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硫及其化合物
 
摘要: 硫(S)俗称硫黄,有多种同素异形体,最常见者为斜方硫(S8)。硫为黄色结晶,能升华。在空气中能燃烧,下限浓度为35g/m3,燃点190℃。



硫(S)俗称硫黄,有多种同素异形体,最常见者为斜方硫(S8)。硫为黄色结晶,能升华。在空气中能燃烧,下限浓度为35g/m3,燃点190℃。运输及加工时易产生静电,静电放电时可使硫燃烧。在空气中可缓慢放出二氧化硫及硫化氢。硫在自然界中以元素硫矿、硫化金属矿及硫化氢的形式存在。硫广泛应用于生产各种无机及有机硫化合物、染料、火柴、火药、燃烧弹、焰火;橡胶的硫化;消毒、杀虫;防治植物的真菌病等。

硫的毒性甚低,吸入时主要为呼吸道的刺激作用。大量吸入时的急性作用为鼻粘膜刺激所致炎症及气管支气管炎。长期小量吸入时主要引起支气管和肺的慢性炎症,数年后可合并肺气肿及支气管扩张。颌窦及额窦也可受损,有时发生全窦炎。眼接触硫时除有刺激外,晶状体可发生混浊,甚至白内障和局灶性脉络膜视网膜炎。皮肤接触可出现红斑及湿疹,以至溃疡。

硫的化合物有无机和有机的两种。无机硫化合物中硫化氢及二硫化碳有特殊毒作用,其余大多数仅具刺激性(参见“二硫化碳”)。有机硫化合物种类繁多,常用作橡胶硫化促进剂、医疗药品、农业杀虫剂、杀菌剂及除草剂(参见“有机硫农药”)。

硫化氢(H2S) 无色具典型臭蛋臭气的气体。比重1.19。易溶于水。燃点292℃,可燃范围为4.3~45.5%。一般为某些化学反应和蛋白质自然崩解过程的产物,以及某些天然物质(天然气、石油等)的成分和杂质,故在石油和煤矿开采时的某些场所,进入粪窖、下水道和人工沼气池等时易遇到高浓度的硫化氢。

在浓度为1,000mg/m3下,小鼠吸入15~35分钟即可引起死亡:190mg/m3能使猫产生明显的粘膜刺激。人接触浓度1,400mg/m3可在极短时间内出现电击样昏迷,并因呼吸麻痹而死亡; 接触760mg/m3也能很快引起急性中毒。

硫化氢经呼吸道很快吸收,经皮吸收意义不大。吸收后在血中一部分很快氧化为无毒的硫酸盐和硫代硫酸盐等,随尿及粪便排出,并可与血红蛋白结合为硫血红蛋白;一部分游离的硫化氢可经呼气排出。无蓄积作用。急性作用的特点是先对呼吸道及眼有局部刺激; 高浓度下,全身作用明显,表现为中枢神经系统症状和窒息症状。刺激作用可能是由其本身的酸性及与粘膜接触时和组织碱性物发生反应而产生的硫化钠(钾)所致。

吸入的硫化氢,先在血液中起直接化学反应; 当过量时,游离硫化氢进入组织细胞,引起全身中毒反应。这是由于硫化氢与细胞色素氧化酶及这一类酶中的二硫键(—S—S—)作用或与三价铁结合,以致抑制细胞的氧化还原过程,造成组织缺氧。由于中枢神经系统对缺氧最为敏感,因此首先受到影响。

吸入硫化氢后,主要通过颈动脉窦区的化学感受器的反射作用,出现兴奋期;表现为呼吸增强、血压升高、红细胞增多和血糖升高。这些都能部分地代偿组织缺氧。如继续吸入硫化氢则转入抑制期,此时呼吸中枢及血管运动中枢直接受抑制而出现各种衰竭症状。更高浓度时也可直接使呼吸中枢麻痹而立即引起窒息,造成“电击式”中毒。

以硫化氢的臭味作为引起警觉的依据是不可靠的。虽然人的嗅觉阈为0.012~0.03或0.14mg/m3,远低于引起危害的浓度; 但长期接触后嗅觉即迟钝,或浓度高于10mg/m3时则随着浓度增高而嗅觉减弱,以至丧失。所以可在一切可能发生或存在硫化氢的生产现场,放养小动物或使用半定量试纸及报警器。应使急性中毒患者迅速脱离现场,对窒息者立即实行人工呼吸。并给亚硝酸钠以产生高铁血红蛋白血症,使硫化氢与三价铁结合,从而保护细胞色素氧化酶,起解毒作用。

硫酸(H2SO4) 无色、透明、油状、强酸性液体。有强烈的吸水及吸湿性能,并与水混溶时放出大量热量。加热到30℃以上放出蒸气,在空气中又凝成硫酸雾。加热到200℃以上时放出三氧化硫。发烟硫酸中含有1:1.2的三氧化硫。本品是基本工业原料,用途甚广。

吸入硫酸雾3~5分钟的LC50,小鼠为280~320mg/m3,大鼠为450~540mg/m3,并能经粘膜和皮肤迅速吸收。硫酸对皮肤和粘膜的强烈腐蚀,是由于其对有机物的脱水作用,和溶于水时放出的大量热同时起作用而造成。它使蛋白质凝固成为不溶性的酸性蛋白,以致形成局限性灼伤和坏死。硫酸雾滴大小不同,在呼吸道阻留的位置不同,毒性反应也不同。当吸入高浓度时,直径7μm的雾滴多为上呼吸道阻留,故作用最轻;而2.5μm者使较大支气管发生炎症; 0.8μm者虽能进入呼吸道深部,只引起单纯的支气管收缩。但当浓度很低时 (2mg/m3左右),则由于0.8μm的雾滴能作用于呼吸道深部,所引起的生理反应相对地比2.5μm者明显。

