Вулканічні газові хмари, ліниві шлейфи та лімнічні виверження¶

Номери екстрених служб залежать від країни. На цій сторінці використовується номер 911 для Сполучених Штатів і Канади. Багато інших країн використовують 112, 999 або інший номер. Знайдіть номер для вашої країни.

Вулканічні та геотермальні зони виділяють невидимі, небезпечні для життя гази, навіть якщо не відбувається вибухового виверження попелу, тоді як глибокі вулканічні кратерні озера можуть раптово перекинутися та випустити задушливі хмари чистого вуглекислого газу ($CO_2$) у рідкісній катастрофі, відомій як лімнічне виверження (перекидання озера). На відміну від вулканічного попелу чи диму лісової пожежі, який піднімається високо в небо, три найнебезпечніші вулканічні та геотермальні гази, вуглекислий газ ($CO_2$), сірководень ($H_2S$) і діоксид сірки ($SO_2$), значно важчі за звичайне повітря ($1,2\text{ до }2,2\text{ разів}$ щільніше сухого повітря). Замість того, щоб підніматися вгору, ці гази ллються вниз уздовж землі, як невидима рідка річка, накопичуючись у долинах, вулканічних кратерах, підвалах, розкопках, снігових печерах і берегових западинах. У той же час, коли розплавлена прибережна лава потрапляє в океан, вона кип’ятить морську воду в білий шлейф з концентрованого туману соляної кислоти ($HCl$) і мікроскопічних осколків вулканічного скла, що називається лазою (лавовий туман). Виживання повністю залежить від розпізнавання газових пасток на низькій землі, негайного підйому в гору та бічного вітру та розуміння того, чому один вдих $10\text{ до }30\text{ відсотків}$ вуглекислого газу або $1000\text{ ppm}$ сірководню викликає миттєву втрату свідомості («нокдаун»).

Ніколи не спускайтеся в западину, підвал або снігову яму, щоб врятувати знепритомненого туриста або тварину

Оскільки вуглекислий газ ($CO_2$, питома вага $1,52$) і сірководень ($H_2S$, питома вага $1,19$) важчі за повітря, вони утворюють невидиме, гостре як бритва «газове озеро», що обіймає найнижчу землю. Часто собака, птах або дитина (чия голова ближче до землі) спочатку падають у вулканічну западину, басейн геотермальних гарячих джерел або кратерну траншею; коли дорослий нахиляється або залазить у западину, щоб підняти їх, рятувальник вдихає легені від $15\text{ до }30\text{ відсотків }CO_2$ або $H_2S$, втрачає свідомість через 1-3 вдихи і помирає прямо біля першої жертви. Якщо ви бачите мертвих птахів, мертвих дрібних ссавців або людину, що втратила свідомість у низинному вулкані чи кратерному озері, негайно затримайте дихання, НЕ нахиляйтеся та піднімайтеся прямо в гору на висоту, перш ніж викликати екстрених рятувальників з автономним дихальним апаратом (SCBA).

