المركبات النيتروجينية العطرية هي مجموعة من المواد الكيميائية العضوية التي يرأسها النيتروبنزين (C6H5لا2) ومشتق من البنزين ومثيلاته (التولوين والزيلين) والنفثالين والأنثراسين عن طريق استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر بمجموعة نيترو (NO2). يمكن استبدال مجموعة النيترو مع هالوجين وجذور ألكيل معينة في أي موضع تقريبًا في الحلقة.
تشتمل مركبات النيترو بنزين ذات الأهمية الصناعية الكبرى على النيترو بنزين ، و mono- و dinitrotoluenes ، و trinitrotoluene (TNT) ، و tetryl ، و mononitrochlorobenzenes ، و nitroanilines ، و nitroanilotoluenes ، و nitronaphthalene ، و dinitrophenol ، و picricol acid (and trinitropocrenol). وقد تم توثيق خبرة كافية بشأن هذه المركبات لتقديم موجز لخصائصها السامة وتدابير التحكم في التعرض المطلوبة لمنع إصابة البشر.
يتم احتساب عدد أكبر بكثير من المركبات في هذه المجموعة من خلال تلك المشتقات التي لم يتم تصنيعها في أي حالة بكميات كافية للسماح بتقييم المخاطر الكامل ؛ وتشمل هذه المشتقات ثنائي نيتروكلوروبنزين وثنائي كلورو نيتروبنزين ونتروكسلين ونيتروولويدينات ونتروكلورو أنيلين ونيتروانيسول ونتروفينيتول ونتروانيزيدين.
استخدام
مركبات النتروجين العطرية لها استخدامات مباشرة قليلة بخلاف صياغة المتفجرات أو كمذيبات. يتضمن الاستهلاك الرئيسي تقليل مشتقات الأنيلين المستخدمة في تصنيع الأصباغ ، والأصباغ ، والمبيدات الحشرية ، والمنسوجات (البولي أميد المقاوم للحرارة- "نومكس") ، والبلاستيك ، والراتنجات ، واللدائن (البولي يوريثين) ، والمستحضرات الصيدلانية ، ومنظمات نمو النبات ، ومضافات الوقود ، ومسرعات المطاط ومضادات الأكسدة.
• دينتروتولوين تستخدم في التركيبات العضوية والأصباغ والمتفجرات وكمضافات دافعة. النيتروتولوين تستخدم في صناعة الأصباغ والمتفجرات والتولويدين وأحماض النيتروبنزويك. كما أنها تستخدم في بعض تركيبات المنظفات وعوامل التعويم وفي صناعة الإطارات. يتم استخدام النيتروتولوين في تخليق عوامل الحماية من الشمس وفي إنتاج مثبطات البنزين. 2,4,6،XNUMX،XNUMX-ثلاثي نيتروتولوين هي متفجرات عسكرية وصناعية. نترات البنزين يستخدم في تصنيع الأنيلين. يعمل كمذيب لإيثرات السليلوز وكمكوِّن في ملمعات المعادن والأرضيات والأحذية والصابون. يستخدم النيتروبنزين أيضًا في تكرير زيوت التشحيم وفي إنتاج الإيزوسيانات ومبيدات الآفات والمواد الكيماوية للمطاط والمستحضرات الصيدلانية.
في صناعة الجلود ، م-نتروفينول هو مبيد للفطريات و p- النيتروفينول مادة كيميائية وسيطة للمواد الحافظة للجلد. 2,4-ثنائي نتروفنول مفيد في صناعة مطوري التصوير الفوتوغرافي ويعمل كمادة حافظة للأخشاب ومبيد حشري. 2-نيترو- ب- فينيلين ديامين و 4-أمينو-2- نيتروفينول هي مكونات منتجات صبغات الشعر الدائمة وأصباغ الفراء.
