Светильный газ (санит.) — на практике С. газом обыкновенно (по крайней мере в Европе) называют исключительно газ, получаемый путем сухой перегонки из определенных сортов каменного угля («газовый» каменный уголь), так как лишь в редких случаях употребляется для освещения газ, добываемый из других материалов. Поэтому в нижеследующем будет речь исключительно о С. газе, получаемом из каменных углей. При этом выдающийся интерес с санитарной точки зрения представляют: способ добывания и очищения, состав, примеси, способ сохранения, способ доставки газа в дома потребителей, острое и хроническое отравление С. газом, способы освещения и, наконец, санитарный надзор за правильным производством, в смысле охранения здоровья рабочих, занятых на газовых заводах. — Для добывания С. газа известные сорта каменного угля подвергаются сухой перегонке в чугунных или глиняных ретортах (см. технич. часть), а полученный газ — сгущению и очищению. При сухой перегонке каменного угля, после изгнания всех летучих составных частей, получается кокс, который и остается в ретортах в то время, когда летучие составные части каменного угля — сырой газ — из отдельных реторт собирается в один общий резервуар, называемый «барабаном». Сырой газ в горячем состоянии содержит очень много примесей, которые отчасти уже отлагаются в первом резервуаре (дегтеобразные продукты, водяные пары), но, главным образом, остаются в холодильниках и конденсаторах. При охлаждении выделяются также аммиак, углекислота, циан, сернистая кислота, сероводород и т. д., и так как образующаяся при сгущении водяных паров жидкость растворяет их, то получается так наз. «аммиачная вода». Дальнейшая обработка сырого газа заключается в том, что его сначала пропускают через «скребберы» (коксовые конденсаторы, постоянно поддерживаемые во влажном состоянии), где газ освобождается от остатков дегтя, аммиака, сернистого аммония и сероводорода (не совсем); потом его собирают в так наз. эксгаустеры, а оттуда он уже попадает в очистительные приборы, в которых он очищается от вредных примесей (химическая очистка, в противоположность механической, имеющей место в «скребберах» и конденсаторах). Химическая очистка С. газа ведется «влажным» или «сухим» путями, и новейшие способы (сухая очистка) направлены к возможно полному удалению всех загрязняющих начал, но, главным образом, крайне ядовитого сероводорода. Для этой цели теперь пользуются смесью из гидрата окиси железа и древесных опилок, расположенной, в виде мелкого порошка, в железных ящиках, через которые проходит газ, освобождаясь при этом не только от содержащегося в нем сероводорода, но и от последних следов дегтеобразных веществ. Только в тех случаях, когда С. газ путем механической очистки не удалось освободить достаточным образом от углекислоты, прибегают к гашеной извести или к смеси ее с окисью железа и древесными опилками (масса Laming’a). Гашеная известь жадно поглощает углекислоту и сероводород:
Образующийся при этом сернистый кальций может поглощать сероуглерод; но применение гашеной извести для очистки С. газа имеет свои неудобства (см. ниже). Смесь гидрата окиси железа и древесных опилок энергично поглощает сероводород (образуется сернистое железо, выделяется сера), аммиак, роданистые и синеродистые соединения и на воздухе становится вполне безвредной: образуется окись железа, выделяется почти нацело вся сера, и масса может быть вполне обезврежена («регенерирована») в самих очистительных приборах, если, по совету Грана, впустить туда водяной пар и атмосферный воздух. Совсем иначе обстоит дело с газовой известью (гашеная известь, поглотившая примеси С. газа); даже простое лежание ее на воздухе связано с известной опасностью для окружающей среды, ибо непрерывно выделяются: сероводород, сернистый аммоний и дегтеобразные продукты, которые загрязняют воздух, воду и почву; поэтому «газовая» известь, даже при временном хранении, всегда должна находиться в хорошо закрываемых и цементированных ямах. Спуск ее в реки никоим образом не допускается, ибо, помимо других неудобств, рыба от нее гибнет.