Зробіть це зараз¶

Підніміться прямо в гору та негайно рухайтеся проти бокового вітру (під кутом 90 градусів до вітру). Важкі вулканічні гази ($CO_2$, $H_2S$, $SO_2$) течуть униз, як вода, через яри, балки та долини, тоді як вітер штовхає шлейфи діоксиду сірки ($SO_2$) і прибережну солянокислу серпанок лави. (ленитися) за вітром. Ніколи не намагайтеся втекти від газової хмари, біжачи вниз уздовж дороги в долині: підійміться прямо на найближчий хребет, пагорб або верхній поверх будівлі над шаром накопичуваного газу та рухайтеся перпендикулярно напрямку вітру.
Спостерігайте за землею на наявність «Детектора природних газів»: мертвих птахів, мертвих комах, мертвої худоби або раптово заглохлого двигуна автомобіля. Вуглекислий газ абсолютно невидимий і не має запаху. Якщо ви йдете чи їдете поблизу вулканічного схилу, геотермального фумаролового поля чи кратерного озера й раптом помічаєте щойно мертвих птахів, мишей, жаб чи комах, які лежать на землі без слідів, або якщо ваш двигун внутрішнього згоряння раптово хрипить і глухне (оскільки $CO_2$ витіснив атмосферний кисень нижче $13\text{ до }15\text{ percent}$, необхідних для згоряння двигуна), ви потрапили до смертельної кишені $CO_2$. Затримайте дихання і негайно біжіть в гору.
Ніколи не довіряйте своєму носу сірководневому газу «тухле яйце» ($H_2S$): параліч нюху настає за секунди. При низьких нешкідливих концентраціях ($0,01\text{ до }10\text{ ppm}$) сірководень сильно пахне тухлими яйцями. Однак, коли $H_2S$ досягає небезпечного для життя рівня (понад $100\text{ до }150\text{ ppm}$), він паралізує нюховий нерв у вашому носі протягом 2-15 секунд, змушуючи запах повністю зникати, тож ви фатально припускаєте, що повітря очистилося. Якщо ви відчули сильний запах тухлих яєць біля гарячого джерела, грязьового горщика чи фумаролу, і цей запах раптово зникає, а у вас щипає в очах або відчуваєте запаморочення, негайно підніміться на гору проти вітру.
Дихайте ЛИШЕ через мокру тканину або просочену харчовою содою сорочку для кислотних газів ($SO_2$ і $HCl$). розумійте, що НІЯКА тканина або фільтруюча маска не працює проти $CO_2$. Якщо ви потрапили в задушливу хмару сірчаного газу ($SO_2$) або прибережну соляну кислоту ($HCl$), прикрийте ніс і рот тканиною, змоченою водою (або ще краще водою, змішаною з ложкою харчової соди [бікарбонату натрію], яка нейтралізує кислоту гази при контакті) і закрийте очі, наскільки це можливо. Однак пам’ятайте, що жодна волога тканина, маска N95 чи респіратор з хімічним картриджем P100 не захистить вас від задухи вуглекислим газом ($CO_2$): $CO_2$ витісняє кисень з повітря, тому лише підйом на свіже повітря вгору або дихання повітрям у балонах з киснем/SCBA допоможе зберегти вам життя.
Негайно евакуйовуйте береги та долини вулканічного кратерного озера, якщо вода в озері пузириться, стає червонувато-коричневою або гуркоче (виверження Лімніка). Якщо ви живете або подорожуєте поблизу глибокого тропічного вулканічного кратерного озера (озеро Маар) і помічаєте раптовий підводний гуркіт, фонтан або хвилю цунамі, що утворюється посеред озера без вітру, або коли вода в озері змінюється. каламутний іржаво-коричневий (спричинений глибокою водою, насиченою $CO_2$, насиченою залізом, що піднімається на поверхню), почалося лімнічне виверження. Сотні тисяч тонн газу $CO_2$, важчого за повітря, збираються вилитися через кратер і помчати навколишніми річковими долинами зі швидкістю 20-50 кілометрів на годину (12-30 миль на годину). Негайно підніміться щонайменше на від 50 до 100 вертикальних метрів (від 165 до 330 футів) угору по хребтах долини.
Зробіть штучне дихання киснем або серцево-легеневу реанімацію на високому місці та промийте очі, обпалені кислотою, чистою водою протягом 15 хвилин. Після того, як постраждалий від впливу газу був безпечно досягнутий на провітрюваній висоті (ніколи не входьте в кишеню з низьким рівнем газу самостійно без SCBA), зателефонуйте за місцевим номером екстреної допомоги (911 у Сполучених Штатах і Канаді, 112 у всьому Європейському Союзі, 999 у Великобританії або подивіться всі номери екстрених служб). Якщо вони непритомні та не дихають нормально, починайте СЛР негайно (використовуйте кишенькову маску або компреси грудної клітини лише руками, якщо вдихнули $H_2S$ або кислотний газ). Якщо вони хриплять від $SO_2$, vog або laze, допоможіть їм використати призначений їм бронхолітичний інгалятор альбутерол/сальбутамол і промивати палаючі очі чистою проточною водою протягом 15 хвилин.

Дерево рішень щодо виживання вулканічного газу, ледачості та лімнічного виверження¶

Використовуйте цю блок-схему польового сортування, щоб визначити, яка небезпека вулканічного газу вам загрожує, і виконати точний маневр виживання.

flowchart TD
    Start["Вулканічна/геотермальна/надзвичайна ситуація з газом у кратерному озері:<br/>фумаролове поле, прибережна лава, що потрапляє в океан, або кратерне озеро"] --> HazardType{"У якому типі газового або шлейфового<br/>середовища ви перебуваєте?"}

    HazardType -->|"1. Низька долина, дно кратера, підвал, снігова яма<br/>або кратерне озеро, що стає коричневим/булькаючим"| HeavyGas["ПІДОЗРА НА CO2 (виверження Лімніка / Мазуку) АБО високий рівень H2S:<br/>1. НЕ нахиляйтеся та не входьте в низькі западини<br/>2. Затримайте дихання, якщо паморочиться голова або ви бачите мертвих птахів/тварин<br/>3. Підніміться НЕГАЙНО НА ГОРЮ (>= від 30 до 100 м по вертикалі)<br/> (Маски з фільтром і вологі тканини НЕ зупиняють удушення CO2)"]

    HazardType -->|"2. Різкий задушливий запах «горілого сірника»,<br/>пекання в очах/горлі або туманний шлейф"| SO2Vog["ДІОКСИД СІРКИ (SO2) / ВУЛКАНІЧНИЙ СМОГ (VOG):<br/>1. Рухайтесь УГОРЮ та БОКОВИЙ ВІТР (90 градусів до вітру)<br/>2. Дихайте через вологу тканину (ідеально змочену водою з харчовою содою)<br/> або використовуйте респіратор P100 + кислотний газ<br/>3. Якщо в приміщенні: закрийте всі вікна/двері, вимкніть подачу свіжого повітря кондиціонера<br/> та використовуйте інгалятор для лікування астми, якщо хрипи"]