ف نيتروسوديفينيلامين يعمل كمسرع لفلكنة المطاط وكمثبط للبلمرة أثناء تصنيع مونومرات الفينيل. حمض البكريك له استخدامات عديدة في صناعات الجلود والنسيج والزجاج. توجد في المتفجرات والأصباغ ومبيدات الجراثيم ومبيدات الفطريات والبطاريات الكهربائية ووقود الصواريخ. يستخدم حمض البيكريك أيضًا لنقش النحاس وكوسيط كيميائي. تتريل يستخدم كعامل تفجير وسيط لمتفجرات أخرى أقل حساسية وكحشوة معززة للأجهزة العسكرية.
المخاطر
صحة الإنسان
وأبرز المخاطر الصحية الحادة الناجمة عن مركبات النتروجين العطرية هو الزرقة ، والمظاهر المزمنة هي فقر الدم. يتم امتصاص المركبات النيتروجينية القابلة للذوبان في الدهون بسرعة كبيرة من خلال الجلد السليم. تفرز كمية معينة دون تغيير من خلال الكلى ، ولكن يتم تقليل الجزء الأكبر إلى مشتقات النيتروز وهيدروكسيل أمين السيانوجين ، والتي بدورها تتحلل إلى أورثو- و إلى- نظائر الأمينوفينول وتفرز في البول. ثلاث من كل أربع حالات من الازرقاق تظهر باللون الأزرق الكلاسيكي أو الرمادي الرمادي ، لكن ثلث الضحايا فقط سيشتكون من أعراض نقص الأكسجين (صداع ، إرهاق ، غثيان ، دوار ، ألم في الصدر ، تنميل ، ألم في البطن ، وجع ، الخفقان ، فقدان الصوت ، العصبية ، الجوع في الهواء والسلوك غير العقلاني). مطلوب تحاليل الدم والبول للتأكيد. قد يتم الكشف عن أجسام هاينز في الخلايا الحمراء. تمت مناقشة ميثيموغلوبين الدم بمزيد من التفصيل في مكان آخر من هذا موسوعة.
يتم تغيير إمكانات السيانوجين بشكل كبير من خلال طبيعة وموقع المجموعات البديلة في حلقة البنزين. بالإضافة إلى إمكانات السيانوجين ، فإن نيتروكلورو بنزين كفئة هي أيضًا مهيجات للجلد. ينتج عن ثنائي نيتروكلوروبنزين التهاب الجلد التحسسي لدى معظم الناس حتى بعد ملامسة طفيفة. تمتلك ثنائي كلورو نيتروبنزين سمية متوسطة.
تعد الآثار المزمنة طويلة المدى أكثر خطورة ولا يمكن اكتشافها إلا من خلال السجلات الطبية الموثقة جيدًا. ستكشف تحاليل الدم كل شهرين عن ظهور فقر الدم على مدى عدة سنوات حتى في حالة عدم وجود زرقة يمكن اكتشافها أو إفراز بول مرتفع بشكل ملحوظ.
يؤثر 2,4،XNUMX-Dinitrotoluene على إنزيمات التمثيل الغذائي للدواء في ميكروسومات الكبد ، وقد ثبت أنه مادة مسرطنة للكبد في الفئران. لا توجد بيانات متاحة فيما يتعلق بقدرتها على التسبب في السرطان للبشر.
تم عزل 1 و 2-نترونافثيلامين كمستقلبات بولية من 1- و 2-نترونافثالين على التوالي فى الفئران. هذا له آثار مهمة على السرطنة المحتملة للنيترونابتالين.
ثنائي نتروفنول (DNP) هو سم حاد يعطل التمثيل الغذائي الخلوي في جميع الأنسجة عن طريق الإخلال بالعملية الأساسية للفسفرة المؤكسدة. إذا لم تكن قاتلة ، فإن الآثار يمكن عكسها بسرعة وبشكل كامل. قد يحدث التعرض عن طريق استنشاق بخار أو غبار أو بخاخ محاليل DNP. يخترق الجلد السليم ، ولكن نظرًا لكونه صبغة صفراء لامعة ، يمكن التعرف على تلوث الجلد بسهولة. حدث تسمم جهازي أثناء الإنتاج والاستخدام. مادة DNP مادة صلبة قابلة للانفجار ، وقد حدثت حوادث أيضًا أثناء الإنتاج والاستخدام. يجب توخي الحذر عند التعامل معها.