Состав хорошо очищенного С. газа колеблется, в зависимости от свойств сырого материала и способов приготовления и очистки, в следующих пределах (объемные проценты):
| Тяжелых углеводородов | 6—7% |
| Болотного газа (CH4) | 33—38% |
| Водорода (H2) | 44—49% |
| Окиси углерода (СО) | 5—8% |
| Азота (N2) | 2—4% |
| Углекислоты (CO2) | 1,5—4% |
| Кислорода и сероводорода | ничт. следы. |
Средний состав С. газа (в объемн. %) приблизительно таков:
| Легких углеводородов [1] | 59,5% |
| Тяжелых углеводородов [2] | 5,7% |
| Водорода (Н2) | 30,0% |
| Окиси углерода (СО) | 4,5% |
| Углекислоты (СО2) | 0,3% |
Все составные части С. газа удобно разделить на 3 категории: светящие (легкие [3]) и тяжелые углеводороды), несветящие, но дающие тепло (водород, болотный газ, окись углерода) и посторонние примеси. С санитарной точки зрения, в высшей степени важны несветящие составные части С. газа и посторонние примеси его. Из несветящих составных частей С. газа окись углерода представляется наиболее опасной, а потому здесь приводится таблица, показывающая содержание окиси углерода в С. газе различного происхождения.
| Природа С газа. | Тяжелые углеводо- роды |
Легкие углеводо- роды |
Окись угле- рода |
Водород |
|---|---|---|---|---|
| Древесный газ (очищ.) | 10,57 | 33,76 | 37,6 | 18,0 |
| Торфяной газ | 9,55 | 42,2 | 20,3 | 27,5 |
| Каменноугольный газ | 3,5 | 30,2 | 9,1 | 50,2 |
| Нефтяной газ | 27,2 | 41,3 | 17,5 | 13,3 |
| Водяной газ | — | — | до 50,0 | — |
Следовательно, каменноугольный газ, в смысле содержания окиси углерода, должно признать наименее опасным. Но, так как уже примесь в 0,05% окиси углерода к вдыхаемому воздуху для человека является вредной, то опасность отравления окисью углерода путем вдыхания С. газа была бы довольно значительной, если бы содержащиеся в С. газе пахучие вещества не давал бы нам полную возможность узнать примесь газа к вдыхаемому воздуху гораздо раньше, чем накопление окиси углерода в нем достигло опасных для здоровья размеров. Так, напр., по Бунте, нетрудно узнать (по запаху) примесь С. газа в 0,01 — 0,02% [4]. К сожалению, мы не всегда в состоянии определять путем обоняния примесь С. газа к окружающему воздуху. Так, напр., газ, вытекший из проложенных в земле газовых труб и прошедший через слой земли, не обладает уже специфическим запахом, сохранив, однако, свою ядовитость. Сюда же относятся и те случаи, когда газ, сам по себе, лишен специфического запаха, как, напр., вышеупомянутый «водяной» газ. — Из посторонних примесей в С. газе встречаются: азот, аммиак, циан, водяные пары, различные соединения серы и углекислота. Наибольший интерес, в санитарном отношении, представляют находящиеся в С. газе сернистые соединения потому, что при горении такового газа (в особенности в закрытых помещениях) воздух загрязняется довольно заметными количествами сернистой и даже серной кислот. Сера встречается в С. газе в виде сероводорода, сероуглерода и мало изученных органических сернистых соединений, причем последние, по-видимому, и обуславливают, по крайней мере отчасти, специфический запах С. газа. Примесь аммиака, с санитарной точки зрения, становится вредной лишь тогда, когда она достигает довольно больших размеров и когда газ горит коптящим пламенем, ибо при таких условиях дана возможность для возникновения циана (NH4CN). Но примесь аммиака к С. газу причиняет серьезный экономический вред, ибо обуславливает порчу резервуаров, в которых сохраняются запасы газа; циан тоже портит резервуары (возникает берлинская лазурь). Вследствие этого, содержание аммиака в С. газе должно быть доведено до возможного minimum’a и, во всяком случае, не превышать 0,17 г в 1 куб. м (влажная куркумовая бумажка не должна буреть под влиянием газа). Сероводорода и сероуглорода не должно быть вовсе (бумажка, пропитанная уксусно-кислым свинцом в струе газа, не должна чернеть и при просасывании испытуемого сухого газа через эфирный раствор триэтилфосфина в щелочной среде не должно получаться красного окрашивания, resp. осадка (C2H5)3PCS2). Эти требования, при современных усовершенствованиях техники, вполне выполнимы. Недостаточно очищенный С. газ, помимо вреда, который причиняется им здоровью потребителей развитием при горении сернистой, серной, азотистой и азотной кислот, оказывает крайне разрушительное действие на различные ткани, мебель, картины и т. п.
