高等有机化学实验中的有毒气体及其危害

有机化学实验室在合成有机物时，常使用有毒气体或产生有毒气体，故有毒气体的安全使用必须引起重视。有机化学实验室常见的有毒气体有氯气、一氧化碳、二氧化硫、氨气、氰化氢、芥子气、硫化氢等。有毒有害气体可以分为刺激性气体和窒息性气体，还可分为呼吸系统麻痹毒气、神经性麻痹毒气、肌肉麻痹毒气等类型。

1.氯气（Cl2）

氯气是有强烈刺激性气味的黄绿色气体，曾被长期作为化学武器使用。在有机化学实验中，降血脂药氯贝丁酯的合成需要使用氯气。使用氯气时绝对禁止单人操作，必须有其他人在场，以防吸入过多毒气中毒而无法自救。操作前必须穿好防护服，佩戴防毒面具，严格控制实验条件，并在通风橱内操作。

氯气能对人体的上呼吸道黏膜产生强烈刺激，引起急性肺水肿、呼吸道烧伤等病症，严重者可引发心肺功能急性衰竭致人死亡。氯气中毒主要表现为呼吸系统损害，病情变化迅速，没有潜伏期，不同的吸入量有不同的症状。吸入少量氯气时，会刺激上呼吸道黏膜，几个小时内人体即可恢复正常。吸入低浓度氯气，出现急性支气管炎、眼黏膜炎等症状，中毒症状可持续2天以上。吸入较高浓度氯气时会引发局限性肺泡性肺水肿、间质性肺水肿、急性化学性支气管炎等症，症状可持续5天以上。人体受到高浓度氯气伤害时，会出现肺泡病变，可在1小时内出现肺水肿，表现为呼吸困难、心动过速，咳血性泡沫痰，产生顽固性低氧血症等，直至昏迷、脑水肿或中毒性休克。吸入极高浓度氯气时会导致局部支气管平滑肌反射性挛缩而出现呼吸窘迫，甚至窒息死亡。

若在使用氯气时不慎吸入氯气，必须根据不同的吸入情况做好紧急处理，然后尽快就医。紧急处理的方法为：

①立即脱离现场，转移至空气新鲜处，防止过多吸入氯气。

②若仅为眼睛和皮肤受到氯气伤害，则立即用大量清水彻底清洗，然后就医。

③轻度中毒能行动者立即转移至空气新鲜处大口呼吸新鲜空气，然后立即就医。若确实没有严重的中毒反应，也必须要住院观察1天以上，听从医生的处理意见。

④若发生中、重度中毒，中毒者有严重的中毒反应，已经难以行动，必须在其他人的帮助下转移到有充足新鲜空气的地方，然后立即送往医院急救。

⑤合理进行氧疗，适量使用糖皮质激素，防治肺水肿和肺部感染，合理使用抗生素。

2.一氧化碳（CO）

一氧化碳是无味、无臭、无色、难溶于水的气体，广泛应用于炼铁、锻冶、铸造和热处理等生产过程中，在氨、丙酮、光气、甲醇、N，N－二甲基甲酰胺、二苯基甲烷－4，4′－二异氰酸酯等化学物质的合成中也有广泛的使用。

一氧化碳极易与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，对氧气的吸收有极强的竞争作用，使血红蛋白失去吸收氧气的能力，从而造成人体窒息，严重时能引起死亡。一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。

在所有含碳物质燃烧不充分的情况下都可能产生一氧化碳，而一氧化碳在一定的浓度下还能发生燃烧、爆炸，故全世界每年都有各种原因引起的一氧化碳致人死亡的报道，其中以中毒事件较多。所以在使用一氧化碳或进行可能产生一氧化碳的实验中，必须佩戴防毒口罩，在严格防火、大量通风的情况下操作。若不慎吸入一氧化碳，则可能发生不同的中毒现象。一般一氧化碳中毒后会出现头痛、头昏、心悸、恶心等症状，少量吸入后若能及时吸入新鲜空气，则症状可迅速消失。一氧化碳轻度中毒者表现为剧烈的头痛、头昏、眼花，还有四肢无力、恶心、呕吐、意识障碍等症状，若能及时吸入大量新鲜空气，则症状可在几个小时内逐渐消失。中度中毒者除了上述症状外，还有多汗、昏迷等症状，中度中毒者若能得到及时移离和抢救后可以恢复健康，没有明显的并发症或者后遗症。一氧化碳重度中毒者会有严重的意识障碍，呈深度昏迷状态，瞳孔缩小，对光反射迟钝等症状，并可出现大小便失禁。体温升高达38～40℃，若得不到及时的救治则会会有生命危险。重度中毒患者经及时救治后仍然会有后遗症，如躁动、意识混浊、部分失忆。

3.氨气（NH3）(www.xing528.com)

氨气是有强烈的刺激性气味的无色气体，在常温下加压即可使其液化变成无色的液体，也易被固化成固体。氨气有还原作用，在高温时可分解成氢气和氮气，可以在催化剂的作用下被氧化为一氧化氮。氨气可以用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等，是有机合成中不可缺少的常见试剂。使用者必须佩带手套、防护眼镜、防毒口罩等防护装置，在通风橱内小心使用，并防止氨气泄漏。氨气能灼伤皮肤、黏膜和眼睛，若过多地吸入氨气能引起肺肿胀，以至死亡。

轻度氨气中毒表现有：发音嘶哑、咽喉灼痛、咳嗽、咳痰、咳血、胸闷等症状。急性吸入氨中毒多数为管道破裂等意外事故引起，急性氨中毒主要表现为呼吸道黏膜刺激和灼伤。氨气的吸入浓度、时间和中毒轻重不同，有不同的症状。轻度中毒有咽干、咽痛、咳嗽、咳痰，胸闷、头晕、乏力、支气管炎等症状。中度中毒有呼吸困难，咳血、喉水肿等症状。急性重度中毒表现为剧咳、咳血或大量粉红色泡沫样痰、呼吸困难、心悸。