يؤدي التسمم أولاً إلى التعرق المفرط والشعور بالدفء مع الضعف والإرهاق. في الحالات الشديدة ، يكون هناك تنفس سريع مع عدم انتظام دقات القلب حتى أثناء الراحة ، وقد يكون هناك ارتفاع في درجة حرارة الجسم. الموت ، إذا حدث ، هو مفاجئ ، و صرامة الموت يترتب على ذلك على الفور تقريبا. يمارس DNP آثاره السامة عن طريق اضطراب عام في التمثيل الغذائي للخلايا مما يؤدي إلى الحاجة إلى استهلاك كميات زائدة من الأكسجين من أجل تخليق نوكليوتيد الأدينين الأساسي اللازم لبقاء الخلية في الدماغ والقلب والعضلات. إذا كان إنتاج الحرارة أكبر من فقد الحرارة ، فقد ينتج عن ذلك ارتفاع درجة الحرارة القاتل. تكون الآثار أكثر حدة في أماكن العمل الحارة.
يتم تقليل DNP بسهولة إلى الأمينوفينول الأقل سمية ، ولكن ليس ضارًا ، والذي يُفرز في البول بهذا الشكل. نظرًا لأن DNP يتم استقلابه وإفرازه بسرعة ، وبما أن التسمم لا يؤدي إلى تغيرات هيكلية في الأنسجة ، فلا تحدث تأثيرات مزمنة أو تراكمية من جرعات صغيرة ممتصة على مدى فترات طويلة. يمكن تأكيد التسمم بإيجاد DNP أو aminophenol في البول عن طريق اختبار Derrien. لا يتطور ميثيموغلوبين الدم.
دينيتروبنزين هي مادة كيميائية قوية ذات تأثيرات متعددة (الحد الأدنى من التأثير على الجهاز العصبي المركزي (CNS) والدم والكبد والجهاز القلبي الوعائي والعينين). يمكن أن يسبب فقر الدم الحاد وهو محفز methaemoglinemia.
نترات البنزين يمكن امتصاصه في الجسم من خلال الجهاز التنفسي أو الجلد (على سبيل المثال ، من الأحذية المصبوغة باللون الأسود بصبغة تحتوي على النيتروبنزين ، أو من تلوث الملابس التي يرتديها العمال العاملون في إنتاج النيتروبنزين). التأثير السام البارز للنيتروبنزين هو قدرته على التسبب في وجود ميثيموغلوبين الدم. تكون البداية خادعة ، ولا يظهر الازرقاق إلا عندما يصل مستوى الميثيموغلوبين في الدم إلى 15٪ أو أكثر. في مرحلة لاحقة ، قد يحدث انخفاض ضغط الدم ، والصداع ، والغثيان ، والدوار ، وتنميل الأطراف ، والضعف العام الشديد والاضطرابات القشرية إذا كان الميثيموغلوبين في الدم شديدًا. النيتروبنزين هو أيضًا سم عصبي مركزي يسبب في بعض الحالات الإثارة والهزات التي يتبعها الاكتئاب الشديد وفقدان الوعي والغيبوبة. يكشف فحص بول الأشخاص المعرضين عن وجود النيترو- والأمينوفينول ، حيث تتوازى مقاديرهما مع مستوى الميثيموغلوبين في الدم. قد يتبع التعرض المتكرر ضعف في الكبد حتى ضمور أصفر ، واليرقان الدموي ، وفقر الدم بدرجات متفاوتة ، مع وجود أجسام هاينز في الخلايا الحمراء. قد يؤدي النيتروبنزين أيضًا إلى التهاب الجلد بسبب التهيج الأولي أو التحسس.
حامض البكريك ومشتقاته. مشتقات حمض البيكريك ذات الأهمية الصناعية هي البكرات المعدنية (الحديد والنيكل والباريوم والكروم والرصاص والبوتاسيوم) وأملاح الأمونيا والجوانيدين. تم استخدام بعض الأملاح المعدنية (الباريوم أو الرصاص أو البوتاسيوم) كمكونات لتفجير وتعزيز الخلائط في القنابل والمناجم والقذائف. قد تنجم التأثيرات السامة عن ملامسة الجلد أو استنشاق أو ابتلاع غبار حمض البيكريك أو أملاحه. قد يؤدي ملامسة الجلد أيضًا إلى الإصابة بمرض جلدي. عدد من أملاحه المعدنية هي أيضا مخاطر حريق وانفجار خطير.
