゆる場所で発生します。環境条件によっては、硫黄酸化微生物の作用により材料の劣化を引き起こします。これは生物起源の硫化物腐食と呼ばれます。
2011年には、バッケン層の原油中のH2S濃度の上昇が観測されたと報告されたが、これはおそらく油田での作業によるものであり、「健康および環境リスク、坑井の腐食、材料の取り扱いおよびパイプライン設備に関する追加費用、および追加の精製要件」などの課題を呈している。[47]
ガスや石油の掘削作業場の近くに住んでいることに加え、一般市民は廃水処理施設、埋立地、肥料貯蔵農場の近くに住むことで硫化水素にさらされる可能性があります。汚染された空気を吸ったり、汚染された水を飲んだりすることで曝露が起こります。[48]
都市の廃棄物埋立地では、有機物を埋めるとすぐに廃棄物内で嫌気性消化が起こり、生分解に伴う湿った雰囲気と比較的高い温度により、廃棄物内の空気が減少するとすぐにバイオガスが発生します。石膏ボードや天然石膏（硫酸カルシウム二水和物）などの硫酸塩含有物質源がある場合、嫌気性条件下で硫酸還元細菌がこれを硫化水素に変換します。これらの細菌は空気中では生存できませんが、炭素源を多く含む埋立地廃棄物の湿った、暖かい、嫌気性条件（不活性埋立地では、石膏ボードなどの製品の製造に使用される紙や接着剤が豊富な炭素源となる可能性があります[49]）は、硫化水素の形成に最適な環境です。
廃水処理や農業からの有機廃棄物の消化などの産業嫌気性消化プロセスでは、硫酸塩の還元と有機化合物内のアミノ酸やタンパク質の分解によって硫化水素が形成される可能性がある。[50]硫酸塩はメタン生成細菌に対して比較的阻害性がないが、いくつかの属がある硫酸還元細菌によってH 2 Sに還元される可能性がある。 [51]
水からの除去
飲料水から硫化水素を除去するために、さまざまなプロセスが設計されている。[52]
- 連続塩素処理
- 75 mg/Lまでのレベルでは、精製プロセスで硫化水素と反応する酸化化学物質として塩素が使用されます。この反応により不溶性の固体硫黄が生成されます。通常、使用される塩素は次亜塩素酸ナトリウムの形です。[53]
- エアレーション
- 硫化水素濃度が2mg/L未満の場合は曝気処理が理想的な処理方法です。酸素を水に加えると、酸素と硫化水素が反応して無臭の硫酸塩が生成されます。[54]
- 硝酸塩添加
- 硝酸カルシウムは、廃水中の硫化水素の生成を防ぐために使用できます。
燃料ガスからの除去
硫化水素は、天然ガスやバイオガスによく含まれています。硫化水素は、通常、アミンガス処理技術によって除去されます。このようなプロセスでは、硫化水素はまずアンモニウム塩に変換されますが、天然ガスは影響を受けません。
- RNH 2 + H 2 S ⇌ [RNH 3 ] + + SH −
その後、硫化アミン溶液を加熱することで、硫化水素アニオンが再生されます。このプロセスで生成された硫化水素は、通常、クラウス法を使用して元素硫黄に変換されます。
安全性
悪臭を放つ硫化水素を多く含むガス混合物は、地下鉱山のガス用語で「悪臭ガス」と呼ばれる。硫化水素は毒性が高く、可燃性のガスである（可燃範囲：4.3～46 %）。体内のいくつかの組織に毒性を与える可能性があるが、最も影響を受けるのは神経系である。 [要出典] H2Sの毒性は一酸化炭素の毒性に匹敵する。[55]ミトコンドリアのシトクロム酵素の鉄と結合し、細胞呼吸を妨げる。その毒性は1843年にユストゥス・フォン・リービッヒによって詳細に記述された。[56]
硫化水素が発見される以前から、イタリアの医師ベルナルディーノ・ラマツィーニは1713年に著した『De Morbis Artificum Diatriba』の中で、下水道作業員の職業病や衣服についた硬貨の黒ずみは未知の目に見えない揮発性酸によって引き起こされる可能性があると仮説を立てていた（さらに、18世紀後半にはパリの下水道から発生する有毒ガスが市民や当局にとって問題となった）。[57]
最初は非常に刺激臭がしますが（腐った卵のような臭い[58]）、すぐに嗅覚を鈍らせ、一時的な無嗅覚症を引き起こします[ 59 ] 。そのため、被害者は手遅れになるまでその存在に気付かない可能性があります。安全な取り扱い手順は、安全データシート（SDS）に記載されています。[60]
低レベルの被ばく
硫化水素は体内、環境、腸内に自然に発生するため、代謝する酵素が存在します。ある閾値レベル（平均約 300～350 ppm と考えられています）を超えると、酸化酵素が圧倒されてしまいます。公共事業、下水道、石油化学作業員が使用する多くの個人用安全ガス検知器は、5～10 ppm の低濃度で警報を発し、15 ppm で高濃度警報を発するように設定されています。代謝により硫酸塩への酸化が起こりますが、これは無害です。[61]したがって、低濃度の硫化水素は無期限に許容される可能性があります。
