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HCN-Gas und sein Sensor

Einführung in Cyanwasserstoffgas

Cyanwasserstoff ist eine industriell nutzbare chemische Verbindung mit der Formel HCN und der Struktur H-C=N. Es handelt sich um ein farbloses Gas oder eine farblose Flüssigkeit mit einem mandelartigen Geruch, das die Augen und Atemwege reizt und toxische systemische Wirkungen hat. HCN kommt natürlicherweise in vielen Lebensmitteln und Pflanzen vor – in geringen Dosen ist es für den Menschen unbedenklich, da Cyanid in Thiocyanat umgewandelt und aus dem Körper ausgeschieden wird.

Cyanwasserstoff (HCN) ist eine hellblaue Flüssigkeit, die extrem entzündlich und hochgiftig ist. Es wird aus Ammoniak und Erdgas hergestellt und dient in der Industrie als Ausgangsstoff für andere Chemikalien, darunter Kunstfasern, Polymere und Arzneimittel. Zu den Risiken für Industriearbeiter zählen Explosionsgefahr bei Hitzeeinwirkung, chemische Erstickungsgefahr in schlecht belüfteten Bereichen und die unbeabsichtigte Entstehung gefährlicher toxischer HCN-Gaskonzentrationen.

Es wird aus Ammoniak und Erdgas hergestellt und dient in der Industrie als Ausgangsstoff für viele chemische Verbindungen, von Polymeren bis hin zu Arzneimitteln. Für Industriearbeiter besteht Explosionsgefahr bei Hitzeeinwirkung, chemische Erstickungsgefahr in schlecht belüfteten Bereichen und bei unbeabsichtigter Entstehung. HCN kommt auch in verschiedenen Tabakprodukten vor und wird bei der Verbrennung stickstoffhaltiger organischer Stoffe freigesetzt. Als Indikator für seine hohe Toxizität wurde dieser Stoff in der Vergangenheit als chemischer Kampfstoff eingesetzt.

Die Überwachung der Cyanwasserstoffkonzentration ist in Umgebungen, in denen die Exposition gegenüber giftigen Chemikalien ein Risiko darstellt, von entscheidender Bedeutung, da bereits geringe Mengen erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben können. Bei Einatmen oder Absorption dissoziiert Cyanwasserstoff schnell und bildet Cyanidionen, die die Zellatmung beeinträchtigen können. Eine Exposition kann zu erhöhten Cyanidwerten im Blut führen, einem wichtigen Marker, der bei medizinischen Untersuchungen zur Bestimmung der Cyanidtoxizität herangezogen wird. Der sorgfältige Umgang mit und die Überwachung dieser giftigen Chemikalien sind daher unerlässlich, um eine schädliche Exposition zu verhindern und die Sicherheit zu gewährleisten.

Cyanwasserstoffdampf, ein starker chemischer Kampfstoff, kann bereits in geringen Konzentrationen hochgiftig sein. Als schwache Säure zerfällt er leicht in seine giftige Cyanidionform, die sich schnell an lebenswichtige Zellenzyme bindet und die Zellatmung stört.

In vielen Branchen ist ein HCN-Gasdetektor unerlässlich, um gefährliche Lecks schnell zu erkennen und eine Exposition am Arbeitsplatz zu verhindern. Durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen und Datenüberwachung wird sichergestellt, dass die Cyanwasserstoffkonzentration (HCN) innerhalb der zulässigen Grenzwerte bleibt, wodurch das Risiko schwerwiegender gesundheitlicher Folgen verringert wird.