Способ сохранения С. газа. С. газ сохраняется в резервуарах над водой, под известным давлением. Спуск этой воды (идущей обыкновенно на приготовление серно-кислого аммония) в реки может быть дозволен лишь при исключительных условиях.
Газопроводы. Для уличных газопроводов употребляются чугунные трубы, в домах — трубы из кованого железа. Медные трубы не годятся, ибо в них может накопляться ацетилен, который с медью дает соединения, взрывающиеся при нагревании, или даже при толчках. Свинцовые трубы нередко повреждаются, и бывали случаи, когда они прогрызались крысами; оловянные трубы слишком дороги; цинковые неудобны вследствие того, что в них образуется окись цинка, растворяющаяся в аммиачной воде, причем трубы в конце концов продырявливаются. Газопровод должен отличаться возможной непроницаемостью. Крайняя заботливость в деле постройки газопровода необходима не только из экономических соображений, но, главным образом, потому, что несоответственная постановка дела может повести к серьезным отравлениям как отдельных лиц, так и целых семей. Дело в том, что С. газ, выходящий под землей из попорченных труб или неплотного газопровода, легко попадает в соседние жилые помещения, ибо дома благодаря находящейся в них вместе с почвенным воздухом теплой атмосфере действуют присасывающим образом на почвенный воздух. Наибольшая опасность в этом отношении представляется зимой, так как в это время года, благодаря резкой разнице, существующей между температурами воздуха в домах и снаружи, почвенный воздух направляется в подвалы с особенной энергией. Вызываемые в этих случаях С. газом заболевания нередко долгое время остаются невыясненными потому, что констатирование С. газа сильно затруднено, между прочим, исчезновением из него специфического запаха при прохождении через почву. Кроме возможности отравления С. газом, о котором подробнее будет сказано ниже, существует еще опасность взрыва. Известно, что такие условия для взрыва даны, если воздух содержит 6—7% С. газа, так как газ образует с воздухом (1:5—15) гремучую смесь. В таком случае приближение огня вызывает сильный взрыв (о предохранительных мерах см. ниже).
Острое и хроническое отравление С. газом. Острое отравление С. газом имеет место тогда, когда вследствие незакрытия газовых кранов или же повреждения газопроводных труб в данном помещении накопляется сравнительно много С. газа. Отравления С. газом в высшей степени опасны потому, что содержащаяся в нем окись углерода принадлежит к наисильнейшим ядам. Уже содержание 0,1% окиси углерода в воздухе вызывает отравление, и содержания в 0,05% этого газа достаточно для того, чтобы обуславливать ясно выраженное действие на организм. Сравнительно малых количеств этого газа достаточно для того, чтобы вызвать самые серьезные изменения в составе крови, которая поглощает и связывает окись углерода даже тогда, когда в окружающем воздухе содержатся лишь следы ее. Однако, кровь при отравлениях С. газом никогда не бывает насыщена окисью углерода; мало того, после известной степени насыщения крови, окись углерода уже не соединяется с ней, а начинает пропитывать все ткани и при отравлении беременной может даже перейти в плод (Fehling). Смерть наступает у взрослого человека уже после вдыхания такого количества воздуха и С. газа, в котором содержатся 0,8 г окиси углерода (Kobert, von Jaksch). Симптомы, наступающие при отравлении окисью углерода, напоминают интоксикацию цианистым водородом и, до известной степени, похожи даже на изменения, возникающие в организме при удушении. Новейшие исследования (Geppert, Kobert) дают право допустить, что окись углерода, кроме того, действует пагубно и на нервную систему, и на все органы. Сильная головная боль, невыносимый стук в висках, головокружение, ужасный шум в ушах, боль под ложечкой, тошнота, чрезмерная слабость, почти полная невозможность управлять мускулами, затрудненное и замедленное дыхание, сужение зрачков и неспособность их реагировать на свет — вот те симптомы, которые наблюдаются в начальных стадиях легкого отравления С. газом. В более трудных случаях, кроме того, наблюдается сначала неприятная краснота лица, потом страшная бледность его; губы сини, кожа мало чувствительна; слабость мускульной системы постепенно увеличивается и переходит в паралич. Моча содержит сахар, белок и иногда даже молочную кислоту. В очень тяжелых случаях отравления С. газом пульс становится все медленнее, временами совершенно как бы останавливается, сознание исчезает. В бессознательном состоянии несчастные сначала делают всякие нецелесообразные движения, которые иногда переходят в тонические и клонические судороги, при которых может наступать смерть; но, в иных случаях, судороги продолжаются целыми днями и постепенно проходят.