低濃度にさらされると、目の刺激、喉の痛み、咳、吐き気、息切れ、肺水腫などの症状が現れることがあります。[55]これらの症状は、硫化水素が湿った表面組織に存在するアルカリと結合して、腐食性の硫化ナトリウムを形成するためだと考えられています。[62]これらの症状は通常、数週間で治まります。
長期にわたる低レベルの曝露は、疲労、食欲不振、頭痛、易刺激性、記憶力の低下、めまいを引き起こす可能性がある。低レベルのH2S （約2 ppm）への慢性曝露は、ロシアとフィンランドの木材パルプ労働者の流産や生殖健康問題の増加に関連しているとされているが[63] 、この報告は（1995年時点で）再現されていない。
高レベルの露出
短期間の高レベル暴露は、呼吸困難と高い確率で死亡を伴う即時の虚脱を引き起こす可能性があります。死亡に至らない場合でも、硫化水素への高レベル暴露は皮質偽膜壊死、基底核の変性、脳浮腫を引き起こす可能性があります。[55]呼吸麻痺は即時に起こる場合もありますが、最大72時間遅れる場合もあります。[64]
H2Sの吸入により、米国では年間約7人が職場で死亡しており（2011～2017年のデータ）、職場での化学物質吸入による死亡者数としては一酸化炭素（年間17人）に次いで2位となっている。[65]
暴露閾値
- 米国政府が定めた暴露限度：[66]
- 0.00047 ppmまたは0.47 ppbは臭気閾値であり、人間のパネルの50％が臭気の存在を感知できるが、それを識別できないポイントです。[67]
- 10～20 ppm は眼刺激の境界濃度です。
- 50～100 ppm では眼の損傷につながります。
- 100～150ppmでは、数回吸入すると嗅覚神経が麻痺し、嗅覚が消失し、危険に対する認識も失われることが多い。[68] [69]
- 320～530ppmでは肺水腫を引き起こし、死に至る可能性がある。[55]
- 530～1000 ppmでは中枢神経系が強く刺激され、呼吸が速くなり、呼吸困難に陥ります。
- 800 ppmは、5分間の暴露で人間の50%が致死する濃度（LC50）です。
- 1000 ppm を超える濃度では、一回吸入しただけでも呼吸が止まり、すぐに意識を失います。
処理
治療には、亜硝酸アミルの即時吸入、亜硝酸ナトリウムの注射、または4-ジメチルアミノフェノールの投与と純酸素の吸入、最終的な気管支けいれんを克服するための気管支拡張薬の投与、場合によっては高圧酸素療法（HBOT）が含まれます。[55] HBOTは臨床的および逸話的な裏付けがあります。[70] [71] [72]
事件
硫化水素は第一次世界大戦中にイギリス軍によって化学兵器として使用された。硫化水素は可燃性があり、また、わずかな漏れでも独特の臭いが検知され、敵にガスの存在を知らせてしまうため、理想的な戦争用ガスとは考えられていなかった。それでも、1916年に他のガスが不足していたときに2回使用された。[73]
2005年9月2日、ロサンゼルスに停泊中のロイヤル・カリビアン・クルーズ船のプロペラ室で水漏れが発生し、下水管の漏れにより乗組員3名が死亡した。このため、現在ではすべてのプロペラ室に換気システムの設置が義務付けられている。[74] [75]
2006年に西アフリカ沿岸のアビジャンで起きたコートジボワールの有毒廃棄物埋立地では、硫化水素を含む有毒廃棄物が17人の死者と数千人の病気を引き起こしたと考えられている。
2008年9月、ブリティッシュコロンビア州ラングレーのキノコ栽培会社で、作業員3人が死亡、2人が重傷を負い、脳に長期障害が残った。キノコ栽培作業用の堆肥燃料に鶏糞、麦わら、石膏を運ぶパイプのバルブが詰まり、作業員が換気の悪い密閉空間でバルブを開栓した際に、物質の嫌気性分解により蓄積した硫化水素が放出され、周辺地域の作業員が中毒になった。[76]調査員は、パイプが完全に開栓されていたり、風向きが変わっていたりすれば、死者はもっと多かった可能性があると述べた。[77]
2014年、タイのサイアムスクエア地区に最近建設されたショッピングモール「サイアムスクエアワン」で、83ppmもの硫化水素濃度が検出された。ショッピングモールのテナントは、副鼻腔炎、呼吸困難、目の炎症などの健康上の合併症を報告した。調査の結果、大量のガスは建物内の廃水の処理と廃棄が不完全であったことが原因であることが判明した。[78]
2014年、米国アリゾナ州ノーススコッツデールのプロムナードショッピングセンターで、個人用保護具を着用せずに15フィートの深さのチャンバーに登った作業員が硫化水素ガスで死亡した[79] 。「現場に到着した作業員は、下水道から 高濃度のシアン化水素と硫化水素が排出されているのを確認した。」