Gaseigenschaften

  • Farbloses (oder hellblaues) Gas oder Flüssigkeit
  • Starker stechender Geruch, bitterer mandelähnlicher Duft 
  • Hochgiftig
  • Entzündlich
  • Die Summenformel lautet HCN oder CHN.
  • Das Tautomer von HCN ist HNC, Wasserstoffisocyanid.
  • Auch bekannt als Ameisensäureammonid, Cyanwasserstoff, Blausäure, Formonitril, Prussinsäure, Methannitril, Cyanwasserstoff
  • CAS-Nr. 74-90-8
Symbol GHS WHMIS Giftig Darstellung der Gefahren von Schwefeldioxid, das bei industriellen Prozessen mit chemischen Gefahren freigesetzt wird
Symbol für Gesundheitsgefahr
Symbol für Umweltgefahr

Gefahren und Quellen von HCN in der Industrie

  • Brand und Gefahrstoffe – Alle Stoffe, die Kohlenstoff und Stickstoff enthalten (z. B. Polyurethanschaumstoffe, die in Möbeln und Matratzen verwendet werden), können unter bestimmten Bedingungen bei Verbrennung Cyanwasserstoff freisetzen. Daher gehört dieses Gas zu den gefährlichsten Gasen, denen Ersthelfer bei einem Brand ausgesetzt sein können. Bitte lesen Sie unseren Leitfaden: Gibt es Lücken in Ihrem Programm zur Brand- und Gefahrstoffgasdetektion?
  • Chemische Produktion – Herstellung von Polymeren und Pharmazeutika auf Basis von . In großtechnischen Anwendungen werden Kaliumcyanid für den Bergbau und Adiponitril für Kunststoffe hergestellt.
  • Fertigung – HCN wird bei der Herstellung von Papier, Nylon, Kunststoffen, Textilien und Begasungsmitteln verwendet.
  • Bergbau und Metalle – HCN wird zur Herstellung von Natriumcyanid (NaCN) und Kaliumcyanid (KCN) verwendet, die bei der Galvanisierung von Gold und Silber zum Einsatz kommen. 
  • Nebenprodukte – aus Hochöfen, Kokereien, Fotogravuren,Rauch aus der Verbrennung stickstoffhaltiger Verbindungen, Fahrzeugabgasen und Zigarettenrauch. 
  • Begasungsmittel – gegen viele Insekten, die Lebensmittelproduktionsanlagen befallen, und zur Desinfektion geschlossener Räume. Arbeiter, die Schiffe und Gebäude begasen.
  • Metallgewinnung und -veredelung – Stahl- und Eisenarbeiter, die in Anlagen arbeiten, in denen Eisen und Stahl gehärtet werden.
  • Landarbeiter , die Schädlinge im Freien, beispielsweise in Obstplantagen, bekämpfen. HCN kommt in Obstkernen vor, daher kann das Kauen dieser Kerne gefährlich sein. 
  • Erdölförderung und -raffination
  • Fabrikarbeiter, die Acrylfasern, synthetischen Kautschuk und Kunststoffe herstellen, können einem Expositionsrisiko ausgesetzt sein.
  • Fotografische Bearbeitung
  • Pharmazeutische Industrie
  • Schmuckherstellung
  • Stahlproduktion
  • Galvanisieren
  • Metallurgie


Der Mensch behielt 58 % des Cyanwasserstoffs in der Lunge, nachdem er das Gas durch normales Atmen eingeatmet hatte.

US-Gesundheitsministerium/Behörde für toxische Substanzen und Krankheitsregister; Toxikologisches Profil für Cyanid, S. 75 (Juli 2006)