Исход острого отравления С. газом находится в полной зависимости от концентрации и продолжительности вдыхания отравленного воздуха. Бывали случаи, когда удавалось спасти больных даже по прошествии двух суток, в других случаях не удалось возвратить к жизни лиц, вдыхавших содержавший С. газ воздух лишь в течении 1—3 часов. Во всяком случае, выздоровление наступает довольно медленно, и больные в течение многих дней чувствуют чрезмерную слабость, головные боли. Смерть может наступить еще по прошествии 1—5 недель после отравления. В тяжелых случаях, не окончившихся смертью, наблюдается целый ряд, болезней, отчасти неизлечимых, причиной которых послужила содержавшаяся в С. газе окись углерода. Сюда относятся случаи кровоизлияний в различные органы, наблюдаемые нередко после тяжелых отравлений С. газом. После тяжелых отравлений С. газом нередко наблюдаются всякие параличи и расстройства со стороны нервной системы и почти всех внутренних органов: диабет, гематурия (кровавая моча), дрожание членов, паралич некоторых глазных мускулов, расстройство речи и т. д. Словом, отравление С. газом очень часто оставляет в здоровье отравившегося неизгладимый след. Распознавание отравления С. газом не всегда легко: можно смешать отравление С. газом с отравлением морфием или алкоголем. Правда, отсутствие специфического запаха изо рта исключает отравление алкоголем, но сужение зрачков может говорить и за отравление морфием. Однако, если в закрытом помещении мы находим одно или несколько лиц со сравнительно низкими температурами тела, сильно храпящими и с окрашенными лицами, но не издающими запах спирта, то предположение о том, что здесь идет речь об остром отравлении С. газом, т. е. окисью углерода, вполне уместно. Необходимо исследовать спектроскопом каплю крови или же мочу. Последняя содержит или сахар, или гликуроновую кислоту. Присутствие красных пятен на животе иногда очень облегчают диагноз (об определении окиси углерода в крови и в воздухе — см. ниже). В высшей степени важное практическое значение имеет правильное пользование отравленных С. газом (окисью углерода) лиц. Больного немедленно нужно вынести из отравленной атмосферы на чистый воздух или же в хорошо провентилированную комнату, поместить его (с только слегка приподнятой головой) на постель и давать ему нюхать нашатырный спирт. При слабом дыхании следует прибегать к искусственному дыханию, при очень пониженной температуре тела больного следует перенести в предварительно нагретую (бутылками или иным способом) постель. Далее следует прибегать к осторожному обтиранию тела, начиная с нижних частей. Если все эти меры не ведут к улучшению, то ставят горчичники на грудь и икры, осторожно обливают голову холодной водой и, кроме того, дают крепкий отвар черного кофе, крепкие вина. В тех случаях, когда врачебной помощи не имеется поблизости, больного переносят в тепловатую ванну и обливают холодной водой. Дают вдыхать чистый кислород. В тяжелых случаях врачи прибегают к кровопусканию; непосредственно после этого делают подкожное впрыскивание физиологического раствора соли щелочной реакции лучше всего в область бедра. При таком пользовании бессознательное состояние быстро проходит и больные очень быстро поправляются. В очень тяжелых случаях применяют трансфузию дефибринированной крови (не менее 250 cс.) соединяя эту операцию с искусственным дыханием. Химических противоядий окиси углерода не существует. Но Готье, Якш и др. видели хорошие результаты от вдыхания кислорода; некоторые авторы утверждают, будто бы, что при отравлении С. газом впрыскивание (1 млг) нитроглицерина оказывается очень полезным. относительно лечения тех заболеваний, которые являются следствием отравления С. газом при несмертельных случаях; ввиду их чрезвычайного разнообразия, ничего общего сказать нельзя.