2014年11月、モスクワの中心部、東部、南東部を大量の硫化水素ガスが覆った。緊急事態省は、その地域の住民に屋内に留まるよう要請した。ガスの正確な発生源は不明だが、モスクワの石油精製所が原因とされている。[80]
2016年6月、フロリダ州ターンパイクのガードレールにぶつかったまままだ走行可能な2006年型ポルシェ カイエン SUVに乗っていた母親と娘が死亡しているのが発見された。当初は一酸化炭素中毒の犠牲者と考えられていた。 [81] [82]検死官が犠牲者の毒物検査の結果を待っていたため、死因は解明されなかったが、[83]尿検査で死因は硫化水素であることが判明した。オレンジ・オセオラ検死官事務所の報告書によると、有毒ガスは助手席の下にあるポルシェのスターターバッテリーから発生したものだった。 [84] [85]
2017年1月、フロリダ州キーラーゴで、舗装道路の一部を点検するためにマンホールの蓋の下の狭い空間に降りた3人の公共事業労働者が、数秒以内に次々と死亡した。 [86]男性たちを救おうとして、空気タンクを持たずに穴に入った消防士（空気タンクを持って穴を通れなかったため）は、数秒以内に倒れ、同僚に救助された。[87]消防士はジャクソン記念病院にヘリコプターで搬送され、その後回復した。[88] [89]モンロー郡保安官は当初、その空間には植物の分解によって生成された硫化水素とメタンガスが含まれていると判断した。[90]
2018年5月24日、ニューサウスウェールズ州オルベリーのノルスケ・スコグ製紙工場で、硫化水素を吸い込んで作業員2名が死亡、1名が重傷、14名が入院した。[91] [92] SafeWork NSWによる調査で、ガスは工程用水を貯めるタンクから放出されたことが判明した。作業員らは3日間のメンテナンス期間の終了時に曝露した。メンテナンス期間中、上流のタンクは停滞したままで殺生物剤処理もされておらず、硫化水素が蓄積していた。水には少量の木材パルプと繊維が含まれていたため、このような状況では上流のタンクで硫酸還元細菌が増殖した。このタンクから事故のあったタンクへのポンプ送水速度が速かったため、メンテナンス期間の終了時にポンプ送水が再開された際に、タンク上部の様々な開口部から硫化水素ガスが漏れ出した。ノルスケ・スコーグ社は密閉空間とは特定していなかったが、その上部はガスが溜まるほど十分に密閉されていた。死亡した作業員の1人はタンクの液体漏れを調査している最中に露出し、死亡したもう1人と重傷を負った作業員はタンクの上に倒れたもう1人を救おうとしていた。その結果生じた刑事訴訟で、ノルスケ・スコーグ社は工場の従業員の健康と安全を合理的に実行可能な範囲で確保しなかったとして告発された。同社は有罪を認め、1,012,500豪ドルの罰金を科せられ、事件に関する匿名の教育ビデオの制作費を命じられた。[93] [94] [91] [95]
2019年10月、テキサス州オデッサのアグホーン・オペレーティング社の従業員とその妻が水ポンプの故障により死亡した。高濃度の硫化水素を含む生産水がポンプから放出された。労働者はポンプの機械的故障を知らせる自動電話に応答中に死亡し、妻は彼の様子を確認するために施設まで運転した後に死亡した。[96] CSBの調査では、非公式のロックアウト・タグアウト手順や機能しない硫化水素警報システムなど、施設の安全対策が不十分だったことが指摘された。 [97]
自殺
特定の家庭用品を混ぜて生成されるこのガスは、2008年に日本で起きた自殺の波で使用された。 [98]この波を受けて、東京の自殺防止センターの職員は、5月の連休中に自殺を希望する人々からの電話が増加したため、「ゴールデンウィーク」中に特別ホットラインを設置した。[99]
2010年現在、この現象は米国の多くの都市で発生しており、自殺現場に到着した人々への警告が促されている。[100] [101] [102] [103] [104]救急隊員やその家族などの第一対応者は、ガスを吸い込んだり、火災により死亡または負傷する危険がある。[105] [106]地方自治体もこのような自殺を防ぐためのキャンペーンを開始している。
2020年、日本のプロレスラー木村花がH2S摂取を自殺の手段として利用した。[107]
2024年には、有名ミュージシャンのスラッシュの継娘であるルーシー・ブルー・ナイトもH2Sを摂取して自殺した。[108]
自然環境中の硫化水素
微生物：硫黄循環
硫化水素は地球上の硫黄の生物地球化学的循環である硫黄循環において中心的な役割を果たしている。 [109]
