الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) عبارة عن مركبات عضوية تتكون من ثلاث أو أكثر من الحلقات العطرية المكثفة ، حيث تكون ذرات كربون معينة مشتركة في حلقتين أو ثلاث حلقات. يشار إلى هذا الهيكل أيضًا باسم نظام الحلقة المصهورة. يمكن ترتيب الحلقات في خط مستقيم ، بزاوية أو في شكل عنقودي. علاوة على ذلك ، يشير اسم الهيدروكربون إلى أن الجزيء يحتوي فقط على الكربون والهيدروجين. أبسط هيكل مدمج ، يحتوي فقط على حلقتين عطريتين مكثفتين ، هو النفثالين. بالنسبة للحلقات العطرية ، يمكن دمج أنواع أخرى من الحلقات مثل حلقات من خمسة كربون أو حلقات تحتوي على ذرات أخرى (أكسجين أو نيتروجين أو كبريت) مستبدلة بالكربون. يشار إلى المركبات الأخيرة على أنها مركبات حلقية غير متجانسة أو غير متجانسة ولن يتم أخذها في الاعتبار هنا. تم العثور على العديد من الرموز الأخرى في الأدبيات PAH: PNA (مركبات عطرية متعددة النوى) ، PAC (مركبات عطرية متعددة الحلقات) ، POM (مادة عضوية متعددة الحلقات). غالبًا ما يشتمل التدوين الأخير على مركبات غير متجانسة. تحتوي الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات على مئات المركبات التي جذبت الكثير من الاهتمام لأن العديد منها مسرطنة ، خاصة تلك التي تحتوي على أربع إلى ست حلقات عطرية.
التسميات ليست موحدة في الأدبيات ، مما قد يربك قارئ الأوراق من مختلف البلدان والأعمار. اعتمد IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية) مصطلحات شائعة الاستخدام في الوقت الحاضر. فيما يلي ملخص موجز للنظام:
يتم اختيار بعض الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الأصل والاحتفاظ بأسمائها التافهة. يتم رسم أكبر عدد ممكن من الحلقات في خط أفقي ويتم وضع أكبر عدد من الحلقات المتبقية في الربع الأيمن العلوي. يبدأ الترقيم بأول ذرة كربون غير مشتركة بين حلقتين في الحلقة على اليمين في السطر العلوي. يتم ترقيم ذرات الكربون التالية المرتبطة بالهيدروجين في اتجاه عقارب الساعة. يتم إعطاء الجوانب الخارجية للحلقات أحرفًا بترتيب أبجدي ، بدءًا من الضلع بين C 1 و C 2.
لتوضيح تسمية الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، تم أخذ اسم benzo (a) pyrene كمثال. بنزو (أ) - يشير إلى أن الحلقة العطرية تلتحم بالبيرين في الموضع. يمكن دمج الحلقة أيضًا في المواضع b و e وما إلى ذلك. ومع ذلك ، فإن المواضع a و b و h و i متكافئة ، وكذلك الحال بالنسبة لـ e و l. وفقًا لذلك ، لا يوجد سوى نوعين من الأيزومرين ، بنزو (أ) بيرين وبنزو (هـ) بيرين. يتم استخدام الحرف الأول فقط ، وتتم كتابة الصيغ وفقًا للقواعد المذكورة أعلاه. أيضًا في المواضع cd و fg وما إلى ذلك من البيرين ، يمكن دمج الحلقة. ومع ذلك ، فإن هذه المادة ، 2H-benzo (cd) pyrene ، مشبعة في الموضع 2 ، والتي يشار إليها بواسطة H.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. تفسر أنظمة الإلكترون المقترنة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات استقرارها الكيميائي. إنها مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة وذات تقلب منخفض للغاية. اعتمادًا على طابعها العطري ، تمتص الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الضوء فوق البنفسجي وتعطي أطياف مضان مميزة. الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات قابلة للذوبان في العديد من المذيبات العضوية ، ولكنها قليلة الذوبان في الماء ، وتتناقص مع زيادة الوزن الجزيئي. ومع ذلك ، فإن المنظفات والمركبات المسببة للمستحلبات في الماء ، أو الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الممتصة على الجسيمات العالقة ، يمكن أن تزيد من محتوى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في مياه الصرف الصحي أو في المياه الطبيعية. كيميائياً ، تتفاعل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عن طريق استبدال الهيدروجين أو عن طريق تفاعلات الإضافة حيث يحدث التشبع. بشكل عام ، يتم الاحتفاظ بنظام الحلقة. معظم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات مؤكسدة ضوئيًا ، وهو تفاعل مهم لإزالة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من الغلاف الجوي. تفاعل الأكسدة الضوئية الأكثر شيوعًا هو تكوين الأكسيدات الداخلية ، والتي يمكن تحويلها إلى كينونات. لأسباب استيطانية ، لا يمكن تكوين أكسيد إندوبيروكسيد عن طريق الأكسدة الضوئية للبنزو (أ) البيرين ؛ في هذه الحالة يتم تشكيل 1,6،3,6-dione و 6,12،XNUMX-dione و XNUMX،XNUMX-dione. لقد وجد أن الأكسدة الضوئية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الممتزجة يمكن أن تكون أكبر من تلك الموجودة في الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في المحلول. هذا مهم عند تحليل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عن طريق كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة ، خاصة على طبقات هلام السيليكا ، حيث تتأكسد العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بسرعة كبيرة عندما تضيء بالأشعة فوق البنفسجية. للتخلص من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من البيئة المهنية ، فإن تفاعلات الأكسدة الضوئية ليست ذات أهمية. تتفاعل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بسرعة مع أكاسيد النيتروجين أو HNO3. على سبيل المثال ، يمكن أن يتأكسد الأنثراسين إلى أنثراكينون بواسطة HNO3 أو إعطاء مشتق نيترو عن طريق تفاعل استبدال مع NO2. يمكن أن تتفاعل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات مع
SO2، وبالتالي3 وH2SO4 لتشكيل الأحماض الكبريتية والسلفونية. إن تفاعل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان مع مواد أخرى لا يعني بالضرورة أنها معطلة كمواد مسرطنة ؛ على العكس من ذلك ، فإن العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات التي تحتوي على بدائل هي مواد مسرطنة أقوى من المركب الأصلي المقابل. يتم هنا اعتبار عدد قليل من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بشكل فردي.
تكوين. تتكون الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عن طريق الانحلال الحراري أو الاحتراق غير الكامل للمواد العضوية المحتوية على الكربون والهيدروجين. في درجات الحرارة المرتفعة ، ينتج عن الانحلال الحراري للمركبات العضوية شظايا جزيئية وجذور تتحد لتنتج الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. يعتمد تكوين المنتجات الناتجة عن عملية التخليق الحراري على الوقود ودرجة الحرارة ووقت المكوث في المنطقة الساخنة. تشمل أنواع الوقود التي ينتج عنها الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الميثان والهيدروكربونات الأخرى والكربوهيدرات واللجنين والببتيدات والدهون وما إلى ذلك. ومع ذلك ، فإن المركبات التي تحتوي على تفرعات متسلسلة أو عدم تشبع أو هياكل دورية تفضل بشكل عام إنتاج الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. من الواضح أن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات تنبعث كأبخرة من منطقة الاحتراق. نظرًا لانخفاض ضغط البخار ، فإن معظم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات تتكثف على الفور على جزيئات السخام أو تشكل جسيمات صغيرة جدًا بنفسها. الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات التي تدخل الغلاف الجوي في صورة بخار يتم امتصاصه على الجسيمات الموجودة. وهكذا تنتشر الهباء الجوي المحتوي على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الهواء ويمكن أن تنتقل لمسافات طويلة بواسطة الرياح.
الحدوث والاستخدامات
يمكن تحضير العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من قطران الفحم. المواد النقية ليس لها استخدام تقني كبير ، باستثناء النفثالين والأنثراسين. ومع ذلك ، فهي تستخدم بشكل غير مباشر في قطران الفحم والنفط ، والتي تحتوي على خليط من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.