بعد تناول جرامات قليلة من حمض البيكريك ، الذي له طعم مر بشكل مكثف ، قد يحدث التهاب المعدة والأمعاء الحاد والتهاب الكبد السام والتهاب الكلية والبيلة الدموية وأعراض بولية أخرى. يصبح الجلد والملتحمة أصفر ، غالبًا بسبب الحمض ولكن جزئيًا بسبب اليرقان. قد تتطور الرؤية الصفراء. الموت ، إذا تبع ذلك ، يكون بسبب الآفات الكلوية وانقطاع البول. نادرًا ما يسبق الموت اليرقان والغيبوبة المصحوبة بالتشنجات. صداع ودوار مع غثيان وقيء وطفح جلدي يحدث بعد الامتصاص من سطح الجسم.
في الصناعة ، ولا سيما في صناعة المتفجرات ، كانت المشكلة الصحية الرئيسية هي حدوث أمراض جلدية ، والتسمم الجهازي نادر. تم الإبلاغ عن أن حمض البيكريك هو مادة مهيجة للجلد في صورة صلبة ، ولكن في محلول مائي لا يؤدي إلا إلى تهيج الجلد شديد الحساسية ؛ يسبب التهاب الجلد التحسسي مشابه لما ينتج عن بيكرات الأمونيوم. يصاب الوجه عادة ، خاصة حول الفم وجانبي الأنف. هناك وذمة ، حطاطات ، حويصلات وأخيراً تقشر. يحدث التصلب كما هو الحال مع tetryl و trinitrotoluene. العمال الذين يتعاملون مع حمض البيكريك أو أملاحه يصبغون الجلد والشعر بلون مصفر.
كشفت الحيوانات التجريبية التي تعرضت بشدة لغبار بيكرات الأمونيوم لفترات تصل إلى 12 شهرًا عن آفات تشير إلى إصابة محددة لأنسجة معينة. قد يتسبب غبار حمض البيكريك ليس فقط في تهيج الجلد ولكن أيضًا في الغشاء المخاطي للأنف. تسبب استنشاق تركيزات عالية من الغبار في فقدان الوعي مؤقتًا يليه ضعف ، وألم عضلي ، وانقطاع في البول ، ثم تعدد البول في وقت لاحق. تشمل تأثيرات حمض البكريك على العين تهيجًا وإصابة القرنية وتأثيرات بصرية غريبة (مثل المظهر الأصفر للأشياء) وتلوين الأنسجة باللون الأصفر.
يجب تخزين حمض البيكريك ومشتقاته القابلة للاشتعال والمتفجرة بكميات صغيرة في منطقة باردة وجيدة التهوية بعيدًا عن مخاطر الحريق الحادة والمواد المؤكسدة القوية ، ويفضل في مبنى منعزل أو منفصل.
تتريل. إن مخاطر الانفجار التي تتم مواجهتها في إنتاج مادة tetryl هي في الأساس نفس مخاطر المنتجات الأخرى لصناعة المتفجرات ، على الرغم من أن مادة tetryl ، كونها مستقرة نسبيًا ، لا يمكن اعتبارها من بين أكثر المتفجرات خطورة.
أثناء تصنيع التتريل ، قد يتعرض العمال لأكاسيد النيتروجين والأبخرة الحمضية في حالة حدوث تسرب من مفاعلات النيتروجين. يمكن أن يكون هناك تعرض لكميات ملحوظة من غبار tetryl أثناء تصنيع المعزز وعمليات المناولة اللاحقة ، خاصة في الخلط غير الآلي ، والوزن ، وكبس الأقراص ، وإزالة الغبار ، وفي تحميل وتجميع الأجهزة المتفجرة. وتتمثل المظاهر الرئيسية للتعرض في تهيج الأغشية المخاطية ، وتلطيخ الجلد والشعر وتغير لونه ، والتهاب الجلد ، وفي حالات التعرض الشديد لفترات طويلة ، والتسمم الجهازي بسبب الاستنشاق وامتصاص الجلد.