Hochrisikoszenarien

  • Explosionsgefahr – Bei eingeschränkter Polymerisation, Einwirkung von Hitze oder Flammen und durch das Auslaufen aus Abwasserkanälen besteht für HCN eine erhebliche Explosionsgefahr. 
  • Chemisches Erstickungsmittel – in geschlossenen oder schlecht belüfteten Räumen können sich schnell gefährliche Konzentrationen bilden.
  • Cyanidvergiftung – kann als Folge eines Brandes auftreten, wenn bestimmte Materialien verbrennen. „Kohlenmonoxid und Cyanwasserstoff werden als die ‚giftigen Zwillinge‘ der Rauchgasinhalation bezeichnet“ (Science and Technology, 2021). Diese Dämpfe sind so giftig, dass selbst geringe Mengen ein höheres Risiko darstellen können als das Feuer selbst. Die Cyanidbelastung ist schwer zu messen und von der Kohlenmonoxidbelastung zu unterscheiden und erfordert unterschiedliche Behandlungen.
  • Die Cyanidbelastung ist seit den 1960er und 1970er Jahren aufgrund der zunehmenden Verwendung synthetischer Materialien wie Polyurethanschaumstoffen in Möbeln und Matratzen sowie ähnlichen Materialien zu einem größeren Problem geworden.
  • Cyanwasserstoff beeinträchtigt die Sauerstoffverwertung des Körpers und kann zu Schädigungen des Gehirns, des Herzens, der Blutgefäße und der Lunge führen. Bei exponierten Personen kann es zu Hypoxie kommen. 
  • Zwei Möglichkeiten der unbeabsichtigten Bildung von Cyanwasserstoff sind das versehentliche Vermischen von Säure- und Cyanidlösungen in Galvanikbädern und das versehentliche Einfüllen von Cyanidabfalllösungen in Säureabfallbehälter mit einem pH-Wert unter 10,5-11.
  • Industriearbeiter können versehentlich große Mengen an HCN erzeugen, indem sie wasserlösliche Cyanidsalze mit Wasser vermischen, beispielsweise wenn sie in mit Cyaniden kontaminierter Kleidung duschen.
  • Die Toxizität von Cyanwasserstoff beruht darauf, dass er metallhaltige Enzyme wie beispielsweise eisenhaltige Enzyme hemmt. HCN blockiert die Enzyme, die für die Energieversorgung der Zellen verantwortlich sind, in denen Sauerstoff verbraucht wird. Dadurch wird die Zellatmung gehemmt, sodass die Funktionen zum Erliegen kommen und es zum Tod führt. 

HCN-Sensor-Informationen

Typ: ElektrochemischerS
bereich: 0–30 ppm (Auflösung 0,1 ppm)

Alarmstufen

Unterer Alarm: 4,7 ppm
Oberer Alarm: 10 ppm
STEL – 15 Minuten – Kurzzeitgrenzwert: 10 ppm
TWA – 8-Stunden-Zeitgewichteter Durchschnitt: 4,7 ppm

Blackline-Geräte, die HCN erkennen können

Fragen zur Erkennung von HCN?

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Spezielle Anwendungen und Überlegungen

  • Korrosion: HCN-Wasserlösungen können bei Kohlenstoffstählen zu transkristallinen Spannungsrissen führen. Außerdem können HCN-Wasserlösungen, die Schwefelsäure enthalten, Stahl bei Temperaturen über 40 °C und Edelstahl bei Temperaturen über 80 °C stark korrodieren. Flüssiges Cyanwasserstoff kann bestimmte Kunststoffe, Gummi und Beschichtungen angreifen.
  • Berüchtigt durch seine Verwendung als Zyklon B (auch bekannt als Blausäure) in den Vernichtungslagern Nazi-Deutschlands während des Zweiten Weltkriegs, einem Bestandteil ihres Völkermordprogramms „Endlösung“.
  • Häufige Symptome einer kurzfristigen Exposition sind Kopfschmerzen, Augenreizungen, Müdigkeit, Brustbeschwerden, Herzklopfen, Appetitlosigkeit und Nasenbluten.
  • Galvaniseure und Beizarbeiter, die regelmäßig mit Cyanidlösungen in Kontakt kommen, können einen Cyanidausschlag mit Juckreiz und makulären, papulösen und vesikulären Eruptionen entwickeln.
  • Acetoncyanhydrin, Kaliumcyanid und Natriumcyanid können bei Vermischung mit Wasser große Mengen an HCN freisetzen.
  • Cyanid ist ein starkes orales Gift, das innerhalb von Minuten Symptome hervorruft und innerhalb von Minuten bis Stunden zum Tod führt. Ein Teelöffel 29-prozentige flüssige Cyanwasserstofflösung kann tödlich sein. (PubChem, 2022).
  • Cyanid wird nach inhalativer Exposition schnell resorbiert und im gesamten Körper verteilt.
  • Aufgrund genetischer Veranlagung können 20 bis 40 % der Bevölkerung den bitteren Mandelgeruch nicht wahrnehmen.
  • Nordamerika ist auf dem Weg, weltweit führend in der Produktion und dem Verbrauch von Cyanwasserstoff zu werden. Die gestiegene Nachfrage in der Automobilindustrie ist ein Faktor, der diesen Anstieg vorantreibt. Die Landwirtschaft ist ein weiterer Wachstumsmarkt, da HCN-Düngemittel die Ernteerträge verbessern (Businesswire, 2022).
  • PSA – Tragen Sie spezielle Schutzkleidung, Augenschutz und ein umluftunabhängiges Atemschutzgerät mit Überdruck. Eine Teflonbarriere ist vorteilhaft.

