Schwefelwasserstoff (H₂S)

Schwefelwasserstoff (H₂S)

Schwefelwasserstoff ist ein farbloses, übelriechendes sowie hochgiftiges Gas, das brennbar sowie leicht entzündlich ist. Es hat den typischen Geruch von faulen Eiern und entsteht bei der Zersetzung von Proteinen aus schwefelhaltigen Aminosäuren durch Fäulnis- und Schwefelbakterien.

Kann gemessen werden mit:

✓ messbar über den Schwefelwasserstoff Einzelsensor.

Beschreibung:

Schwefelwasserstoff ist bereits in sehr geringen Mengen aufgrund seines Geruchs nach faulen Eier zu erkennen. Dieser typische Geruch entsteht aufgrund des Zersetzungsprozesses von Proteinen aus schwefelhaltigen Aminosäuren durch Schwefel- bzw. Fäulnisbakterien. Weiterhin wird es zur Schwefelgewinnung aus Erdöl genutzt.

Schwefelwasserstoff ist korrosiv und bildet eine schwache Säure. Als wässrige Lösung reagiert es mit mehreren verschiedenen Schwermetallsalzen zu unlöslichen Sulfiden. Auf diese Weise kann H₂S zu Eisensulfid gebunden werden – so werden Bio- und Faulgas-Anlagen vom H₂S gereinigt. Dies ist notwendig, da die korrosiven Eigenschaften von Schwefelwasserstoff ansonsten in Gasmotoren beim Verbrennungsprozess von Biogas zu erheblichen Problemen führen könnten.

H₂S ist ein Gasotransmitter, das im menschlichen Körper produziert werden kann und als Botenstoff fungiert, welcher der interzellularen Kommunikation dient und gefäßerweiternd wirkt. Dem Stoff wird auch eine heilende Wirkung zugesprochen. So ist es in manchen Kurbädern zu finden, wo es in geringer und nicht gesundheitsschädlicher Konzentration im Heilwasser enthalten ist und u.a. einen positiven Einfluss auf Hautkrankheiten besitzen soll.

Auf der anderen Seite ist H₂S ist ein sehr toxisches Gas, welches in hohen Konzentrationen bereits innerhalb kurzer Zeit zum Tod führen kann.

Schwefelwasserstoff sammelt sich aufgrund seiner höheren Dichte als Luft am Boden.

Grenzwerte von Schwefelwasserstoff:

Schwefelwasserstoff bildet ein leicht entzündliche Gas-Luft-Gemisch. Die untere Explosionsgrenze (UEG) des Stoffs liegt bei 4,3 Vol.-% (ca. 43.000 ppm / 60 g/m3) und die obere Explosionsgrenze (OEG) bei 45,5 Vol.-% (ca. 450.000 ppm / 650 g/m3).

Momentan liegt der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für H₂S bei 5 ppm und die maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) bei 10 ppm. So wird nach aktuellem Kenntnisstand bei einer Konzentration von 10 ppm die Gesundheit auch bei längerem Einatmen nicht gefährdet. Jedoch darf dieser Wert zu keiner Zeit auch nur kurzfristig überschritten werden. Asthmatiker reagieren bereits ab einer Konzentration von 2 ppm mit einer Bronchokonstriktion (Erhöhung des Atemwiderstandes.

Bezeichnung Grenzwerte Schwefelwasserstoff
Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) 5 ppm (entspricht ca. 7 mg/m³)
MAK-Wert (maximale Arbeitsplatzkonzentration) 10 ppm (entspricht ca. 14 mg/m³)

Folgen von zu hoher Konzentration:

Ist man dem Stoff in niedrigen Dosen über einen längerfristigen Zeitraum ausgesetzt, kann es u. a. zu Müdigkeitserscheinungen, Kopfschmerzen, Gedächtnis- sowie Konzentrationsschwächen, Gereiztheit und Appetitlosigkeit kommen.

Ab ca. 200 ppm betäubt das Gas die Geruchsrezeptoren indem eine allmähliche Abstumpfung stattfindet. Dadurch wird eine erhöhte Schwefelwasserstoff-Konzentration meist kaum über den Geruchssinn bemerkt.

H₂S greift bei Kontakt die Schleimhäute sowie Gewebeflüssigkeit in Augen, Nase, Rachen und Lunge an, die dadurch stark gereizt werden. Es kann weiterhin zu Wassereinlagerungen in der Lunge führen.

Durch die Zerstörung des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin wird die Atmung beeinträchtigt. So wirkt  Schwefelwasserstoff auch toxisch auf das zentrale und periphere Nervensystem sowie das Herz.

Ab den genannten Werten ergeben sich folgenden Auswirkungen:

Konzentration Auswirkungen
bis 10 ppm keine Vergiftungsanzeichen oder anderweitige Anzeichen der Gesundheitsgefährdung.
> 20 ppm Schädigung der Hornhaut der Augen bei längerer Exposition.
> 100 ppm Reizungen der Schleimhäute der Augen sowie Atemwege, Hustenreiz, erhöhter Speichelfluss.
Lebensgefährlich nach mehreren Stunden.
> 200 ppm Kopfschmerzen, Atembeschwerden, Betäubung der Geruchsrezeptoren
> 300 ppm Übelkeit und Brechreiz, Erschöpfung, Benommenheit sowie Schwindelgefühl
> 500 ppm Krämpfe, Ohnmacht.
Lebensgefährlich innerhalb von 30 Minuten.
> 700 ppm Plötzliche Bewusstlosigkeit bis hin zu Atemstillstand und Tod.
Lebensgefährlich innerhalb weniger Minuten.
ab ca. 5.000 ppm tödlich innerhalb weniger Sekunden.

Entstehung von H₂S:

Schwefelwasserstoff kommt in der freien Natur in vielen Rohstoffen vor, z. B. als Bestandteil sowohl in Erdöl als auch in Erdgas in Form von vulkanischem Gas sowie in gelöster Form in Quellwasser vor. Zudem entsteht es bei Fäulnis- oder Zersetzungsprozessen bei jeglicher Form des Biomasseabbaus (beispielsweise bei Mülldeponien, in der Kanalisation, Klärwerken oder Güllegruben) oder aber auch bei der Verdauung im Darm.

Verwendeter Sensor:

Schwefelwasserstoff wird im air-Q mittels eines elektrochemischen Sensors gemessen. H₂S-Moleküle „docken“ auf der Oberfläche des Sensors an und verursachen einen messbaren Strom. Der verwendete Sensor besitzt eine hohe Genauigkeit und eine besonders lange Lebensdauer. Der Nachteil aller elektrochemischen Sensoren sind Querempfindlichkeiten. So reagiert der Sensor auch gering auf Ozon und Chlor und zeigt dann einen Ausschlag zu negativen Werten sowie leicht auf SO₂ und NO mit einem Ausschlag zu positiven Werten.

Schwefelwasserstoff messen:

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