    HazardType -->|"3. Білий пароподібний шлейф, де розплавлена лава<br/>входить у морську воду океану"| LazePlume["ХЛОРИСНО-СОЛЯНА КИСЛОТА «ЛЕЙЗ» (лавовий туман + осколки скла):<br/>1. НІКОЛИ не стійте за вітром від точки входу в океанську лаву<br/>2. Негайно перейдіть ЗА ВІТРОМ/БОКОВИМ ВІТРОМ принаймні на 500+ метрів<br/>3. НЕ тріть очі (мікроскопічні осколки скла Пеле дряпають рогівку)<br/>4. Промийте очі та шкіру великою кількістю чистої води протягом 15 хвилин"]

    HeavyGas --> CasualtyCheck{"Хтось зруйнувався в газовій зоні?"}
    SO2Vog --> CasualtyCheck
    LazePlume --> CasualtyCheck

    CasualtyCheck -->|"Поранений все ще знаходиться в низькій газовій ямі/заглибленні"| WaitSCBA["СТОП: НЕ входьте в кишеню з низьким рівнем газу без повітряного резервуара SCBA<br/>(60% смертей у замкнутому просторі/вулканічному газі є потенційними рятувальниками)<br/>Зателефонуйте 911 / 112 / 999, щоб вилучити SCBA."]

    CasualtyCheck -->|"Поранений на провітрюваній висоті"| FirstAidHigh["1. Перевірте дихання: розпочніть серцево-легеневу реанімацію, якщо не реагує та не дихає<br/>2. Помістіть пораненого без свідомості з диханням у бокове положення для відновлення<br/>3. промити очі звичайною водою; дайте бронходилататор при бронхоспазмі SO2/Laze<br/>4. Спостерігайте протягом 24-48 годин у лікарні для виявлення відстроченого набряку легень"]

Порівняння 5 смертельних небезпек вулканів і кратерних озер¶

Кожен вулканічний газ має певну молекулярну масу, запах і механізм знищення. Використовуйте цю клінічну таблицю USGS та IVHHN (Міжнародної мережі небезпеки для здоров’я від вулканів), щоб розрізнити їх.

Назва та формула газу/шлейфу	Питома вага (порівняно зі звичайним повітрям = 1,00 $)	Запах, колір і попереджувальні знаки	Смертельна концентрація та механізм смерті	Яке захисне спорядження працює?
1. Вуглекислий газ ($CO_2$) (виверження Лімніка, кишені смерті «Мазуку», просочування холодної пастки)	$1,52\text{x}$ важчий за повітря (Охоплює землю, заповнює долини, траншеї, підвали та колодязі дерев)	Безбарвний і на 100% БЕЗ ЗАПАХУ. Високі концентрації ($>5\%$) мають злегка кислуватий/газований смак на язиці та щипають ніздрі, як газована вода.	$7\%\text{ до }10\%$ ($70 000\text{ до }100 000\text{ ppm}$): запаморочення, стукаючий головний біль, задишка (гіперкапнічний драйв), втрата свідомості за хвилини. $15\%\text{ до }30\%$: Миттєвий нокдаун за 1-3 вдихи, конвульсії, кома та смерть від асфіксії протягом хвилин.	ЛИШЕ в резервуарі з повітрям із автономним дихальним апаратом (SCBA) або підйом на гору на свіже повітря. (Протигази, N95 та вологі тканини 100% марні* проти $CO_2$).*
2. Сірководень ($H_2S$) (Геотермальні гарячі джерела, грязьові горщики, Сольфатар)	$1,19\text{x}$ важчий за повітря (Басейни в басейнах з гарячою водою, лазнях і ярах)	Безбарвний. Сильний запах «тухлих яєць» на низьких рівнях ($0,01\text{ до }30\text{ ppm}$), а потім раптова повна втрата нюху вище $100\text{ до }150\text{ ppm}$ (параліч нюху).	$50\text{ до }100\text{ ppm}$: сильне подразнення очей (кератокон’юнктивіт «газового ока») і кашель. $500\text{ to }1000+\text{ ppm}$: Миттєвий «нокдаун» за 1 вдих: блокує цитохром-с-оксидазу в клітинних мітохондріях (ідентично отруєнню ціанідом) і паралізує центр дихання стовбура мозку.	SCBA повітряний резервуар для високого/невідомого рівня; тікаючи вгору на вітер.
3. Діоксид сірки ($SO_2$) і Vog (активні вулканічні жерла, кратерні шлейфи, тріщини)	$2,26\text{x}$ важче за повітря коли прохолодно (Піднімається в гарячих термальних шлейфах, а потім опускається в долини за вітром)	Безбарвний газ (або туманний синьо-сірий Vog сульфатний аерозоль). Різкий, гострий, задушливий запах сірника або горілого феєрверку всього від $1\text{ до }3\text{ проміле}$.	$5\text{ до }20\text{ ppm}$: миттєвий сильний кашель, печіння в горлі та сильний смертельний бронхоспазм у людей з астмою/ХОЗЛ. $100+\text{ ppm}$: реагує з легеневою вологою з утворенням сірчаної та сірчаної кислоти, викликаючи хімічні опіки дихальних шляхів і уповільнений набряк легенів.	Респіратор NIOSH/EN з картриджем для кислотних газів + сажовий фільтр P100; екстрена підтримка: волога тканина, змочена водою + харчова сода.
4. Соляна кислота "Laze" ($HCl$ + скло) (прибережні океанські лавові шлейфи)	Густий білий пароподібний туман, який морські бризи роздувають уздовж узбережжя горизонтально	Яскраво-біла хвиляста хмара, схожа на нешкідливу пару, з різким їдким запахом відбілювача/кислоти та дрібним зернистим пилом.	Концентровані краплі соляної кислоти ($HCl$) ($\text{pH } 1,5\text{ до }2,0$, такі ж їдкі, як шлункова або акумуляторна кислота), змішані з мікроскопічними *голками з вулканічного скла (фрагменти волосся Пеле)*. Викликає гострі хімічні опіки легенів, спазм гортані та ураження рогівки.	Кислотний газ + респіратор P100 + герметичні окуляри проти хімічних бризок; ніколи не стійте за вітром від входу лави в океан.
5. Фтористий водень ($HF$) (вибухові шлейфи попелу та дегазована магма)	0,70 дол. США як мономер, але утворює сильні краплі кислотного туману та покриває падаючий вулканічний попіл	Безбарвний димлячий газ/туман із дратівливим кислотним запахом; покриває траву пасовищ і забруднює цистерни для дощової води.	Проникає в шкіру та легені, щоб зв’язати кальцій і магній крові, викликаючи важку гіпокальціємію, гіпомагніємію, флюороз і смертельну зупинку серця від фібриляції шлуночків (вбиває овець/велику рогату худобу, що пасуться, і забруднює питну воду).	Респіратор кислотних газів; від'єднайте жолоби водозбірника на даху до того, як пройдуть шлейфи попелу/газу; лікувати опіки шкіри гелем глюконату кальцію.