يمكن العثور على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في كل مكان تقريبًا ، في الهواء والتربة والمياه الناشئة عن مصادر طبيعية وبشرية المنشأ. مساهمة المصادر الطبيعية مثل حرائق الغابات والبراكين ضئيلة مقارنة بالانبعاثات التي يسببها الإنسان. يتسبب حرق الوقود الأحفوري في الانبعاثات الرئيسية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. تأتي المساهمات الأخرى من احتراق النفايات والخشب ، ومن انسكاب النفط الخام والمكرر الذي يحتوي في حد ذاته على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. توجد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات أيضًا في دخان التبغ والأطعمة المشوية والمدخنة والمقلية.
إن أهم مصدر للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في هواء البيئة المهنية هو قطران الفحم. يتشكل عن طريق الانحلال الحراري للفحم في أعمال الغاز وفحم الكوك حيث تحدث انبعاثات أبخرة من القطران الساخن. يتعرض العمال بالقرب من الأفران بشدة لهذه الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. تم إجراء معظم التحقيقات حول الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في بيئات العمل في أعمال الغاز وفحم الكوك. في معظم الحالات ، تم تحليل البنزو (أ) البيرين فقط ، ولكن هناك أيضًا بعض التحقيقات حول عدد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الأخرى المتاحة. بشكل عام ، يُظهر محتوى البنزو (أ) البيرين في الهواء فوق الأفران أعلى القيم. الهواء فوق المداخن ومرسب القطران غني جدًا ببنزو (أ) بيرين ، حتى 500 مجم / م3 تم قياسه. من خلال أخذ عينات الهواء الشخصية ، تم العثور على أعلى تعرض لسائقي الشاحنات وعمال الأرصفة ومنظفات المداخن وعمال الأغطية ومطاردو القطران. تهيمن النفثالين والفينانثرين والفلورانثين والبايرين والأنثراسين بين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المعزولة من عينات الهواء المأخوذة على سطح البطارية. من الواضح أن بعض العاملين في صناعة الغاز وفحم الكوك يتعرضون لمركبات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بمستويات عالية ، حتى في المنشآت الحديثة. بالتأكيد ، في هذه الصناعات ، لن يكون من غير المعتاد أن يتعرض عدد كبير من العمال للخطر لسنوات عديدة. أظهرت التحقيقات الوبائية ارتفاع مخاطر الإصابة بسرطان الرئة لهؤلاء العمال. يستخدم قطران الفحم في عمليات صناعية أخرى ، حيث يتم تسخينه ، وبالتالي يتم تحرير الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الهواء المحيط.
تستخدم هيدروكربونات بولي أريل بشكل أساسي في تصنيع الأصباغ والتركيب الكيميائي. يستخدم الأنثراسين في إنتاج الأنثراكينون ، وهو مادة خام مهمة لتصنيع الأصباغ السريعة. كما أنه يستخدم كمخفف للمواد الحافظة للأخشاب وفي إنتاج الألياف الاصطناعية والبلاستيك والبلورات الأحادية. يستخدم الفينانثرين في صناعة المواد الصبغية والمتفجرات ، والبحوث البيولوجية ، وتصنيع الأدوية.
يستخدم Benzofuran في تصنيع راتنجات الكومارون-الإندين. الفلورانثين هو أحد مكونات قطران الفحم والأسفلت المشتق من البترول المستخدم كمواد تبطين لحماية الأجزاء الداخلية من أنابيب المياه الصالحة للشرب المصنوعة من الصلب وحديد الدكتايل وخزانات التخزين.
يتم تصنيع الألمنيوم في عملية التحليل الكهربائي عند درجة حرارة حوالي 970 درجة مئوية. هناك نوعان من الأنودات: أنود سودربيرج وأنود الجرافيت ("مسبق الصنع"). النوع السابق ، وهو الأكثر استخدامًا ، هو السبب الرئيسي لتعرض الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في أعمال الألمنيوم. يتكون الأنود من خليط من طبقة قطران الفحم وفحم الكوك. أثناء التحليل الكهربائي ، يتم تحويله إلى الجرافيت ("خبز") في الجزء السفلي والأكثر سخونة ، ثم يتم استهلاكه أخيرًا عن طريق الأكسدة الإلكتروليتية إلى أكاسيد الكربون. يضاف معجون الأنود الطازج من الأعلى للحفاظ على عمل القطب الكهربي بشكل مستمر. يتم تحرير مكونات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من الملعب عند درجة حرارة عالية ، وتهرب إلى منطقة العمل على الرغم من ترتيبات التهوية. في العديد من المهن المختلفة في مصهر الألمنيوم مثل سحب المسامير ، ورفع الرفوف ، وتركيب القوالب وإضافة معجون الأنود ، يمكن أن يكون التعرض كبيرًا. كما يتسبب صدم الكاثودات في التعرض لمركبات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، حيث يتم استخدام طبقة الصوت في خلطات العصي والفتحات.
