Khí 'trứng thối' H₂S: Mối nguy chết người trong hầm biogas

Một trường hợp ngộ độc nằm điều trị tại Bệnh viện Bạch Mai. (Ảnh: Bệnh viện cung cấp)

Theo thông tin từ hiện trường, khi một nam nhân viên sẩy chân rơi xuống và bất tỉnh, các đồng nghiệp theo phản xạ tự nhiên đã lập tức lao xuống cứu hoặc thò đầu sâu vào miệng bể để kéo nạn nhân lên mà không hề có bất kỳ phương tiện bảo hộ nào. Hậu quả là chuỗi tai nạn dây chuyền xảy ra, các nạn nhân ngã gục ngay tại chỗ.

Theo nhận định của các chuyên gia chống độc Bệnh viện Bạch Mai, thủ phạm gây ra tình trạng ngộ độc khiến 5 người tử vong, 8 người phải nhập viện Bệnh viện Bạch Mai cơ sở Ninh Bình cấp cứu theo các chuyên gia không phải là khí metan (CH₄) như nhiều người lầm tưởng, mà là H₂S – loại khí có mùi trứng thối, sinh ra tự nhiên trong các hầm biogas và có thể cướp đi sinh mạng chỉ sau vài nhịp thở ở nồng độ cao.

H₂S hình thành và gây độc như thế nào?

Bác sĩ Nguyễn Huy Hoàng, Hội Thể thao dưới nước và Oxy cao áp Việt Nam chia sẻ: Hydro sunfua (H₂S) là khí vô cơ không màu, có mùi trứng thối đặc trưng ở nồng độ thấp. Khí này sinh ra khi các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh bị phân hủy trong điều kiện yếm khí, tức môi trường thiếu oxy. Vì có khối lượng riêng nặng hơn không khí khoảng 20%, H₂S không dễ khuếch tán lên cao mà thường lắng xuống đáy các không gian kín như hầm biogas, bể chứa phân, giếng hay cống ngầm.

Hầm biogas chính là môi trường thuận lợi để H₂S hình thành. Trong quá trình xử lý chất thải chăn nuôi, vi khuẩn phân hủy phân, nước tiểu và các chất hữu cơ để tạo hỗn hợp khí sinh học, trong đó thành phần chính là metan và carbon dioxide.

Song song với nhóm vi khuẩn sinh metan còn có vi khuẩn khử sunfat, sử dụng các hợp chất chứa lưu huỳnh và tạo ra H₂S như sản phẩm phụ. Hàm lượng H₂S phụ thuộc vào thành phần chất thải, nguồn nước và điều kiện vận hành của hầm biogas.

Điều khiến H₂S đặc biệt nguy hiểm là cơ chế gây độc. Khác với metan, H₂S tác động trực tiếp lên tế bào bằng cách ức chế enzyme cytochrome c oxidase trong ty thể - nơi tạo ra năng lượng cho cơ thể. Khi enzyme này bị bất hoạt, tế bào không thể sử dụng oxy để sản xuất ATP dù máu vẫn mang đủ oxy.

Cơ chế này tương tự chất độc cyanide, khiến tim và não, hai cơ quan tiêu thụ nhiều năng lượng nhất, bị tổn thương đầu tiên. Người phơi nhiễm nặng có thể nhanh chóng rơi vào tình trạng suy hô hấp, hôn mê, ngừng tim và tử vong.

H₂S còn nguy hiểm ở chỗ có thể đánh lừa khứu giác. Ở nồng độ rất thấp, con người dễ dàng nhận biết mùi trứng thối. Tuy nhiên, khi nồng độ tăng lên khoảng 100ppm, khí này có thể gây tê liệt dây thần kinh khứu giác, khiến người tiếp xúc không còn ngửi thấy mùi và lầm tưởng khí độc đã tan.

