คุณลักษณะ
สูตรทาง เคมี SO2
น้ำหนักโมเลกุล 64.06
1 ppm =2.62 mg/m3
ในอุณหภูมิปกติ และบรรยากาศทั่วไป จะมีคุณสมบัติเป็นกาซไม่มีสี จะสามารถรู้ได้โดยรส เมื่อความเข้มข้นเท่ากับ 1-3 mg/m3 ซึ่งจะเริ่มมีกลิ่นฉุนและระคายเคือง เมื่อระดับความ เข้มข้นสูงกว่านั้น หรือประมาณ 10 mg/m3
Sulphur dioxide ละลายได้ดีในนํ้าและในสารทำละลาย ในนํ้า หรือในสารละลายของด่าง กาซจะให้ sulphurous acid (H2S03) ซึ่งจะค่อยๆ oxidized เป็น sulphuric acid (H 2SO4) โดยออกซิเจนที่ละลายอยู่ ในภาวะเป็นกาซ จะรวมกับออกซิเจน เป็น sulphur trioxide (SO3) ซึ่งเป็นกาซที่มีปฏิกิริยาไวในการ เกิด sulphuric acid ในบรรยากาศที่มีความดชื้น เหล็ก และ แมงกานีส เป็นสารเร่งปฏิกิริยาในการออกซิเดชั่นของ sulphur dioxide ทั้งในภาวะของเหลวหรือกาซ Sulphuric acid จะมีปฏิกิริยากับโลหะหลายชนิด ออกไซด์ของโลหะ และแอมโมเนีย เพื่อที่จะฟอร์ม Sulphate และ sulphur dioxide อาจรวมตัวกับอนุภาคอื่นในบรรยากาศ เป็น suIphur compound
แหล่งกำเนิด
ในทางการค้า Sulphur dioxide ผลิตโดยการเผา Sulhur หรือiron pyrites ในอากาศ และมีที่ใช้ในการผลิตสารต่อไปนี้
-Sodium sulphite – Sulphuric acid
-Sulphury chloride – Thionyl chloride
-disinfectants – Organic sulphonates
-fumigants – glass
-wine – bear (in brewing and preserving)
-ฟอกสี นํ้าตาลบีท แป้ง ผลไม้ เจลาติน กาว เมล็ดธัญพืช นํ้ามัน ฟาง สิ่งทอ เยื่อกระดาษ ไม้ และขนสัตว์
ในด้านสิ่งแวดล้อมทั่วไป เราจะสัมผัสสารนี้ได้ในบรรยากาศที่มีการทำอุตสาหกรรมดังนี้ โดย sulphur dioxide เป็น by product ของการผลิตนี้ ได้แก่
-การหลอม ถลุงแร่ – การเผาถ่านหิน
-การเผาไหม้ของนํ้ามันเชื้อเพลิง – การทำกระดาษ
-การกลั่นปิโตรเลียม – การผลิตเรยอน
โอกาสที่ผู้มิได้อยู่ในภาคอุตสาหกรรมได้รับ sulphur dioxide จะพบบ่อยในการสัมผัสผ่านอากาศที่ปนเปื้อน และโดยการปนเข้าไปกับอาหารและเครื่องดื่ม
ภาวะเป็นพิษต่อร่างกาย
sulphur dioxide จะระคายต่อ
– mucous membrane of upper respiratory tract มี rhinitis, Iaryngitis
– mucous membrane of eyes ทำให้เกิด conjunctivitis, corneal burns, corneal opacity อาจเกิดได้ ถ้าเป็นการสัมผัสตรงในปริมาณที่เข้มข้นสูง และอาจเกิด scleroconjunctivitis ทำให้ตามีการเปลี่ยนแปลงในการปรับตัวในที่มืด
การสัมผัสในปริมาณที่มาก อาจทำให้เสียชีวิตจาก respiratory arrest ได้ ในผู้ที่รอดชีวิตจะ develop bronchitis, bronchopneumonia, and/or fibrosing obliterative bronchiolitis ได้ภายหลัง
การมี bronchoconstriction ที่มี increased pulmonary resistance อาจเป็น asymptomatic หรือมี high pitched rales ในผู้ที่สัมผัสปานกลาง จะมี prolonged expiratory phase และพบว่าผลเสียของ sulphur dioxide ต่อ pulmonary function จะเพิ่มขึ้นถ้าในบรรยากาศที่ปนเปื้อนนั้นมี respirable particles หรืออนุภาคที่เราสามารถหายใจเข้าไปได้อยู่ด้วย
การสัมผัสในปริมาณสูง ถึงแม้จะเป็นเวลาสั้นก็ตาม คนส่วนใหญ่จะทนไม่ค่อยได้แม้เพียง 2-3 นาที ทั้งนี้เนื่องจากฤทธิ์ระคายเคืองที่สูง และรุนแรง มี Acute impairment of lung function แบบ obstructive type ซึ่งเกิดจาก bronchoconstriction ผู้ที่ป่วยด้วย bronchitis หรือมี bronchial asthma จะ develop อาการป่วยของทางเดินหายใจได้ง่ายกว่าผู้ที่สมบูรณ์กว่า
ในผู้ที่สัมผัสนานๆ หรือ long term exposure พบในผู้ทำงาน พบการเกิดบ่อยของอาการ ไอ, sputum, dyspnoea, impairment of lung function และมีรายงานการสังเกตพบ
urticaria like eruptions และ bronchial asthma ซึ่งเกี่ยวข้องกับ cnronic intermittent expsure ต่อ sulphur dioxide
ในคนงานผลิตเยื่อกระดาษ ที่มี sulphur dioxide พบว่าคนงานมีโครโมโซมที่มี gaps และ breaks สูงกว่าคนงานที่มิได้สัมผัสกับ sulphur dioxide