Глибоке занурення 1: виверження Лімніка (перекидання кратерного озера) і осередки смерті "Мазуку"¶

Лімнічне виверження (ще його називають перевертання озера) є одним із найрідкісніших і найжахливіших природних катаклізмів на Землі. У 1984 році на озері Монун (загинуло 37 людей) і 21 серпня 1986 року на озері Ніос у Камеруні глибоке вулканічне кратерне озеро раптово виверглося без жодної краплі лави, вивільнивши до 300 000 до 1,6 мільйона метричних тонн чистого розчиненого вуглекислого газу ($CO_2$). газ. Безшумна, невидима хмара $CO_2$ товщиною 50 метрів (165 футів) перекинулася на край кратера і потекла по навколишніх річкових долинах зі швидкістю 20-50 кілометрів на годину (12-30 миль на годину), згасаючи кожне багаття, зупиняючи транспортні засоби, і тихо задихаючи 1746 людей і понад 3500 голів худоби уві сні на відстані до 25 кілометрів (15 миль).

Як працює лімнічне виверження (Механізм озера «Пляшка шампанського»)¶

Вулканічна ін’єкція $CO_2$ на дно глибокого незмішаного озера: магма, яка лежить кілометрами під згаслим або сплячим вулканічним кратером (maar), постійно просочує вуглекислий газ через дно озера. У більшості озер помірного клімату сезонне зимове охолодження спричиняє опускання поверхневих вод і щороку перемішує озеро (голоміктичні озера), вивільняючи нешкідливі невеликі кількості газу. Однак у таких глибоких тропічних озерах, як Озеро Ніос, Озеро Монун (Камерун) і Озеро Ківу (розташоване на кордоні Демократичної Республіки Конго та Руанди, яке містить приблизно $300\text{ кубічних кілометрів}$ розчиненого $CO_2$ і $60\text{ кубічних кілометрів}$ метану), теплий верхній шар води ніколи не охолоджується настільки, щоб зануритися (мероміктичний стратифікація).
Гідростатичний тиск утримує газ: на глибині від $200\text{ до }400\text{ метрів}$ ($650\text{ до }1300\text{ футів}$) величезна вага верхнього стовпа води (тиск від $20\text{ до }40\text{ атмосфер}$) утримує мільярди літрів $CO_2$ розчиненими в холодній нижній воді, точно так само, як кришка на пляшці шампанського під тиском.
Провокаційний механізм і розв’язання проблеми: коли в озеро потрапляє обвал/зсув, землетрус струсить басейн, підозерний вулканічний жерло нагріває дно або холодна сильна злива штовхає поверхневу воду вниз, частина глибокої води, насиченої $CO_2$, піднімається вгору в мілкіші зони з нижчим тиском. Миттєво з розчину шиплять мікроскопічні бульбашки $CO_2$ (зародження). Оскільки вода, наповнена газом, легша (більш плавуча), ніж вода в рідкому стані, шиплячий стовп піднімається до поверхні, як ліфт, залучаючи весь глибокий шар озера в безперервну ланцюгову реакцію, яка викидає в повітря фонтан води заввишки від 50 до 100 метрів і вивільняє величезну, морозну ковдру з $CO_2$, важчого за повітря.