تُستخدم أقطاب الجرافيت في محطات اختزال الألمنيوم وفي أفران الصلب الكهربائية وفي العمليات المعدنية الأخرى. المادة الخام لهذه الأقطاب الكهربائية بشكل عام هي كوك البترول مع القطران أو الزفت كمواد رابطة. يتم الخبز عن طريق تسخين هذا الخليط في أفران إلى درجات حرارة أعلى من 1,000 درجة مئوية. في خطوة تسخين ثانية تصل إلى 2,700 درجة مئوية ، يحدث الرسم البياني. أثناء إجراء الخبز يتم تحرير كميات كبيرة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من كتلة القطب. تتضمن الخطوة الثانية القليل من التعرض للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، حيث تنطلق المكونات المتطايرة أثناء التسخين الأول.
يحدث التعرض في مصانع الحديد والصلب والمسابك لمركبات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الناشئة من منتجات قطران الفحم الملامسة للمعادن المنصهرة. تُستخدم مستحضرات القطران في الأفران ، والقوالب ، وقوالب السبائك.
الأسفلت المستخدم لرصف الشوارع والطرق يأتي بشكل أساسي من بقايا التقطير للزيوت الخام البترولية. الأسفلت النفطي في حد ذاته ضعيف في الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. ومع ذلك ، يتم خلطه في بعض الحالات مع قطران الفحم ، مما يزيد من إمكانية التعرض للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات عند العمل مع الأسفلت الساخن. في العمليات الأخرى حيث يتم إذابة القطران وانتشاره على مساحة كبيرة ، قد يتعرض العمال بشدة للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. وتشمل هذه العمليات طلاء خطوط الأنابيب وعزل الجدران وتقطير الأسقف.
المخاطر
في عام 1775 ، وصف الجراح الإنجليزي السير بيرسيفال بوت لأول مرة السرطان المهني. لقد ربط سرطان كيس الصفن في منظفات المداخن بتعرضهم لفترات طويلة للقطران والسخام في ظل ظروف النظافة الشخصية السيئة. بعد مائة عام ، تم وصف سرطان الجلد لدى العمال المعرضين لقطران الفحم أو الزيت الصخري. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، تم وصف سرطان الرئة في عمال الصلب وأعمال فحم الكوك. تم وصف سرطان الجلد المطور تجريبياً في حيوانات المختبر بعد التطبيق المتكرر لقطران الفحم في نهاية عام 1930. في عام 1910 ، تبين أن الهيدروكربون العطري متعدد الحلقات المعزول من قطران الفحم مادة مسرطنة. كان المركب المعزول بنزو (أ) بيرين. ومنذ ذلك الحين تم وصف المئات من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان. أشارت الدراسات الوبائية إلى ارتفاع معدل الإصابة بسرطان الرئة بين العاملين في صناعات فحم الكوك والألمنيوم والصلب. بعد قرن تقريبًا ، تم تنظيم العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات كمواد مسرطنة مهنية.
لقد جعل الكمون الطويل بين التعرض الأول والأعراض ، والعديد من العوامل الأخرى ، إنشاء قيم حدية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في جو العمل مهمة شاقة وطويلة. كما توجد فترة انتقال طويلة لوضع المعايير. كانت قيم حد العتبة (TLVs) للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات غير موجودة عمليًا حتى عام 1967 ، عندما اعتمد المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) TLV بمقدار 0.2 مجم / م.3 لقطران الفحم المتطاير. تم تعريفه على أنه وزن الجزء القابل للذوبان في البنزين من الجسيمات المجمعة على مرشح. في السبعينيات ، أصدر اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أقصى تركيز مسموح به (MAC) للبنزو (أ) بيرين (BaP) بناءً على التجارب المعملية على الحيوانات. في السويد ، TLV يبلغ 1970 جم / م3 تم تقديمه لـ BaP في عام 1978. اعتبارًا من عام 1997 ، حد التعرض المسموح به لإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) (PEL) لـ BaP هو 0.2 مجم / م3. لا يوجد لدى ACGIH متوسط مرجح زمنيًا (TWA) نظرًا لأن BaP مادة مسرطنة بشرية مشتبه بها. أوصى المعهد الوطني الأمريكي للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) بحد التعرض (REL) 0.1 مجم / م3 (جزء قابل للاستخراج سيكلوهكسان).