此外，低浓度的氨气能强烈地刺激眼睛和潮湿的皮肤，高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。眼睛受氨气伤害后会表现为视物模糊、畏光、流泪、眼结膜充血，氨气接触皮肤后会烧伤皮肤并可引起剧烈的疼痛，在皮肤上发生咖啡样着色，被腐蚀的皮肤呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。

4.二氧化硫（SO2）

二氧化硫为有刺激性臭味的无色透明气体，溶于水、乙醇和乙醚。二氧化硫是有机合成的重要原料和常见废气，也是工业中常见的漂白剂和原料。在实验室通常使用低浓度的氢氧化钠溶液来制作气体吸收装置吸收二氧化硫。二氧化硫必须经过处理才可以排放到大气中，否则二氧化硫在大气中会氧化而成酸雨。二氧化硫在大气中的浓度高于0.5ppm以上就能影响人体健康，浓度为1～3ppm能刺激人体呼吸系统，高于400ppm时会导致人体出现溃疡和肺水肿，甚至窒息死亡。若在实验过程中发生皮肤接触，须立即用大量流动清水冲洗后就医；若衣服被污染则尽快脱去被污染的衣服；若不慎入眼则提起眼睑，用洗眼器冲洗后就医；若少量吸入则迅速转移到室外，大口呼吸新鲜空气；若大量吸入则尽可能保持呼吸道通畅，立即就医。

5.氰化氢（HCN）

氰化氢本身为无色透明液体，但易挥发为具有苦杏仁气味的剧毒气体，能与水、乙醇、乙醚、苯、氯仿等溶剂混溶。氰化氢是有机化学合成中常用的剧毒试剂，除了直接使用氰化氢液体作为原料外，有机合成中某些步骤可能生成氰化氢，或使用氰化钠、氰化钾等剧毒物质导致实验操作人员可能接触氰化氢。由于极少量的氰化氢液体或气体均可致死（570μg/kg），故在所有可能接触该物质的实验操作中必须穿着完整的防护服，戴防毒面具、防护手套等，在通风橱内小心操作。若实验能产生氰化氢，则装置务必做好密闭工作，产生的有毒液体必须得到妥善的处理，气化后的气体也必须用尾气吸收装置处理。

氰化物中毒分为急性中毒和慢性中毒。氰化物所致的急性中毒可分为轻、中、重三级。轻度中毒的症状为上呼吸道刺激、口唇麻木、恶心、呕吐等；中度中毒症状为叹息样呼吸，皮肤和黏膜呈鲜红色，恶心、呕吐等症状加重；重度中毒症状为昏迷，强直性和阵发性抽搐，脑水肿和呼吸衰竭直至死亡。急救措施根据不同的中毒方式有不同的处理方法。一般要求迅速把中毒患者转移到室外，若皮肤沾染则用大量清水冲洗，然后用0.5%硫代硫酸钠冲洗受污皮肤；若误食而导致的中毒则必须立即就医，一般使用0.2%高锰酸钾，3%过氧化氢或5%硫代硫酸钠彻底洗胃。氰化物中毒风险高，危害大，若抢救不及时能致死，故在实验设计的时候就应该尽可能避免使用任何氰化物，选用其他可行但毒性低的试剂进行实验操作。

6.芥子气（C4H8Cl2S）

芥子气为黄色气体，易溶于乙醇、丙酮、汽油、苯、醚、四氯化碳等有机溶剂，微溶于水。芥子气属于典型的生物烷化剂类抗癌药，经过结构改造和修饰后能得到一些毒性相对较小的抗癌药，故在有机化学实验中也能接触到该类剧毒物质。芥子气具有很好的细胞毒活性，芥子气因对DNA的烷化作用能导致人体中毒。芥子气主要改变谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基以及谷光甘肽和半胱氨酸的巯基，使DNA形成交联而抑制其复制和修复能力，从而使蛋白质发生变性和人体免疫功能下降。芥子气也是著名的化学武器，至今没有特效抗毒药物，故在所有可能接触到芥子气的实验操作中务必做好全身防护，禁止单人操作，做好通风处理和废气吸收处理，或通过改变实验路线而避开芥子气的危害。若不慎被芥子气伤害，则尽可能快速就医。

7.硫化氢（H2S）

硫化氢是一种酸性易燃的无色气体，在浓度极低时便有臭鸡蛋气味，有剧毒（LC50约为450ppm），硫化氢的水溶液为氢硫酸。硫化氢常用于合成荧光粉，在光电、农药等领域中都有广泛的使用，在有机化学中常作为还原剂使用。硫化氢的毒性很大，极少量的硫化氢就能引发头痛，刺激呼吸道和眼睛，而浓度达到或超过1mg/L时则能危及生命，所以在任何可能接触到硫化氢的实验中都必须做好全身防护，并在通风橱中进行。若不慎中毒，必须立即就医。

8.甲醛（HCHO）

甲醛也称为蚁醛，是无色无味的气体，对人眼、鼻等有刺激作用。甲醛有强还原性，在碱性溶液中的还原能力更强，是有机化学合成中常见的还原剂。甲醛能燃烧，在空气可以形成爆炸混合物，爆炸极限为7%～73%。在空气中的甲醛浓度大于0.08mg/m3时能引起咽喉疼痛、眼睛瘙痒、胸闷、气喘等症状，甲醛能引起淋巴细胞突变，还有生殖毒性、致癌等危害。