误服时宜立即用氧化镁悬浮液、牛奶、豆浆、鸡蛋白或食油进行洗胃,同时应密切观察有否胃穿孔出现。忌用碳酸氢钠洗胃,以免产生二氧化碳而增加胃穿孔的危险。忌用其他碱性药物,以免与酸中和时产热。污染皮肤时立即用大量水冲洗,或将污染部分浸入大量水中。

二氧化硫(SO2) 无色气体,具辛辣及窒息性气味。沸点-10℃。在水中溶解8.5%(25℃)。广泛应用于制造硫酸、亚硫酸盐以及一些有机合成,硫化橡胶、漂白纸浆、羊毛、丝、冶炼镁、精炼石油等。由于燃烧含硫的煤、石油、天然气,熔炼或焙烧硫化矿石等过程都产生大量含二氧化硫的废气,所以是大气的主要污染物之一。

小鼠吸入二氧化硫1小时的LC50为1,600mg/m3。二氧化硫易被粘膜的湿润表面吸收而生成亚硫酸,一部分进而氧化为硫酸。对呼吸道及眼具有强烈刺激作用,引起支气管和肺血管的反射性收缩,也引起分泌增加及局部炎症反应。少量吸入时,主要经上呼吸道,尤其鼻粘膜吸收。大量吸入时,引起喉头水肿、声带痉挛而至窒息。但对呼吸道的刺激作用远较硫酸雾为弱。

纱布口罩中夹以饱和碳酸钠溶液及1%甘油湿润的纱布可吸收二氧化硫。

氯化及氟化硫化合物 包括一氯化硫(S2Cl2)、二氯化硫(SCl2)、氯化砜(SO2Cl2)、氯化亚砜(SOCl2)、四氟化硫(SF4)、五氟化硫(SF5)、六氟化硫 (SF6)、十氟化硫(S2F10)等。它们对机体的作用决定于化学稳定性,不稳定者易于水解,释出盐酸、氟氢酸或二氧化硫等而刺激皮肤及粘膜。如一氯化硫易水解,并释出二氧化硫与盐酸;氯化亚砜遇潮湿空气即分解产生二氧化硫、硫、氯、一氯化硫和盐酸。二氯化硫及氯化砜则分别与上述二物相类似。又如四氟化硫及五氟化硫均易于水解释出氟氢酸,故比氯化硫化合物更毒。尤以十氟化硫最不稳定,其毒作用与光气相似。十氟化硫还具有形成高铁血红蛋白的作用。六氟化硫极稳定,毒性很低,但有杂质混入时,即具有毒性(参见“氟及其化合物”)。

硫化羰(COS)又名碳酰硫。主要作用于中枢神经系统,严重时引起抽搐乃至呼吸麻痹而死亡。湿空气中分解为二氧化碳和硫化氢。

多硫化钡(BaS·Sx) 其粉尘有强烈刺激作用,在粘膜表面能析出硫。

硫醇类(R—SH) 为石油中常见的有机硫化合物。多系易挥发,具强烈臭气的无色液体。沸点低,比重轻。难溶于水、易溶于醇类及醚类。分子中含碳越多,臭气越轻,月桂基硫醇(含十二个碳)基本无臭味。

甲硫醇,大鼠吸入10~20分钟的LC为20g/m3。乙硫醇,狗吸入3.5g/m3无危害。丙硫醇,大鼠经口LD50为2.36g/kg。丁硫醇,大鼠经口LD50为2.58g/kg,狗吸入30分钟的LC为2.7g/m3。月桂基硫醇,大鼠吸入饱和蒸气6小时20次无毒性反应,剖检未见异常。

本类物质主要作用于中枢神经系统,低浓度引起头痛、恶心,较高浓度时有麻醉作用,高浓度可引起呼吸麻醉致死。

单氟烃基硫醇[F(CH2)nSH] 是硫醇的末位碳原子上的一个氢被氟取代。为高沸点液体。大多数品种中,当碳原子数为偶数时毒性高,为奇数时毒性低。例如6-氟己基硫醇[F(CH2)6SH]及硫代醋酸-4-氟丁酯[F(CH2)4SAc]的小鼠腹腔注射LD50分别为1.25及1.8mg/kg;而5-氟戊基硫醇 [F(CH2)5SH] 及3-氟丙基硫醇[F(CH2)3SH]则均>100mg/kg。当碳原子为偶数时可在体内经转硫基化反应,生成相应的氟醇,并最终释出氟乙酸,故毒性高。但同样含偶数碳的“倍半氟氢”[F(CH2)2S(CH2)2F] 则毒性低,小鼠腹腔注射LD50>100mg/kg,且不引起氟乙酸样症状,说明含硫醚键(R—S—R′)的某些氟化合物在体内是稳定的。

多氟烃基硫化物 此类化合物中的氢有多个或全部被氟取代; 例如五氟硫乙烯(CH2CHSF5)、五氟-2-氯乙基硫(ClCH2CH2SF5)、五氟-2-氯-四氟乙基硫(ClCF2CF2SF5)等等。化学活性大,在体内能水解生成卤化氢(如HCl,HF),故对粘膜有强烈刺激作用。某些品种,如五氟硫乙烯,还具有肝、肾毒性。

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  • 发布时间: 2013-01-06
  • 更新时间: 2013-01-06

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