المصادر المهنية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بخلاف قطران الفحم والقار هي أسود الكربون ، والكريوزوت ، والزيوت المعدنية ، والدخان والسخام من أنواع مختلفة من الحرق ، وغازات العادم من المركبات. تحتوي الزيوت المعدنية على مستويات منخفضة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، ولكن العديد من أنواع الاستخدام تسبب زيادة كبيرة في محتوى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. بعض الأمثلة هي زيوت المحركات وزيوت القطع والزيوت المستخدمة في تصنيع التفريغ الكهربائي. ومع ذلك ، نظرًا لأن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات تظل في الزيت ، فإن خطر التعرض يقتصر بشكل أساسي على ملامسة الجلد. تحتوي غازات العادم الناتجة عن المركبات على مستويات منخفضة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات مقارنة بالأبخرة من قطران الفحم والقار. في القائمة التالية ، تم استخدام قياسات benzo (a) pyrene من أنواع مختلفة من أماكن العمل لمداها وفقًا لدرجة التعرض:
- التعرض الشديد للبنزو (أ) للبيرين (أكثر من 10 ملغ / م3) - أعمال الغاز وفحم الكوك ؛ أعمال الألمنيوم مصانع القطب الجرافيت. التعامل مع القطران الساخن والزفت
- التعرض المعتدل (0.1 إلى 10 جم / م3) —أعمال الغاز وفحم الكوك ؛ أعمال الصلب مصانع القطب الجرافيت. أعمال الألمنيوم المسابك
- تعرض منخفض (أقل من 0.1 جم / م3) - مسابك. تصنيع الأسفلت يعمل الألمنيوم مع أقطاب كهربائية مسبقة الصنع ؛ ورش تصليح السيارات والجراجات ؛ مناجم الحديد وبناء الأنفاق.
المخاطر المرتبطة بالهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المختارة
الأنثراسين هو هيدروكربون عطري متعدد النواة مع حلقات مكثفة ، والتي تشكل أنثراكينون عن طريق الأكسدة و 9,10،XNUMX-ديهيدروانثراسين عن طريق الاختزال. تتشابه التأثيرات السامة للأنثراسين مع تلك الناتجة عن قطران الفحم ومنتجات التقطير ، وتعتمد على نسبة الأجزاء الثقيلة الموجودة فيه. أنثراسين هو حساس للضوء. يمكن أن يسبب التهاب الجلد الحاد والمزمن مع أعراض الحرق والحكة والوذمة ، والتي تكون أكثر وضوحا في مناطق الجلد المكشوفة. يرتبط تلف الجلد بتهيج الملتحمة والممرات الهوائية العلوية. الأعراض الأخرى هي التمزق ، رهاب الضوء ، وذمة الجفون ، وفرط الدم في الملتحمة. تختفي الأعراض الحادة في غضون عدة أيام بعد توقف الاتصال. يؤدي التعرض المطول إلى تصبغ مناطق الجلد العارية ، وتقرن طبقات سطحها ، وتوسع الشعيرات. يكون التأثير الديناميكي الضوئي للأنثراسين الصناعي أكثر وضوحًا من تأثير الأنثراسين النقي ، والذي يرجع بوضوح إلى الخلطات من الأكريدين ، والكربازول ، والفينانثرين ، وغيرها من الهيدروكربونات الثقيلة. تظهر التأثيرات الجهازية عن طريق الصداع والغثيان وفقدان الشهية وردود الفعل البطيئة وأديناميا. قد تؤدي التأثيرات المطولة إلى التهاب الجهاز الهضمي.