Картина, которую представляет труп человека, погибшего от отравления С. газом, весьма характерна. Такие трупы отличаются сравнительно светло-розовым цветом и очень трудно поддаются гниению. Кровь ало-красного цвета и трудно свертывается, мускулы кажутся тоже светло-красными. Кровоизлияния встречаются во всех почти органах. Если только смерть не наступила в самом начале отравления от удушения (вследствие рвоты), и если, далее, болезнь не длилась очень долго, то в крови трупа еще по прошествии многих месяцев можно доказать присутствие характерного соединения окиси углерода с гемоглобином. Выражение лица у людей, погибших от отравления С. газом, крайне спокойное, и трупы их на очень долгое время (до 40 часов) после смерти остаются теплыми.
Хроническое отравление С. газом возникает тогда, когда в течение более или менее продолжительного времени вдыхается воздух, загрязненный этим газом, или же, если приходится изо дня в день находиться в помещениях, освещаемых богатым окисью углерода газом. По Гирту, почти все рабочие на газовых заводах страдают разными заболеваниями желудка, и именно вследствие хронического отравления С. газом. Диспептические расстройства, потеря памяти, замедление пульса и дыхания, приступы судорог и синевато-серое окрашивание кожи — симптомы легких форм хронического отравления С. газом. В более тяжелых случаях наблюдаются: сильное малокровие, увеличение селезенки, легкая желтуха, рвота. Моча содержит пептоны. Очень тяжелые случаи характеризуются злокачественным малокровием, всякого рода симптомами, указывающими на прогрессивный паралич. Предсказание при хроническом отравлении окисью углерода крайне неблагоприятное, ибо добрая половина всех описанных случаев оканчивалась смертью. Исследование крови обыкновенно не дает убедительных данных, а симптомы очень сходны с изменениями, наблюдаемыми при злокачественной анемии и при прогрессивном параличе. Лечение хронического отравления окисью углерода должно быть направлено к устранению опасного малокровия и к возможно быстрому поднятию общего питания. Но, к сожалению, в этом отношении очень часто все усилия оказываются тщетными. Поэтому необходимо обращать возможно большее внимание на профилактические мероприятия: желательно введение на газовых заводах санитарного надзора. При устройстве газовых заводов все старания должны быть направлены к тому, чтобы, с одной стороны, всякая возможность поступления газа в окружающую среду была исключена, а с другой — не было бы мыслимо смешение газа с воздухом в газопроводных трубах и аппаратах. Все здания газового завода должны быть снабжены возможно лучшей вентиляцией. Особенное внимание должно быть обращено на подвальные этажи. Освещение таких помещений должно быть или электрическое, или же с помощью ламп, находящихся вне здания, или посредством предохранительных ламп. Желательно, чтобы рабочие были ознакомлены с теми опасностями, которые наступают после продолжительного вдыхания хотя бы и ничтожных количеств С. газа. Крайне желательно, чтобы на газовых заводах всегда находился известный запас кислорода для вдыхания отравившихся С. газом. На газовых заводах С. газ ежедневно должен подвергаться санитарному исследованию. Необходимо следить за тем, чтобы при исправлении каких-либо повреждений на газопроводах рабочие не подвергались опасности отравления С. газом. В интересах публики следовало бы контролировать и поступающие в продажу «новые» системы газовых горелок и допускать лишь такие, при которых загрязнение воздуха вредными составными частями С. газа (окисью углерода) бывает наименьшим. Особого внимания, в санитарном отношении, заслуживает применение газа для всякого рода топки школьных помещений, ванн, для стряпни и т. п. Необходимо следить за тем, чтобы устройство таких газовых печей было рациональным, ибо здесь как раз очень легко возможны отравления окисью углерода.
