摘要
硫化氫 (hydrogen sulfide, H2S) 是一種易燃、無色及具有臭雞蛋氣味的氣體,常出現在各種含硫的化合物中,如硫磺溫泉、蛋白的分解物和火山氣體。本案例為一位中油檢修作業員於開爐作業時,因為未穿戴防護具導致吸入過量的硫化氫而陷入昏迷,以及併發急性肺水腫、胃腸道出血與結膜充血等相關急性中毒症狀。當下經緊急施打解毒劑後,並立即轉送本院急診搶救且收入加護病房積極治療,個案於10天之後意識恢復正常,進而轉入一般病房持續接受支持性治療,但後續仍出現重度的中樞神經損傷後遺症。本案例報告的目的主要是提供國內醫療同仁能對硫化氫的危害與治療能有更進一步的了解與防範。
關鍵字: 硫化氫、開爐作業、hydrogen sulfide、blow-in operation
壹、前言
硫化氫 (hydrogen sulfide) 是一種具有刺激性和可能導致窒息的無色氣體,普遍存在於原油、天然氣、火山氣體和溫泉之中。硫化氫亦常被稱作為硫化氫酸 (hydrosulfuric acid)、污氣 (sewer gas) 或臭潮濕氣 (stink damp)。尤其在下水道、隧道、沼澤或清理腐敗垃圾等作業時,亦可能因此而吸入硫化氫。另外石油煉製、皮革加工、橡膠合成、染料製造及食品加工和煉油廠等工業區也會生產或利用到硫化氫。因其水溶性高,故空氣中之硫化氫相當容易透過溶入眼睛和呼吸道的黏膜組織中而被人體所吸收,當低濃度接觸時可能僅有呼吸道及眼的局部刺激的不適作用,但高濃度時所產生之全身毒性作用則有致命的風險1。
貳、病例報告
54歲男性檢修作業員,64公斤,過去並無重大的疾病。2013年7月30日傍晚在中油高雄煉油廠第二低硫燃油工場於進行開爐作業時,現場突然大量洩漏出硫化氫氣體,案主因未戴適當之防護裝備而立即吸入大量之硫化氫而導致中毒且呈現昏迷,當下隨即被送往國軍高雄總醫院左營分院,並在救護車送至醫院途中已先行使用亞硝酸鈉 (sodium nitrite) 解毒劑。
病人於急診時意識呈現昏迷 (昏迷指數3分) 且瞳孔放大,呼吸微弱,故立即實施心肺復甦術 (CPR) 並執行氣管內之插管治療,經評估病危後隨即轉入加護病房繼續施以所有相關有效之治療方法。病人於加護病房之支持性療法與用藥治療相關討論 (表一)1-2。個案於4天後甦醒且肺功能恢復正常,亦未再出現硫化氫之急性中毒症狀,故未再繼續投予解毒劑亞硝酸鈉,並於7天之後生命徵象趨於穩定,同時開始每日定期接受高壓氧治療。加護病房住院治療期間,病人並未產生代謝性酸中毒,另持續追蹤血中肌鈣蛋白I (troponin i) 之濃度亦在正常範圍內,且後續心臟超音波亦無特殊異常現象,故在經過支持性治療約10天後轉往普通病房繼續接受治療。但個案仍有智力減低、聽力、語言及行動能力受損等障礙問題,出院後持續於神經內科門診定期追蹤及處理缺氧性腦部傷害所產生的後續問題。治療期間之主要治療用藥與檢驗數值 (表二~表三)。
表一 支持性療法與該案例之處置說明1-2
表二 治療期間之主要治療用藥
表三 治療期間之主要檢驗數值
參、討論
硫化氫是一種可產生急性中毒症狀之劇毒氣體,它可以抑制氧化酶而造成中樞神經細胞缺氧導致死亡。硫化氫的急性毒性主要影響嗅覺器官、眼睛、呼吸系統及神經系統,中毒症狀則與暴露之濃度及時間有關 (表四)3-4。國內硫化氫中毒案例最常見工人於溫泉槽或下水道等密閉作業環境空間所導致4。美國職業安全及健康管理局 (occupational safety and health administration, OSHA) 訂定了工作場所中硫化氫的可接受上限 (acceptable ceiling limit) 為空氣中含量20 ppm。美國國家職業安全及健康研究所 (national institute for occupational safety and health, NIOSH) 規定,在工作場所中10分鐘最高限制量為10 ppm。台灣勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準規定,工作場所中八小時日時量平均容許濃度 (permissible exposure limit-time weighted average, PEL-TWA) 為10 ppm,14 mg/m3,5-6。
表四 不同濃度硫化氫對人體的影響3-4
在硫化氫中毒症狀中,呼吸系統及神經系統的中毒症狀與死亡較具直接相關性。在本案例中,個案在吸入過量的硫化氫後,立即意識喪失。在急診中,電腦斷層並未發現有其它異常,顯示其意識喪失並非顱內結構病變所導致。實驗室檢查,已初步排除血糖異常、電解質異常及尿毒症,亦無證據顯示一氧化碳中毒或變性紅血球症。而其工作環境屬開放性環境,故可以排除缺氧作業等危害,而附近同事亦有短暫的意識喪失,以上皆更能確認為硫化氫中毒的診斷。
在面臨曝露於硫化氫的個案時,首先要盡速將其移至安全通風之處並給予急救。此外應給予100%的氧氣,甚至需給予高壓氧治療。此外若產生代謝性酸中毒症狀時,應立即予以矯正治療之,並在24小時內需密切觀查是否出現肺水腫等併發症的產生6。
對於急性硫化氫中毒病人,應密切監測其生命徵象,並安排胸部X光檢查,動脈血液氣體監測分析,乳酸、電解質、心肌酶等生化數值檢查並密切監測其心電圖變化。其它對於急性中毒的治療方式,主要是以症狀支持療法為主,所有相關治療的目的皆在於能迅速恢復患者體內細胞色素氧化酶的活性以矯正缺氧,並預防肺水腫和腦水腫之情況發生1-2,4,7。