لم يتم إثبات أن الأنثراسين النقي مادة مسرطنة ، ولكن بعض مشتقاته والأنثراسين الصناعي (الذي يحتوي على شوائب) له تأثيرات مسرطنة. 1,2،XNUMX-بنزانثراسين وبعض مشتقات مونوميثيل وثنائي ميثيل منه مواد مسرطنة. ال ثنائي ميثيل و تريميثيل مشتقات 1,2،XNUMX-بنزانثراسين هي مواد مسرطنة أقوى من مونوميثيل ، خاصة 9,10،1,2-ثنائي ميثيل-XNUMX،XNUMX-بنزانثراسين ، الذي يسبب سرطان الجلد في الفئران في غضون 43 يومًا. ال 5,9- و 5,10،XNUMX- مشتقات ثنائي ميثيل هي أيضا مواد مسرطنة جدا. السرطنة 5,9,10- و مشتقات 6,9,10،XNUMX،XNUMX-ثلاثي ميثيل أقل وضوحا. 20-ميثيل كولانثرين، التي لها هيكل مشابه لبنية 5,6,10،1,2،1-trimethyl-2،3-benzanthracene ، هي مادة مسرطنة قوية بشكل استثنائي. جميع مشتقات ثنائي ميثيل التي تحتوي على مجموعات ميثيل مستبدلة في حلقة البنزين الإضافية (في المواضع 4 ، 1,2 ، XNUMX ، XNUMX) غير مسببة للسرطان. لقد ثبت أن السرطنة لمجموعات معينة من مشتقات الألكيل من XNUMX،XNUMX-بنزانثراسين تتضاءل مع إطالة سلاسل الكربون الخاصة بها.
بنز (أ) أنثراسين يحدث في قطران الفحم ، حتى 12.5 جم / كجم ؛ دخان الخشب والتبغ ، من 12 إلى 140 نانوغرام في دخان سيجارة واحدة ؛ زيوت معدنية؛ الهواء الخارجي ، من 0.6 إلى 361 نانوغرام / م3؛ يعمل بالغاز ، من 0.7 إلى 14 مجم / م3. بنز (أ) أنثراسين مادة مسرطنة ضعيفة ، لكن بعض مشتقاته هي مواد مسرطنة شديدة الفعالية - على سبيل المثال ، 6- ، 7- ، 8- و 12-ميثيلبنز (أ) أنثراسين وبعض مشتقات ثنائي ميثيل مثل 7,12،7-dimethylbenz (a) anthracene. يؤدي إدخال حلقة مكونة من خمسة أعضاء في الموضع 8 إلى 3 من benz (a) anthracene إلى وجود مادة الكولانثرين (benz (j) aceanthrylene) ، والتي تعد ، جنبًا إلى جنب مع مشتقها المكون من XNUMX ميثيل ، مادة مسرطنة قوية للغاية. ديبينز (أ ، ح) أنثراسين كان أول الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات النقي الذي أظهر نشاطًا مسرطنًا.
Chrysene يحدث في قطران الفحم حتى 10 جم / كجم. من 1.8 إلى 361 نانوغرام / م3 تم قياسه في الهواء و 3 إلى 17 مجم / م3 في عادم محرك الديزل. يمكن أن يحتوي دخان السيجارة على ما يصل إلى 60 نانوغرام من مادة الكريزين. Dibenzo (b، d، e، f) - الكريسين و dibenzo (d، e، f، p) - الكريزين مادة مسرطنة. يحتوي الكريزين على نشاط مسرطن ضعيف.
ثنائي الفينيل. يتوفر القليل من المعلومات حول التأثيرات السامة للديفينيل ومشتقاته ، باستثناء ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs). نظرًا لانخفاض ضغط البخار والرائحة ، فإن التعرض عن طريق الاستنشاق في درجة حرارة الغرفة لا ينطوي عادةً على مخاطر جسيمة. ومع ذلك ، في إحدى الملاحظات ، شارك العمال في تشريب ورق التغليف بمسحوق مبيد للفطريات مصنوع من ثنائي فينيل يعانون من نوبات من السعال والغثيان والقيء. عند التعرض المتكرر لمحلول ثنائي الفينيل في زيت البارافين عند 90 درجة مئوية وتركيزات محمولة جواً أعلى بكثير من 1 مجم / م3، توفي رجل بضمور أصفر حاد في الكبد ، ووجد أن ثمانية عمال يعانون من تلف عصبي مركزي ومحيطي وإصابة الكبد. واشتكوا من الصداع واضطرابات الجهاز الهضمي وأعراض تعدد الأعصاب والتعب العام.