«Mazuku» (на суахілі «Злий вітер») і сухі вулканічні пастки $CO_2$ у всьому світі¶

Вам не потрібно, щоб озеро було вбито вулканом $CO_2$. Навколо гори Ньїрагонго (ДР Конго), гори Мамонт (Каліфорнія, США), Кампі Флегрей / Солфатара та гори Етна (Італія), Лахер-Зе (Німеччина), гори Гамбір (Австралія), Хаконе / гори Асо (Японія) та Роторуа (Нова Зеландія), невидимий холод $CO_2$ просочується прямо з тріщин ґрунту: - У Східній Африці місцеві жителі називають ці западини Мазуку («Злі вітри»): вдень сонячне тепло та вітер розсіюють газ, але вночі, коли повітря охолоджується й вітер припиняється, чистий $CO_2$ заповнює затонулі стежки, печери, траншеї та низькі хатини до висоти грудей. - У засніжених вулканічних горах, таких як Мамонтова гора в Каліфорнії або Маунт-Рейнір/Маунт-Худ/Японські Альпи, $CO_2$ і $H_2S$ накопичуються під зимовим сніговим покривом і заповнюють колодязі дерев, снігові печери, будиночки для лижних патрулів і закопані підвали кабін, задихаючи лижників, які падають головою в колодязь на дереві або копають снігове укриття. біля фумаролу.

Глибоке занурення 2: прибережний «Laze» (соляно-кислий серпанок лави) проти внутрішнього «Vog» (вулканічний смог)¶

Мандрівники та мешканці прибережних вулканічних островів (таких як Кілауеа на Гаваях, півострів Рейк’янес в Ісландії, Ла-Пальма на Канарських островах, Стромболі/Етна в Італії та Вануату/Індонезія) часто плутають Laze і Vog:

1. Як утворюється прибережна «лава» (лавовий серпанок) і чому вона не є парою¶

Коли розжарена базальтова лава за $1150^\circ\text{C}$ ($2100^\circ\text{F}$) виливається з морської скелі в океанську морську воду, вона не просто створює нешкідливу водяну пару. Надзвичайний тепловий удар викликає швидкі хімічні реакції (пірогідроліз) між розплавленою силікатною лавою та розчиненими морськими солями хлориду магнію ($MgCl_2$) і хлориду натрію ($NaCl$), википаючи з щільного, блискуче-білого шлейфу концентрованої соляної кислоти ($HCl$) і крапель кислотного дощу з $\text{pH від }1,5\text{ до }2,0$ (так само їдкий, як акумуляторна кислота або чиста шлункова кислота). - У ту саму мить вибухи пари розбивають охолоджену кірку розплавленої лави на мільйони мікроскопічних гострих, як голка, осколків вулканічного скла (зокрема, тендітні прядені нитки, які називаються волоссям Пеле, і порожнисті скляні пластівці, які називаються limu o Pele). - Чому НІКОЛИ не можна терти очі лінивим шлейфом: якщо морський бриз змінюється й дує білим лінивим шлейфом над екскурсантами чи туристичним човном, соляна кислота негайно щипає очі, спонукаючи людей терти очі руками. Потирання подрібнює мікроскопічні голки з вулканічного скла прямо в рогівку, викликаючи серйозні виразки рогівки. Натомість безперервно промивайте очі чистою водою або фізіологічним розчином протягом 15 хвилин, перш ніж торкатися повік.

2. Як внутрішній "Vog" (вулканічний смог) викликає небезпечні для життя астматичні кризи¶

Vog утворюється, коли газ сірчаний газ ($SO_2$), що виділяється з вулканічного жерла, хімічно реагує в атмосфері з киснем, вологою та сонячним світлом протягом кількох годин або днів, перетворюючись на туманний аерозольний туман із крапельок сірчаної кислоти ($H_2SO_4$) і мікроскопічних частинок сульфату амонію ($PM_{2,5}$, менше ніж $2,5\text{ мікрометрів}$). - Оскільки частинки $PM_{2.5}$ кислотного сульфату є мікроскопічними, вони минають природну систему фільтрації носа та проникають прямо в найглибші альвеоли та бронхіоли легень. - У людей з астмою, ХОЗЛ, хронічним бронхітом, серцевими захворюваннями, немовлятами та вагітними жінками навіть низькі концентрації $SO_2$ ($0,5\text{ до }5\text{ ppm}$) і vog викликають негайне, сильне рефлекторне бронхоконстрикцію (закриття дихальних шляхів). - Протокол внутрішнього укриття на місці для Vog / $SO_2$: якщо над вашим районом дме сильний вогнище або шлейф $SO_2$, і ви не можете евакуюватися через боковий вітер, зайдіть у приміщення, закрийте та заклейте скотчем усі вікна та двері, установіть свій кондиціонер на Рециркуляцію/повітря в приміщенні (закриваючи зовнішню заслінку свіжого повітря), запустіть HEPA повітря очищувач, оснащений хімічним фільтром з активованого вугілля/перманганату калію або харчової соди, або повісьте вологі простирадла, збризкані розчином харчової соди та води ($2\text{ столові ложки}$ харчової соди на літр води) перед коробковим вентилятором, щоб очистити повітря від кислотних аерозолів.