เมตาโบลิซึม
เนื่องจากมีคุณสมบัติในการละลายนํ้าสูง sulphur dioxide จะถูกดูดซึมทันทีที่สัมผัสกับผิวที่ชื้นของโพรงจมูก และทางเดินหายใจ ในบรรยากาศทั่วไป และในบรรยากาศการทำงานพบว่า 95-99 % ของ sulphur dioxide ถูกกำจัดที่ tracheobronchial and pulmonary regions โดยคน หรือสัตว์ที่อยู่ในภาวะพัก แต่ในสัตว์ทดลองพบว่าการดูดซึมที่ mucosa จะลดลง เมื่อมีการหายใจแบบ oral braething แทน nasal breathing และจะมี sulphur dioxide เข้าสู่ทางเดินหายใจส่วนล่างมากขึ้น และ เพราะผู้ทำงานส่วนใหญ่จะมีกิจกรรมมาก และมี respiratory workload เพิ่มขึ้น ทำให้มีการเปลี่ยนจาก nasal breathing เป็น oronasal breathing ฉะนั้น เป็นการเพิ่ม lung exposure ต่อ sulphur dioxide และถ้า inhaled air มี respirable particles อยู่ด้วยแล้ว จะทำให้การ penetrate ของ sulphur dioxide เป็นไปโดยรวดเร็วขึ้น
การกำจัด sulphur dioxide ส่วนใหญ่ เกิดขึ้นที่ทางเดินหายใจ เป็นกระบวนการ adsorb โดย secretion ของเยื่อบุทางเดินหายใจ โดยเปลี่ยนเป็นรูป hydrate forms เช่น sulphurous acid ซึ่งแตกตัวให้ bisulphite และ sulphite แต่ขึ้นกับ mode of breathing ด้วย ส่วนใหญ่ถูกนำเข้าสู่กระแสเลือด แต่ผลส่วนใหญ่เป็นผลของ respiratory tract ส่วน Bisulphite ions จะทำปฏิกิริยา กับ biological molecules ด้วยวิธี suIphonation, auto oxidation หรือด้วยการเพิ่มใน cysteine ซึ่งส่วนใหญ่ของ sulphur dioxide จะถูก detoxified ที่ตับ โดยกระบวนการ Sulphite – oxidase pathway ซึ่งจะได้ suIphonate ในพลาสมา และ sulphate ใน urine ในบางรายงานระบุว่า sulphur dioxide ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลใน ร่างกายมาก รวมถึงการ inhibit และ activate เอนไซม์บางตัวด้วย
ก่อน หรือขณะที่หายใจอยู่ sulphur dioxide อาจรวมกับน้ำได้ Sulphurous acid และอาจถูกออกซิไดซ์ได้ sulphur trioxide ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำได้ sulphuric acid อีกด้วย
Exposure limit
NIOSH/OSHA กำหนดไว้เป็นแนวทางเพื่อป้องกันการสัมผัสที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้ แต่ระดับดังกล่าว ไม่เป็นระดับโดยสมบูรณ์ที่ว่า เกินกว่าระดับนี้จะต้องเป็นอันตรายต่อสุขภาพ และต่ำกว่าระดับนี้จะไม่เกิดอันตรายต่อสุขภาพ หรือจะไม่มีการป่วยเกิดขึ้น ระดับที่กำหนดนี้ใช้เป็นแนวทางในการช่วยบอกว่า ในระดับตั้งแต่ exposure limit ขึ้นไป จะทำให้ผู้สัมผัสมีความ เสี่ยงในการป่วยเพิ่มขึ้น และระดับที่ต่ำกว่า exposure limit จะทำให้ผู้สัมผัสมีความเสี่ยงต่อการป่วยลดลง แต่ไม่หมายถึงการ ไม่ป่วย ในกรณี sulphur dioxide นี้ มี exposure limit ชนิดต่างๆ ดังนี้
-TWA 2 ppm ( 5 mg/m3) ผู้เชี่ยวชาญองค์การอนามัยโลกเสนอ ไม่ควรเกิน 1.3 mg/m3
-ST 5 ppm (10 mg/m3) ผู้เชียวชาญองค์การอนามัยโลกเสนอ ไม่ควรเกิน 3.9 mg/m3
การป้องกัน
ใช้สารที่มีฤทธิ์กำจัด sulphur dioxide เช่น powdered และ alkali metal เช่น sodium, potassium, ammonia, aluminium และน้ำ (แต่ต้องทราบว่าให้ Sulphuric acid)
ป้องกันการถูกสารด้วยการใช้ชุดป้องกันผิวหนัง ใส่แว่นตากอก เกิล เสื้อผ้าที่เปียกให้เปลี่ยนทันที และมีที่ล้างตาด้วย ถ้าถูกสาร ต้องปฐมพยาบาลด้วยการใช้นํ้าล้างอย่างมาก และใช้การช่วยทางเดินหายใจ
เครื่องป้องกันอันตรายส่วนบุคคล ให้พิจารณาโดยเคร่งครัด ตามระดับความเข้มข้นดังนี้
20 ppm ใช้ self contained breathing apparatus
50 ppm ใช้ powered air purifying respirator with cartridges providing protection against sulphur dioxide
100 ppm ใช้ self contained breathing apparatus that has a full facedpiece.
ที่มา:อรพรรณ์ เมธาดิลกกุล พบ.,สม.
Prev Med.,Occ Med., Env Med.
โครงการอบรมแพทย์อาชีว เวชศาสตร์และสิ่งแวดล้อม