يمكن أن يسبب الديفينيل المنصهر حروقًا خطيرة. يعد امتصاص الجلد أيضًا خطرًا معتدلًا. ينتج عن ملامسة العين تهيج خفيف إلى متوسط. تنطوي معالجة ومناولة الإيثر الثنائي الفينيل في الاستخدام العادي على مخاطر صحية قليلة. قد تكون الرائحة كريهة للغاية ، ويؤدي التعرض المفرط إلى تهيج العين والحلق.
يمكن أن يؤدي التلامس مع المادة إلى التهاب الجلد.
لا يؤثر خليط الإيثر الثنائي الفينيل وثنائي الفينيل بتركيزات تتراوح بين 7 و 10 جزء في المليون بشكل خطير على حيوانات التجارب عند التعرض المتكرر. ومع ذلك ، يمكن أن يسبب تهيج العين والمسالك الهوائية والغثيان عند البشر. أدى الابتلاع العرضي للمركب إلى ضعف شديد في الكبد والكلى.
فلورانثين يحدث في قطران الفحم ودخان التبغ والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المحمولة جواً. وهي ليست مادة مسرطنة في حين أن أيزومرات benzo (b) - و benzo (j) - و benzo (k) - هي مادة مسرطنة.
النفثاسين يحدث في دخان التبغ وقطران الفحم. يسبب تلون المواد الأخرى عديمة اللون المعزولة من قطران الفحم ، مثل الأنثراسين.
النفثالين قابل للاشتعال بسهولة ، وفي شكل جسيمات أو بخار ، سوف يشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. وقد لوحظ تأثيره السام في المقام الأول نتيجة التسمم المعدي المعوي لدى الأطفال الذين اعتقدوا خطأً أن كرات النفتالين هي الحلوى ، ويتجلى ذلك في فقر الدم الانحلالي الحاد مع آفات الكبد والكلية والاحتقان الحويصلي.
وردت تقارير عن حدوث تسمم خطير لدى العمال الذين استنشقوا أبخرة النفثالين المركزة ؛ كانت الأعراض الأكثر شيوعًا هي فقر الدم الانحلالي بأجسام هاينز ، واضطرابات الكبد والكلى ، والتهاب العصب البصري. قد يؤدي الامتصاص المطول للنفثالين أيضًا إلى ظهور عتامات صغيرة في محيط العدسة البلورية ، مع عدم وجود خلل وظيفي. قد يؤدي ملامسة العين للأبخرة المركزة والبلورات الدقيقة المكثفة إلى التهاب القرنية النقطي وحتى التهاب المشيمية والشبكية.
وجد أن ملامسة الجلد تسبب التهاب الجلد النضحي. ومع ذلك ، فقد تم إرجاع هذه الحالات إلى التلامس مع النفثالين الخام الذي لا يزال يحتوي على الفينول ، والذي كان العامل المسبب لالتهاب الجلد في القدم بين العمال الذين يفرغون صواني بلورة النفثالين.
فينانثرين يتم تحضيره من قطران الفحم ويمكن تصنيعه عن طريق تمرير ثنائي فينيل إيثيلين عبر أنبوب أحمر ساخن. كما يحدث أيضًا في دخان التبغ ويوجد بين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المحمولة جواً. لا يبدو أن لها نشاطًا مسرطنًا ، ولكن بعض مشتقات الألكيل للبنزو (ج) الفينانثرين مسببة للسرطان. الفينانثرين استثناء موصى به للترقيم المنتظم ؛ يشار إلى 1 و 2 في الصيغة.