Відстрочений некардіогенний набряк легенів (24-48-годинна пастка «утоплення на суші»)

Anyone who inhales a significant dose of sulfur dioxide ($SO_2$), hydrochloric acid laze ($HCl$), hydrogen sulfide ($H_2S$), or hydrogen fluoride ($HF$) and survives the initial coughing fit must be monitored in a hospital for 24 to 48 hours, even if they feel much better an hour after escaping the plume. Corrosive acid gases and $H_2S$ damage the microscopic alveolar-capillary membrane deep inside the lungs; 6 to 48 hours after exposure, protein-rich fluid can suddenly leak out of the bloodstream and flood the air sacs of the lungs (delayed chemical pulmonary edema / Acute Respiratory Distress Syndrome [ARDS]), causing pink frothy sputum, severe shortness of breath, and fatal respiratory failure.

Concentration-by-concentration physiological thresholds for $CO_2$, $H_2S$, and $SO_2$¶

Understanding how rapidly symptoms escalate as gas concentrations climb explains why waiting even 60 seconds in a volcanic depression can be fatal (data compiled from NIOSH, OSHA, and USGS Volcano Hazards Program):

Концентрація газу в повітрі (частини на мільйон [ppm] або об’ємні %)	Carbon Dioxide ($CO_2$) Physiological Effect	Hydrogen Sulfide ($H_2S$) Physiological Effect	Sulfur Dioxide ($SO_2$) Physiological Effect
$0.5\text{ to }5\text{ ppm}$	Normal outdoor air is $\sim 420\text{ ppm}$ ($0.042\%$): completely harmless.	Strong "rotten egg" stench; safe for brief exposure.	Pungent burnt-match odor; triggers immediate wheezing and bronchospasm in people with asthma.
$10\text{ to }50\text{ ppm}$	Harmless.	Eye stinging ("gas eye" conjunctivitis), headache, nausea, and throat irritation after 1 hour.	Severe coughing, choking, nosebleeds, and burning eyes within 1 to 5 minutes.
$100\text{ to }150\text{ ppm}$	Harmless.	CRITICAL THRESHOLD: Paralyzes the sense of smell (olfactory nerve) within 2 to 15 seconds so the rotten-egg odor vanishes completely; causes severe lung/eye damage (NIOSH IDLH = 100 ppm).	Immediately Dangerous to Life or Health (NIOSH IDLH = 100 ppm): Corrosive sulfurous acid burns upper and lower airways within minutes.
$500\text{ to }1,000\text{ ppm}$ ($0.05\%\text{ to }0.1\%$)	Normal indoor classroom air: harmless.	INSTANT "KNOCKDOWN" IN 1 TO 2 BREATHS: Paralyzes brainstem respiratory center and blocks cellular cytochrome oxidase; rapid coma and cardiac arrest.	Rapidly fatal within 1 to 10 minutes from acute laryngeal spasm, airway sloughing, and chemical asphyxiation.
$30,000\text{ to }50,000\text{ ppm}$ ($3\%\text{ to }5\%$)	Breathing rate doubles; throbbing headache, sweating, dizziness, and confusion within 5 to 15 minutes (NIOSH IDLH = 40,000 ppm [4%]).	Instant death.	Instant death.
$100,000\text{ to }300,000\text{ ppm}$ ($10\%\text{ to }30\%$)	Unconsciousness in 1 to 3 breaths (under 60 seconds), generalized convulsions, and death by hypercapnic/hypoxic asphyxiation.	Instant death.	Instant death.

Protecting drinking water, livestock, and skin from Hydrogen Fluoride ($HF$) and acid rain¶

When an active volcano degasses or erupts fine ash, hydrogen fluoride ($HF$) and sulfur dioxide ($SO_2$) condense onto falling ash particles and rain droplets: 1. Disconnect Rooftop Rainwater Cisterns Immediately: If your household relies on rooftop rainwater harvesting tanks, disconnect the gutter downspouts from your storage tank before the gas or ash plume arrives. Acid rain and fluoride-coated ash washed off a roof can turn cistern water toxic (causing acute fluoride poisoning, severe vomiting, and hypocalcemic cardiac arrhythmias). 2. Protect Livestock and Pets: Grazing animals (especially sheep, cattle, horses, and goats) ingest toxic doses of fluorine when eating grass dusted with $HF$-coated volcanic ash or drinking from shallow puddles, developing fatal acute fluorosis within hours. Bring livestock into covered barns and feed them stored clean hay and covered water.

Часті запитання¶

Why can't I use an N95 mask, a gas mask, or a wet towel over my face to breathe inside a volcanic Carbon Dioxide (CO2) pocket or limnic eruption cloud?