酸素がない場合、硫黄還元細菌と硫酸還元細菌は、元素硫黄または硫酸を硫化水素に還元することにより、水素または有機分子の酸化からエネルギーを得ます。他の細菌は、硫黄含有アミノ酸から硫化水素を遊離します。これが腐った卵の臭いを引き起こし、放屁の臭いの一因となります。
低酸素（または低酸素）条件（沼地、富栄養湖、海洋のデッドゾーンなど）で有機物が腐敗すると、硫酸還元細菌が水中の硫酸塩を使って有機物を酸化し、廃棄物として硫化水素を生成します。硫化水素の一部は水中の金属イオンと反応して、水に溶けない金属硫化物を生成します。硫化鉄（FeS）などのこれらの金属硫化物は、黒または茶色であることが多く、汚泥の暗い色につながります。
いくつかのグループの細菌は、溶存酸素、金属酸化物（例えば、オキシ水酸化鉄や酸化マンガン）、または硝酸塩を電子受容体として使用して、硫化水素を元素硫黄または硫酸塩に酸化して燃料として使用することができます。[110]
紅色硫黄細菌と緑色硫黄細菌は、光合成において硫化水素を電子供与体として使用し、それによって元素硫黄を生成します。この光合成モードは、水を電子供与体として使用し、酸素を放出するシアノバクテリア、藻類、植物のモードよりも古いものです。
硫化水素の生化学は鉄硫黄世界の化学の重要な部分です。地球上の生命の起源に関するこのモデルでは、地質学的に生成された硫化水素が二酸化炭素の還元を促進する電子供与体であると仮定されています。[111]
動物
硫化水素はほとんどの動物にとって致命的ですが、いくつかの高度に特殊化した種（極限環境生物）は、この化合物が豊富な生息地で繁栄します。[112]
深海では、高濃度の硫化水素を含む熱水噴出孔と冷水湧出孔に、細菌から魚類に至るまで、非常に特殊化した多くの生命体が生息しています。 [どれ？ ] [113]これらの深さでは太陽光がないため、これらの生態系は光合成ではなく化学合成に依存しています。[114]
硫化水素を豊富に含む淡水泉は主に無脊椎動物の生息地ですが、少数の魚類も生息しています。Cyprinodon bobmilleri（メキシコ産のパップフィッシュ）、Limia sulphurophila（ドミニカ共和国産のポエキリッド）、Gambusia eurystoma（メキシコ産のポエキリッド）、および少数のPoecilia（メキシコ産のポエキリッド）です。[112] [115]モヴィル洞窟などの一部の洞窟系の無脊椎動物と微生物は、高濃度の硫化水素に適応しています。[116]
星間および惑星の出現
硫化水素は星間物質で頻繁に検出されています。[117]また、太陽系の惑星の雲にも存在します。[118] [119]
大量絶滅
硫化水素は、地球の過去に起こったいくつかの大量絶滅に関係していると考えられています。特に、大気中の硫化水素の蓄積は、2億5200万年前のペルム紀-三畳紀の絶滅を引き起こしたか、少なくとも一因となった可能性があります。[120] [121] [122]
これらの絶滅境界からの有機残留物は、海洋が無酸素状態（酸素が枯渇）で、H2Sを代謝する浅いプランクトン種が存在したことを示している。H2Sの形成は、大規模な火山噴火によって二酸化炭素とメタンが大気中に放出され、海洋が温まり、H2Sを酸化する酸素を吸収する能力が低下したことによって引き起こされた可能性がある。硫化水素レベルの上昇は、酸素生成植物を死滅させ、オゾン層を破壊してさらなるストレスを引き起こした可能性がある。小規模なH2Sブルームは、現代では死海とナミビア沖の大西洋で検出されている。[120]
参照
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- 硫化水素の化学合成
- マーシュガス
- 下水ガス – 下水道システムで生成され収集されるガス
- 標的体温管理、誘導性低体温としても知られる – 医療処置
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追加リソース
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- Siefers, Andrea (2010)。タイヤ由来のゴム粒子を使用した、費用対効果の高い新しい硫化水素除去技術 (修士論文)。アイオワ州立大学。2013年2 月 8 日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、硫化水素に関連するメディアがあります。
- 国際化学物質安全性カード 0165
- 簡潔な国際化学物質評価文書 53
- 国家汚染物質目録 - 硫化水素ファクトシート
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
- NACE (米国腐食協会)