نواة يحدث في قطران الفحم ودخان التبغ والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المحمولة جواً. من 0.1 إلى 12 مجم / مل يوجد في المنتجات البترولية. البيرين ليس له نشاط مسرطن. ومع ذلك ، فإن مشتقاته benzo (a) و dibenzo هي مواد مسرطنة قوية للغاية. بنزو (أ) بيرين (BaP) في الهواء الخارجي تم قياسه من 0.1 نانوغرام / م3 أو أقل في المناطق غير الملوثة إلى قيم أعلى عدة آلاف من المرات في تلوث هواء المدن. يحدث BaP في طبقة قطران الفحم ، وقطران الفحم ، وقطران الخشب ، وعادم السيارات ، ودخان التبغ ، والزيوت المعدنية ، وزيوت المحركات المستعملة ، والزيت المستخدم من معالجة التفريغ الكهربائي. يعتبر BaP والعديد من مشتقاته الألكيل مواد مسرطنة قوية للغاية.
تيرفينيل تسبب الأبخرة تهيج الملتحمة وبعض التأثيرات الجهازية. في حيوانات التجارب p- يمتص التيرفينيل بشكل ضعيف عن طريق الفم ويبدو أنه سامة قليلاً فقط ؛ ميتا و خصوصا أورثو- تعتبر مركبات التيرفينيل خطرة على الكلى ، ويمكن أن تؤثر الأخيرة أيضًا على وظائف الكبد. تم الإبلاغ عن التغيرات المورفولوجية للميتوكوندريا (الأجسام الخلوية الصغيرة التي تؤدي وظائف الجهاز التنفسي والوظائف الأنزيمية الأخرى الضرورية للتوليف البيولوجي) في الفئران التي تعرضت لـ 50 مجم / م.3. عوامل نقل الحرارة المصنوعة من مركبات التيرفينيل المهدرجة ومزيج التيرفينيل والأيزوبروبيل-هدف- أنتج ترفينيل تغيرات وظيفية في الجهاز العصبي والكلى والدم في حيوانات التجارب ، مع بعض الآفات العضوية. تم إثبات وجود مخاطر مسرطنة بالنسبة للفئران التي تعرضت للمبرد المشع ، في حين بدا أن الخليط غير المشعع آمن.
تدابير الصحة والسلامة
توجد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بشكل أساسي على شكل تلوث للهواء في مجموعة كبيرة ومتنوعة من أماكن العمل. تظهر التحليلات دائمًا أعلى محتوى من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في عينات الهواء المأخوذة حيث يظهر الدخان أو الأبخرة المرئية. تتمثل إحدى الطرق العامة لمنع التعرض في تقليل هذه الانبعاثات. في أعمال فحم الكوك ، يتم ذلك عن طريق إحكام التسرب أو زيادة التهوية أو استخدام الكبائن بهواء مرشح. يتم اتخاذ تدابير مماثلة في أعمال الألمنيوم. في بعض الحالات ، ستكون أنظمة إزالة الدخان والبخار ضرورية. يؤدي استخدام الأقطاب الكهربائية المُحضرة مسبقًا إلى القضاء على انبعاثات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات تقريبًا. يمكن تقليل انبعاثات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في المسابك وأعمال الصلب عن طريق تجنب المستحضرات المحتوية على قطران الفحم. ليست هناك حاجة إلى ترتيبات خاصة لإزالة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات من المرائب والمناجم وما إلى ذلك ، حيث تنبعث غازات العادم من السيارات ؛ إن ترتيبات التهوية اللازمة لإزالة المواد الأخرى الأكثر سمية تقلل في نفس الوقت من التعرض للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. يمكن تجنب تعرض الجلد للزيوت المستعملة المحتوية على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات باستخدام القفازات وتغيير الملابس الملوثة.
الهندسة والوقاية الشخصية والتدريب والمرافق الصحية الموصوفة في مكان آخر من هذا موسوعة يتم تطبيقها. نظرًا لأن العديد من أفراد هذه العائلة معروفون أو يشتبه في كونهم مواد مسرطنة ، يجب إيلاء عناية خاصة للالتزام بالاحتياطات اللازمة للتعامل الآمن مع المواد المسببة للسرطان.
طاولات هيدروكربونات متعددة العطرية
الجدول 1 - المعلومات الكيميائية.
الجدول 2 - المخاطر الصحية.
الجدول 3 - المخاطر الفيزيائية والكيميائية.
الجدول 4 - الخصائص الفيزيائية والكيميائية.