Trên thực tế, nồng độ H₂S lúc đó có thể đang ở mức rất nguy hiểm. Ở nồng độ rất cao, thường trên 700ppm, chỉ một đến hai nhịp thở cũng có thể khiến nạn nhân bất tỉnh gần như ngay lập tức.

'Chính những đặc tính này khiến H₂S trở thành 'sát thủ vô hình' trong các không gian hạn chế. Người đứng phía trên miệng hầm vẫn có thể hít thở bình thường, trong khi người bước xuống đáy hầm lại tiếp xúc trực tiếp với lớp khí độc tích tụ ở nồng độ cao', bác sĩ Hoàng chia sẻ.

Biogas cần đi cùng quy trình an toàn

Hầm biogas hiện là giải pháp phổ biến để xử lý chất thải trong chăn nuôi, đồng thời tạo nguồn khí sinh học phục vụ đun nấu hoặc phát điện. Tuy nhiên, chính quá trình phân hủy yếm khí cũng tạo điều kiện cho H₂S phát sinh và tích tụ nếu hệ thống không được quản lý đúng cách.

Vụ tai nạn tại Thanh Hóa là minh chứng rõ ràng cho nguy cơ này. Không chỉ đe dọa tính mạng con người, H₂S còn gây ăn mòn hệ thống biogas. Trong điều kiện có oxy và độ ẩm, khí này có thể bị oxy hóa thành axit sulfuric, làm hư hỏng bê tông, cốt thép, đường ống và các thiết bị sử dụng khí sinh học.

Theo bác sĩ Nguyễn Huy Hoàng, để hạn chế H₂S, nhiều giải pháp kỹ thuật đã được áp dụng. Ở quy mô nhỏ, khí biogas có thể được dẫn qua vật liệu chứa sắt để giữ lại H₂S trước khi sử dụng. Các hệ thống lớn có thể áp dụng tháp hấp thụ hóa học hoặc sục khí vi lượng nhằm tạo điều kiện cho vi khuẩn oxy hóa H₂S thành các hợp chất ít độc hơn. Tuy nhiên, các giải pháp xử lý khí không thể thay thế những quy trình an toàn khi con người phải tiếp cận hầm biogas hoặc bể chứa chất thải.

Theo đó, người lao động không được dùng khứu giác để kiểm tra hầm chứa mà phải sử dụng máy dò khí chuyên dụng để đo H₂S, oxy và các khí khác trước khi xuống hầm. Không gian kín cần được thông gió cưỡng bức nhằm đẩy khí độc ra ngoài. Người làm việc bên dưới phải được trang bị mặt nạ kết hợp bình dưỡng khí độc lập (SCBA), dây đai an toàn và luôn có người giám sát ở phía trên.

Một nguyên tắc đặc biệt quan trọng là không được lao xuống cứu người nếu chưa có thiết bị bảo vệ hô hấp phù hợp. Trong nhiều vụ tai nạn liên quan đến H₂S, số người tử vong thường tăng lên do những người cứu hộ hành động theo phản xạ nhưng lại không có phương tiện bảo vệ cần thiết.

Hầm biogas là một mắt xích quan trọng trong mô hình nông nghiệp tuần hoàn, giúp xử lý chất thải và tạo nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, mặt trái của quá trình phân hủy yếm khí là sự hình thành H₂S, biến các không gian kín thành nơi tiềm ẩn nguy cơ chết người nếu vận hành không đúng quy trình.

Theo bác sĩ Hoàng, bi kịch tại Thanh Hóa là lời cảnh báo về sự cần thiết phải thay đổi cách nhìn đối với hầm biogas. Đây không chỉ là nơi chứa chất thải, mà là một không gian hạn chế có nguy cơ tích tụ khí độc, đòi hỏi quy trình vận hành và an toàn nghiêm ngặt. Chỉ khi kết hợp các giải pháp xử lý H₂S với quy trình an toàn phù hợp, hầm biogas mới có thể phát huy hiệu quả trong phát triển nông nghiệp tuần hoàn mà không trở thành mối nguy đối với người lao động.