在解毒劑方面,主要是以亞硝酸鈉 (sodium nitrite) 做為硫化氫中毒的專一性解毒劑。硫化氫如同氰化物一般,皆是可逆性的與細胞色素氧化酶鍵結,因此,使用亞硝酸鈉所產生之變性血紅素可以與硫結合,而變成硫變性血紅素 (sulmethemoglobin),其可使細胞色素氧化酶重新回復其活性。使用方式為成人以每分鐘2.5-5 mL/min 的速率靜脈輸注3% (10 mL) 亞硝酸鈉溶液300 mg 2-4分鐘,貧血嚴重者必須減量。兒童劑量為每公斤體重0.2-0.33 mL,但不要超過10 mL。若有必要時,經過30分鐘,可再重覆給予一半劑量之亞硝酸鈉。因亞硝酸鈉可引起血壓下降,使用期間應注意病人血壓的變化,必要時給予補充靜脈輸液及降低亞硝酸鈉的輸注速度。注射完30分鐘後可測定變性血紅素濃度以評估療效8。另外若在使用亞硝酸鈉時,可同時併用高壓氧治療,其療效將會更佳2,4,7。
症狀療法之相關藥物使用目的與本案例處置,參見表一。其中為控制全身性抽搐而使用抗癲癇藥物 (phenytoin) 治療以減少肌肉組織的持續傷害,本案例入院後即開始投予phenytoin 以緩解反覆出現之抽搐現象,個案之肌酸磷酸激酶 (CPK) 數值亦於治療後呈現漸下降之改善現象 (表三);但意識恢復正常進而轉入一般病房治療後其 CPK 數值仍處於異常範圍,故仍持續使用 phenytoin 及輸液治療。另外廣效性抗生素的使用主要是為預防住院插管治療期間院內感染肺炎而使用之經驗性療法,個案於治療期間,因胸部X光檢查顯示左肺葉仍有局部白色浸潤病灶,經會診感染科醫師評估後將 amoxicillin+ clavulanic acid 刪除,改投予 piperacillin + tazobactam 及 ciprofloxacin。
肆、結論
硫化氫是具高度危害性的有毒氣體,因硫化氫中毒而造成死亡的事故在石化工業領域時有所聞,故嚴格完備的做好防護工作特別重要,此外更需要落實加強個人呼吸道防護裝備,以避免類似危害不斷再次發生。
Hydrogen Sulfide Intoxication: A Case Report
Li-Chai Chen1, Shu-Juan Su2, Yu-Hong Shen2
Department of Pharmacy and Graduate Institute of Pharmaceutical Technology, Tajen University1
Division of Pharmacy, Zuoying Branch of Kaohsiung Armed Forces General Hospital2
Abstract
Hydrogen sulfide (H2S) is colorless, flammable gas with a characteristic rotten-egg odor and is found in volcano gas emissions, sulfur springs, bacterial decomposition of proteins, and various sulfur-containing products. The case presented in this paper is a 54-year-old male who is a maintenance operator in Chinese Petroleum Corporation. Due to did not wear protective gear belt when blow-in operation, he was poisoned by hydrogen sulfide and coma then followed by acute pulmonary edema, gastrointestinal bleeding and conjunctival hyperemia. After administered antidote and supporting care in ICU, his conscious, pulmonary and renal function were recovered then transferred to the general ward continue to receive supportive treatment. But still occurs after severe central nervous system injury, this article intended to provide medical colleagues with further knowledge and prevention on hydrogen sulfide intoxication.
參考資料:
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4. 林啟民、羅錦泉。急性硫化氫中毒-病例報告。中華職業醫學雜誌,第20卷第三期第195-199頁。
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6. 國家衛生研究院國家環境毒物研究中心http://nehrc.nhri.org.tw/toxic/toxfaq_detail.php?id=127 available at 2015-3-16.
7. Calvert JW. The summer of hydrogen sulfide: highlights from two international conferences. Calvert Medical Gas Research 2013, 3:5.
8. 衛生福利部全國解毒劑儲備網 http://www.pcc-vghtpe.tw/antidote/cure02.htm available at 2016-4-29.