Filter masks (including N95s, P100s, and military chemical cartridge gas masks) and wet cloths work only by filtering dust particles or absorbing reactive chemical gases out of air that still contains normal oxygen. Carbon dioxide (CO2) is an unreactive asphyxiant gas that is 1.52 times heavier than air: when it pools in a valley or depression, it physically pushes the breathable oxygen out of the space, dropping oxygen from 21 percent down to near zero while raising CO2 to 15 to 50 percent. No filter can manufacture oxygen out of pure CO2; only climbing immediately to higher ground or breathing from a self-contained compressed air tank (SCBA) will keep you alive.

Why do people think a Hydrogen Sulfide (H2S) gas leak has stopped right before they pass out?

Hydrogen sulfide (H2S) is famous for smelling strongly like rotten eggs at very low, relatively harmless concentrations (0.01 to 30 parts per million). However, once H2S reaches life-threatening concentrations above 100 to 150 ppm, the gas chemically paralyzes the human olfactory nerve inside the top of the nose within 2 to 15 seconds (olfactory fatigue/paralysis). Victims suddenly stop smelling the rotten egg odor, mistakenly believe the wind has blown the gas away, stay in the area, and collapse unconscious a moment later when concentrations hit 500 ppm.

Why does baking soda (sodium bicarbonate) mixed in water work better than plain water on a cloth during a Sulfur Dioxide (SO2) or Hydrochloric Acid (Laze) plume?

Both sulfur dioxide (SO2, which forms sulfurous acid on wet membranes) and coastal lava haze (laze, which is concentrated hydrochloric acid mist, HCl) are strong acidic gases. While a cloth dampened with plain water traps some acid mist, soaking the cloth in water mixed with household baking soda (sodium bicarbonate, an alkaline base, roughly 1 to 2 tablespoons per cup of water) creates an active chemical scrubber: as you inhale through the fabric, the alkaline sodium bicarbonate neutralizes the sulfuric and hydrochloric acid molecules into harmless salt, water, and tiny amounts of CO2 before they reach your throat and lungs.

Why is a stalled car engine or seeing dead birds on the ground an immediate sign to hold your breath and run uphill?

Because volcanic carbon dioxide (CO2) is completely invisible and odorless, you cannot see or smell a lethal "Mazuku" gas pocket sitting in a low dip in the road or a valley trail. However, small birds, rodents, and insects living right on the ground surface are immersed in the heaviest bottom layer of the CO2 first and die of asphyxiation within seconds; similarly, a gasoline or diesel car engine requires at least 13 to 15 percent atmospheric oxygen to sustain combustion, so when a car drives into a dense CO2 pocket in a road dip, the engine immediately chokes and stalls. If your car stalls in a volcanic valley or you see dead birds/animals, hold your breath, abandon the car, and run straight uphill.

Has anything been done to stop Lake Nyos and Lake Monoun in Cameroon from erupting again?

Yes. Following the 1986 Lake Nyos disaster that killed 1,746 people, international scientists installed permanent degassing polyethylene pipes reaching from floating rafts down to the bottom of both Lake Nyos (starting in 2001) and Lake Monoun (2003). These vertical pipes act as controlled artificial fountains that continuously siphon small, safe amounts of CO2-rich bottom water up to the surface so the gas vents harmlessly into the wind every day, successfully removing the vast majority of accumulated gas from both lakes; however, solar-powered CO2 sirens remain active, and other deep volcanic lakes worldwide still require vigilance.

What is "Pele's hair" in a coastal lava plume, and why must you never brush it off your skin or rub your eyes?

When molten lava fountains into the air or explodes on contact with ocean seawater, escaping gas bubbles stretch tiny droplets of liquid silicate rock into golden-brown strands of pure volcanic glass less than 0.5 millimeters thick, known as Pele's hair. Wind carries these brittle, needle-sharp glass fibers kilometers downwind inside laze and eruption plumes; if you rub your eyes or wipe your skin vigorously with your palm, the glass needles snap and embed deep into your cornea or skin like fiberglass splinters. Always rinse eyes and skin by pouring generous streams of clean water first without rubbing.

Джерела перевірені¶

United States Geological Survey (USGS) Volcano Hazards Program: Volcanic Gases and Their Effects ($CO_2$, $SO_2$, $H_2S$, $HF$, and Coastal Hydrochloric Acid Laze), including Mammoth Mountain Tree-Well/Snow-Pit $CO_2$ Hazard Advisories and Kīlauea Vog/Laze Protocols.
International Volcanic Health Hazard Network (IVHHN), World Health Organization (WHO), and British Geological Survey (BGS): Guidelines on Preparedness Before, During, and After Exposure to Volcanic Gas, Acid Rain, Vog, and Laze.
Centers for Disease Control and Prevention (CDC / NIOSH, United States) and Occupational Safety and Health Administration (OSHA, United States): Immediately Dangerous to Life or Health (IDLH) Concentrations and Pocket Guide to Chemical Hazards for Carbon Dioxide ($CO_2$), Hydrogen Sulfide ($H_2S$), Sulfur Dioxide ($SO_2$), Hydrogen Chloride ($HCl$), and Hydrogen Fluoride ($HF$).
United Nations Office for the Coordination of Humanitarian Affairs (OCHA) and Goma Volcano Observatory (OVG): Mazuku (Dry Carbon Dioxide Pocket) and Lake Kivu / Lake Nyos Limnic Eruption Early Warning and High-Ground Evacuation Standards.