Gesundheitsrisiken und Umgang mit HCN

Konzentration
Symptome/Auswirkungen
1–2 ppm
Reizung der Augen und Atemwege, Unwohlsein, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Schwindel, Benommenheit.
2,5–6 ppm
Irreversible oder andere schwerwiegende, lang anhaltende Gesundheitsschäden oder Beeinträchtigung der Fluchtfähigkeit. Schnelle Atmung, Übelkeit, Erbrechen und Gefühl der Enge im Hals.
7–27 ppm
Kann bei längerer Exposition lebensbedrohliche Gesundheitsschäden oder den Tod verursachen. Koma, Apnoe, Krampfanfälle, verlangsamte Herzfrequenz und Lungenödem.
100–200 ppm
Nach 10 bis 60 Minuten kann es lebensbedrohlich oder tödlich sein.
600–700 ppm
Das Einatmen über einen Zeitraum von 5 Minuten kann tödlich sein.
2000 ppm +
Unmittelbar lebensbedrohlich
Symbol-Erste-Hilfe
ERSTE HILFE
  • Bei EINATMEN die betroffene Person an die frische Luft bringen. 100 % Sauerstoff verabreichen und bei Bedarf die Atmung unterstützen.
  • Bei Atembeschwerden Atemunterstützung leisten, sofern verfügbar. Mund-zu-Mund-Beatmung vermeiden.
  • Wenn diese Verbindung VERSCHLUCKT wurde, sofort ärztliche Hilfe hinzuziehen . 100 % Sauerstoff verabreichen. Auf Anweisung eines Arztes ein Cyanid-Antidot-Set vorbereiten.
  • BeiHautkontaktwaschenSiedie Haut sofort mit Wasserab. Es ist sehr wichtig, kontaminierte Kleidung zu entfernen und einen Arzt aufzusuchen.
  • Bei Kontakt mitden AUGENsofort mindestens 15 Minuten lang mit reichlich Wasser spülen. Sofort ärztliche Hilfe hinzuziehen.
  • Amylnitrit, Natriumnitrit und Natriumthiosulfat sind Gegenmittel gegen Cyanidvergiftungen. Amylnitrit und Natriumnitrit sollten jedoch nicht an Patienten verabreicht werden, die Rauchvergiftungen erlitten haben.
Gefahrenzeichen
BEI UNBEABSICHTIGTER FREISETZUNG
  • Entfernen Sie zunächst alle Zündquellen. Lüften Sie anschließend den Bereich, in dem die Flüssigkeit verschüttet wurde oder ausläuft. Stoppen Sie dann den Gasfluss oder bringen Sie die Gasflasche an die frische Luft.
  • Den Bereich sofort evakuieren. Einen Experten konsultieren. Wenn möglich, Flüssigkeit mit Sand aufnehmen. Niemals in die Kanalisation spülen. Verhindern, dass Gas in geschlossene Räume gelangt.
  • Umweltaspekte – Im Falle einer Verschmutzung des Bodens graben Sie eine Grube oder Lagune, um die Verunreinigung aufzufangen. Errichten Sie eine Barriere aus Erde, Sandsäcken, geschäumtem Polyurethan oder geschäumtem Beton.
  • Erzeuger von Abfällen (100 kg/Monat) oder mehr dieses Schadstoffs. Die gefährlichen Abfälle EPA #P063 und D003 müssen den Vorschriften der US-Umweltschutzbehörde (USEPA) hinsichtlich Lagerung, Transport, Behandlung und Entsorgung entsprechen.

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