Was ist Selenwasserstoff?

Selenwasserstoff, H2Se, ist ein anorganisches chemisches Gas bei Raumtemperatur, das einen schädlichen Geruch hat, der an Fäulnis oder faule Eier wie Schwefelwasserstoff erinnert, mit dem es eng verwandt ist. Das Gas ist farblos und entzündlich und kann bei Exposition zu akuten Lungen- und Augenschäden sowie zum Tod führen, obwohl in den USA seit 2011 keine menschlichen Todesfälle gemeldet wurden. Dies liegt möglicherweise daran, dass es schwerer ist als Luft, so dass es auf den Boden eines Raumes sinkt und bei Kontakt mit Schleimhäuten schnell zu rotem Selen oxidiert. Rotes Selen ist ein festes Allotrop von metallischem Selen, das eine viel geringere Toxizität aufweist.

Wenn sich Schwefelwasserstoff beim Kontakt mit der inneren Hautoberfläche beim Menschen in einen Feststoff verwandelt, erfordert diese Exposition gegenüber roten Selenspiegeln 6,700 Milligramm pro 1/10 Kilogramm Körpergewicht, um in Tierversuchen eine Todesrate von 50 % zu haben, was a viel höheres Toleranzniveau als für H2Se. Ethanol hat eine Expositionshöhe von 7,000 mg pro 1/10 Kilogramm Körpergewicht für eine Todesrate von 50 %, was einem äquivalenten Risikoniveau entspricht. Damit reiht sich rotes Selen in eine Klasse ein, die nach aktuellen chemischen Standards als ungiftig gilt und macht das Arbeiten mit Selenwasserstoff in industriellen Prozessen etwas praktikabler.

Die Centers for Disease Control (CDC) in den USA haben jedoch geschätzt, dass die Toxizität von Selenwasserstoff in seiner ursprünglichen Form eine unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit (IDLH) von nur zwei Teilen pro Million hat. In Tests an Meerschweinchen, die zwei Stunden lang 1.8 ppm ausgesetzt waren, starben 12.5 % der Versuchstiere und dieser Prozentsatz stieg auf 25 % der Todesfälle bei einer vierstündigen Exposition gegenüber 2.1 ppm. Der zulässige Expositionsgrenzwert (PEL) der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) für Selenwasserstoff in den USA ist auf 0.05 Teile pro Million festgelegt.

Da Selenwasserstoff wasserlöslich ist, werden auch Expositionsgrenzwerte für den unbeabsichtigten Eintrag in die Trinkwasserversorgung festgelegt. In den USA wird dieser sichere Grenzwert von der Environmental Protection Agency (EPA) auf 0.01 Milligramm pro Liter Wasser festgelegt. In europäischen Ländern wie Deutschland gelten die Grenzwerte für sichere Expositionen mit 0.008 Milligramm pro Liter Wasser als noch niedriger.

Trotz dieser Nachteile ist Selenwasserstoff ein wichtiges Industriegas. Es dient als Industriesäure oder Oxidationsmittel in der Metall- und Halbleiterindustrie. Da das Gas hochexplosiv sein kann, wenn es Luft oder sogar einem entfernten Funken ausgesetzt ist, der einen Flammenrückschlag zum Quellenbehälter verursachen kann, wird eine Selenwasserstoffflasche zur Speicherung des Gases auf weniger als einer Atmosphäre Druck gehalten, um die Möglichkeit zu minimieren von Ausgasungslecks. Als Industriechemikalie wird es normalerweise in Konzentrationen von 99.99% Reinheit mit Spurenelementen von Schwefelwasserstoff und anderen vorhandenen Gasen wie Stickstoff und Methan geliefert. Lagerbehälter bestehen aus kohlenstoffverstärktem Stahl und sind so konzipiert, dass sie das Gas für eine geschätzte Haltbarkeit von 18 Monaten aufbewahren, bevor sie ein Risiko der Zersetzung darstellen.