Назва та формула газу/шлейфу	Питома вага (порівняно зі звичайним повітрям = 1,00 $)	Запах, колір і попереджувальні знаки	Смертельна концентрація та механізм смерті	Яке захисне спорядження працює?
1. Вуглекислий газ (\(CO_2\)) (виверження Лімніка, кишені смерті «Мазуку», просочування холодної пастки)	\(1,52\text{x}\) важчий за повітря (Охоплює землю, заповнює долини, траншеї, підвали та колодязі дерев)	Безбарвний і на 100% БЕЗ ЗАПАХУ. Високі концентрації (\(>5\%\)) мають злегка кислуватий/газований смак на язиці та щипають ніздрі, як газована вода.	\(7\%\text{ до }10\%\) (\(70 000\text{ до }100 000\text{ ppm}\)): запаморочення, стукаючий головний біль, задишка (гіперкапнічний драйв), втрата свідомості за хвилини. \(15\%\text{ до }30\%\): Миттєвий нокдаун за 1-3 вдихи, конвульсії, кома та смерть від асфіксії протягом хвилин.	ЛИШЕ в резервуарі з повітрям із автономним дихальним апаратом (SCBA) або підйом на гору на свіже повітря. (Протигази, N95 та вологі тканини 100% марні* проти \(CO_2\)).*
2. Сірководень (\(H_2S\)) (Геотермальні гарячі джерела, грязьові горщики, Сольфатар)	\(1,19\text{x}\) важчий за повітря (Басейни в басейнах з гарячою водою, лазнях і ярах)	Безбарвний. Сильний запах «тухлих яєць» на низьких рівнях (\(0,01\text{ до }30\text{ ppm}\)), а потім раптова повна втрата нюху вище \(100\text{ до }150\text{ ppm}\) (параліч нюху).	\(50\text{ до }100\text{ ppm}\): сильне подразнення очей (кератокон’юнктивіт «газового ока») і кашель. \(500\text{ to }1000+\text{ ppm}\): Миттєвий «нокдаун» за 1 вдих: блокує цитохром-с-оксидазу в клітинних мітохондріях (ідентично отруєнню ціанідом) і паралізує центр дихання стовбура мозку.	SCBA повітряний резервуар для високого/невідомого рівня; тікаючи вгору на вітер.
3. Діоксид сірки (\(SO_2\)) і Vog (активні вулканічні жерла, кратерні шлейфи, тріщини)	\(2,26\text{x}\) важче за повітря коли прохолодно (Піднімається в гарячих термальних шлейфах, а потім опускається в долини за вітром)	Безбарвний газ (або туманний синьо-сірий Vog сульфатний аерозоль). Різкий, гострий, задушливий запах сірника або горілого феєрверку всього від \(1\text{ до }3\text{ проміле}\).	\(5\text{ до }20\text{ ppm}\): миттєвий сильний кашель, печіння в горлі та сильний смертельний бронхоспазм у людей з астмою/ХОЗЛ. \(100+\text{ ppm}\): реагує з легеневою вологою з утворенням сірчаної та сірчаної кислоти, викликаючи хімічні опіки дихальних шляхів і уповільнений набряк легенів.	Респіратор NIOSH/EN з картриджем для кислотних газів + сажовий фільтр P100; екстрена підтримка: волога тканина, змочена водою + харчова сода.
4. Соляна кислота "Laze" (\(HCl\) + скло) (прибережні океанські лавові шлейфи)	Густий білий пароподібний туман, який морські бризи роздувають уздовж узбережжя горизонтально	Яскраво-біла хвиляста хмара, схожа на нешкідливу пару, з різким їдким запахом відбілювача/кислоти та дрібним зернистим пилом.	Концентровані краплі соляної кислоти (\(HCl\)) (\(\text{pH } 1,5\text{ до }2,0\), такі ж їдкі, як шлункова або акумуляторна кислота), змішані з мікроскопічними *голками з вулканічного скла (фрагменти волосся Пеле)*. Викликає гострі хімічні опіки легенів, спазм гортані та ураження рогівки.	Кислотний газ + респіратор P100 + герметичні окуляри проти хімічних бризок; ніколи не стійте за вітром від входу лави в океан.
5. Фтористий водень (\(HF\)) (вибухові шлейфи попелу та дегазована магма)	0,70 дол. США як мономер, але утворює сильні краплі кислотного туману та покриває падаючий вулканічний попіл	Безбарвний димлячий газ/туман із дратівливим кислотним запахом; покриває траву пасовищ і забруднює цистерни для дощової води.	Проникає в шкіру та легені, щоб зв’язати кальцій і магній крові, викликаючи важку гіпокальціємію, гіпомагніємію, флюороз і смертельну зупинку серця від фібриляції шлуночків (вбиває овець/велику рогату худобу, що пасуться, і забруднює питну воду).	Респіратор кислотних газів; від'єднайте жолоби водозбірника на даху до того, як пройдуть шлейфи попелу/газу; лікувати опіки шкіри гелем глюконату кальцію.