Waterstofsulfide in een septische put

Bij het ruimen van je septische put: let altijd op voor waterstofsulfide-gas (H²S)! Dit is een gas met een kenmerkende rotte eierengeur die zeer giftig is. Dat gas kan vrijkomen bij chemische reacties in je septische put, zie de uitgebreide uitleg over de chemische reacties in een septische put.

Hoe ontstaat H2S?

In anaërobe omstandigheden kan naast de afbraak van organisch materiaal en vorming van C02 en methaan eveneens H2S gevormd worden. H2S wordt gevormd door sulfaat.

Het kan aanleiding geven tot geurhinder en corrosie. Onder anaërobe omstandigheden en in aanwezigheid van zwavelcomponenten, kan er competitie optreden tussen de methaaanvormende en de sulfaat reducerende bacteriën. Door specifiek op bepaalde voorwaarden die een invloed hebben op de competitie in te spelen, kan de sulfaat reductie, resp. de methaanvorming gestimuleerd worden.

Door bacteriën veroorzaakte zwavelzuuraantasting van rioleringen vormt een groot probleem, die met belangrijke risico’s, o.a. wegverzakkingen, en hoge kosten gepaard gaat. Specifieke gevallen van renovatie van enkele kilometer rioleringsbuizen waarbij de totaal prijs van het project oploopt tot tientallen miljoenen zijn gekend.

Wanneer afvalwater traag stroomt of wanneer het gedurende een voldoende lange periode stationair blijft, kan er een anaëroob milieu ontstaan. In de sliblaag van leidingen kan ook een anaëroob milieu gecreëerd worden. In deze anaërobe omgeving zullen sulfaat reducerende bacteriën zwavelverbindingen omzetten tot H2S.

Door verzuring en turbulentie komt het H2S vrij in de rioolatmosfeer. Het gas kan dan in deze zuurstofrijkere omgeving omgezet worden tot elementaire zwavel en neerslaan in de condenslaag op de wanden en de bovenzijde van de rioolbuis.

Daar wordt de elementaire zwavel omgezet tot zwavelzuur door aërobe zwavel-oxiderende bacteriën. Afhankelijk van de aanwezige nutriënten en de pH van de omgeving zullen de verschillende bacteriën zich op het betonoppervlak ontwikkelen.

De bacteriën produceren zwavelzuur waardoor plaatselijk zeer lage pH-waarden kunnen optreden. De inwerking van het zwavelzuur leidt tot degradatie van het beton oppervlak.

Steunend op de inzichten ten aanzien van het feit dat methaan bacteriën en sulfaat reducerende bacteriën elkaar ten dele beconcurreren, lijkt het mogelijk om beton tegen biogene zwavelzuur aantasting te beschermen, op basis van het specifiek gebruik van septische tanks.

Giftigheid

Zwavelwaterstof wordt beschouwd als een breed-spectrum gif, hetgeen betekent dat het gif meerdere systemen in het lichaam beïnvloed. Het is evenwel het zenuwstelsel dat het meest beïnvloed wordt.
De toxiciteit van H2S is vergelijkbaar met die van waterstofcyanide, het gas dat de nazi’s gebruikten om de joden te vergassen. H₂S vormt een complex met ijzer in de mitochondriaal cytochroomenzymen, waardoor het gas de zuurstofbinding en dus ook de cellulaire ademhaling blokkeert.
Waterstofsulfide komt van nature in het milieu en de darm voor, en enzymen in het lichaam zijn in staat de stof in het ongevaarlijke sulfaat om te zetten. Daarom dat lage niveaus van sulfide niet gevaarlijk zijn.
Waterstofsulfide is reeds merkbaar vanaf concentraties vanaf 0,02 ppm of

• 0,0047 ppm waarnemingsdrempel; de concentratie waarbij
  bij 50% van de mensen de kenmerkende geur kunnen detecteren van
  waterstofsulfide, gewoonlijk omschreven als “rotte
  eieren”.
• 10-20 ppm is de grens voor de irritatie van de ogen.
• 50-100 ppm leidt tot oogschade.
• Bij 150-250 ppm raakt reukzenuw is verlamd na een paar
  inhalaties, en de geur verdwijnt, vaak samen met besef van het
  gevaar.
• 320-530 ppm leidt tot long-oedeem en mogelijks de dood.
• 530-1000 ppm leidt tot sterke stimulatie van het centrale
  zenuwstelsel en snelle ademhaling, wat leidt tot een verlies van de bewustzijn;
• 800 ppm is de dodelijke concentratie voor 50% van de mensen wanneer ze gedurende 5 minuten blootgesteld worden (LC50).
• Concentraties van meer dan 1000 ppm leiden tot een verlies van de ademhaling

Behandeling & symptomen

De blootstelling aan lagere concentraties kan leiden tot irritatie van de ogen, een zere keel en hoesten, misselijkheid, kortademigheid en vocht in de longen. Deze symptomen verdwijnen meestal binnen een paar weken.

Op langere termijn kan een lage blootstelling leiden tot vermoeidheid, verlies van eetlust, hoofdpijn, prikkelbaarheid, slecht geheugen, en duizeligheid.

De behandeling omvat onmiddellijke inademing van amylnitriet, injecties van natriumnitriet, inademing van zuivere zuurstof, …

Beperking van H2S -vorming

Door de bouw van septische putten op kritische plaatsen, kan getracht worden om de methaanvorming te stimuleren, in die mate dat ze weinig kans laten voor de sulfaat reduceerders. Hierbij zouden de gemakkelijk degradeerbare substraten afgebroken worden en aldus bij verdere stroming van het effluent doorheen de rioleringsbuizen niet meer aanwezig zijn voor de sulfaat reducerende bacteriën.

Locale beheersing van H2S-vorming

Aan de hand van de bouw van septische putten op kritische plaatsen voor H2S vorming, kan getracht worden om de sulfaat reducerende bacteriën te stimuleren. Op deze plaatsen zou een maximale vorming van H2S optreden, die vervolgens door een hierop aangesloten filtersysteem opgevangen zou kunnen worden. Hierdoor zou tijdens het transport van het afvalwater doorheen de rioleringsbuizen geen H2S meer vrijkomen en de daarop volgende omzetting in het corrosieve zwavelzuur niet meer optreden.

Broeikaseffect

De in septische tanks gevormde methaan komt nu in de atmosfeer terecht . methaan draagt ca. 20 maal meer bij tot het broeikaseffect dan C02 (Global warming potential).

Berekeningen leren dat per inwoner op die wijze tussen 2 en 5 liter methaangas per dag wordt geproduceerd. Dit lijkt weinig, maar gezien de grote impact van methaan, is dit toch niet te verwaarlozen in het geheel van het streven naar de akkoord en van Rio.

Het lijkt in die zin belangrijk dat wordt onderzocht in welke mate de emissie van methaan door septische tanks kan worden beperkt via aansluitende thermische of biologische eliminatieprocessen. Door een dergelijke maatregel kan tot 10% van de opgelegde besparing aan C02-equivalent emissies kan gerealiseerd worden. Dit is verrassend veel en verdient nadere evaluatie.