Санитарный анализ С. газа обнимает следующие определения: удельного веса, количества всей серы, сероводорода, сероуглерода, аммиака, циана, окиси углерода и углекислоты. Кроме того, газ подвергается фотометрическому исследованию. Определение общего количества серы в С. газе производится очень часто, и в Англии существует даже обязательное постановление, согласно которому требуется, чтобы 100 куб. м газа содержали не более 57 г серы. Для определения всей серы предложено много методов: Тифтрунк-Валентина, Летсби, Эванса и мн. др. Принцип этих методов заключается в том, что испытуемый С. газ, смешанный с воздухом, пропускается через раскаленную платиновую трубку, содержащую в одном конце платиновую губку, играющую при этом каталитическую роль и способствующую окислению серы в серную кислоту, а в другом конце углекалиевую соль, жадно поглощающую серную кислоту. После сжигания 40 — 50 л испытуемого газа, прибору дают остыть, растворяют углекалиевую соль в воде, прибавляют туда немного брома (для окисления могущей возникать сернистой кислоты) и осаждают серную кислоту хлористым барием. 1 gr. BaSO4 = 0,1375 серы. Количественное определение сероводорода производится так, что определенный объем испытуемого газа (обыкновенно 100 л) с помощью аспиратора просасывают через две стклянки Дрекселя, содержащие аммиачный раствор азотно-кислого серебра. Образовавшийся в стклянках Дрекселя осадок состоит из сернистого серебра и соединения серебра с ацетиленом. Последнее соединение удаляется обливанием осадка разведенной соляной кислотой; возникшее при этом хлористое серебро растворяется в аммиаке и остается одно сернистое серебро, которое обычными приемами переводится в металлическое серебро, 1 gr. Ag = 0,1574 gr. H2S.
Сероуглерод определяют количественно по А. В. Гофману: просасыванием определенного объема высушенного над хлористым кальцием газа через эфирный раствор триэтилфосфина, плавающий над раствором едкого натрия. 1 г (получающегося в присутствии сероуглерода) ало-красного соединения, предварительно высушенного в безвоздушном пространстве
(C2H5)3PCS2 = 0,391CS2.
Количественное определение аммиака производится просасыватем определенного объема газа через раствор серной кислоты, крепость которой определяется до и после просасывания. Количественное определение циана производится так, что испытуемый газ, предварительно освобожденный от присутствия аммиака, пропускают через нагретую натронную известь, причем азот циана переходит в аммиак, который и поглощают слабым раствором серной кислоты, испытывая крепость ее до и после поглощения. В высшей степени большой интерес, в санитарном и судебно-химическом отношениях, представляет определение окиси углерода в С. газе. Для констатирования присутствия окиси углерода в крови предложено очень много способов, из которых наибольшей распространенностью пользуется спектроскопический метод, основанный на том, что соединение окиси углерода с гемоглобином крови дает характерные полосы поглощении, которые, в отличие от спектра оксигемоглобина, от прибавления восстанавливающих агентов (водород, сернистый аммоний и т. п.) не исчезают. Для чисто химического констатирование окиси углерода предложено очень много методов, которые описаны у Коберта, Драгендорфа и Киппенбергера. Количественное определение окиси углерода в воздухе лучше всего производится с помощью хлористого палладия (PdCl2), который при этом восстановляет ее в металлический палладий:
PdCl2 + СО + Н2О = СО2 + 2HCl + Pd.
Полученный осадок металлического палладия растворяется в царской водке (смесь азотной и хлористо-водородной кислот) и титруется йодистым калием. Но при этом необходимо, чтобы исследуемый воздух или С. газ предварительно были освобождены от присутствия сероводорода, аммиака, углеводородов и водорода. Находящаяся в С. газе углекислота не мешает реакции.
Литература. Кроме общих руководств по гигиене Weyl’a, Rubner’a, Albrecht’a, Эрисмана и руководств по токсикологии Kohort’a, Kunkel’a, Lewin’a, Böhm’a см. H. Koppel, «Literarische Zusammenstellung der von 1880—90 in. d. Weltlitteratur beschriebenen Fälle von Vergiftungen der Menschen durch Blutgifte» (Юрьев, 1891; здесь же подробное указание литературы предмета).
- ↑ Сюда относятся: этилен C2H4, пропилен С3Н6, бутилен С4Н4, ацетилен С2Н2.
- ↑ Бензол C6H6, толуол C6Н5CH3, ксилол C6H4(CH3)2, кумол C6H3(CH3)3, нафталин C10H8.
- ↑ За исключением болотного газа.
- ↑ Наше обоняние в этом отношении оказывается гораздо более чувствительным, чем наиболее чувствительный химический реактив (хлористый палладий) на окись углерода, позволяющий определять 0,004%СО, что равняется приблизительно примеси 0,05% С. газа к данному воздуху.