عند التعرض الأولي ، ينتج التتريل تهيجًا حادًا في الأغشية المخاطية للأنف والبلعوم. في غضون أيام قليلة ، تلطخ الأيدي والوجه وفروة الرأس والشعر للعمال المعرضين بلون مصفر. في ظل التعرض الشديد ، تتأثر الملتحمة وتكون دائمًا محتقن بالدم ؛ الوذمة الجفنية وحول الحجاج ليست غير شائعة. خلال أول أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من التعرض ، قد يصاب العمال بالتهاب جلدي على شكل حمامي ، خاصة في منطقة العنق والصدر والظهر والسطح الداخلي من الساعدين. بعد أيام قليلة ، قد تتراجع الحمى ، تاركة تقشرًا معتدلًا. العمال الذين يمكنهم الاستمرار في العمل على الرغم من التهاب الجلد يطورون تحملاً للتيريل أو يصبحون أكثر صلابة. ومع ذلك ، مع التعرض الشديد ، أو في الأشخاص الذين يعانون من سوء النظافة الشخصية أو البشرة الفاتحة للغاية ، قد ينتشر التهاب الجلد إلى أجزاء أخرى من الجسم ويصبح حطاطيًا وحويصليًا وإكزياميًا.
بعد 3 إلى 4 أيام فقط من التعرض لتركيزات عالية من الغبار ، قد يشكو العمال من صداع يتبعه نزيف أنفي دوري. لا يمتد تهيج الجهاز التنفسي العلوي في كثير من الأحيان إلى القصبات الهوائية ، نظرًا لحجمها الكبير ، فإن بلورات التتريل لا تصل عادةً إلى هذا الحد ؛ ومع ذلك ، لوحظ سعال جاف وتشنجات في الشعب الهوائية. قد يحدث الإسهال واضطرابات الدورة الشهرية في بعض الأحيان.
يمكن أن تُعزى العديد من الاضطرابات التي يسببها التتريل إلى العمل المهيج للبلورات. في بعض الحالات ، يكون التهاب الجلد حساسيًا. في كثير من الحالات ، تم اقتراح آليات مثل تحرير الهيستامين المحلي.
بعد التعرض الشديد والمطول ، يسبب التتريل تسممًا مزمنًا مع اضطرابات الجهاز الهضمي (مثل فقدان الشهية وآلام البطن والقيء) وفقدان الوزن والتهاب الكبد المزمن وتهيج الجهاز العصبي المركزي بالأرق وردود الفعل المبالغ فيها والإثارة العقلية. تم الإبلاغ عن حالات كثرة الكريات البيضاء مع فقر دم طفيف في بعض الأحيان. كانت هناك تقارير عن اضطرابات الدورة الشهرية أيضًا. تشير التجارب على الحيوانات إلى تلف النبيبات الكلوية.
Trinitrotoluene ، المعروف باسم TNT ، هو أيضًا محفز للميثيموغلوبين. خلال الحرب العالمية الأولى ، تبين أن العمال الذين شاركوا في تصنيع الذخائر أصيبوا بآثار كبدية حادة وفقر دم ، حيث تم الإبلاغ عن 25٪ على الأقل من حوالي 500 حالة وفاة. كما لوحظت آثار ضارة أثناء الحرب العالمية الثانية. يفترض أن الظروف قد تحسنت بحيث يكون التعرض محدودًا بدرجة أكبر ولا يجب أن يحدث تسمم صريح. كما تم الإبلاغ عن اضطرابات في الدورة الشهرية ، ومشاكل في المسالك البولية وإعتام عدسة العين.
حريق وانفجار
المركبات النيتروجينية العطرية قابلة للاشتعال ومشتقاتها ثنائية وثلاثي النتروجين قابلة للانفجار في ظل ظروف مواتية (الحرارة والصدمة). أنتجت المضخات التي تعمل ضد صمام تفريغ مغلق أو خط مسدود حرارة احتكاك كافية مع أحادي نيتروتولوين ونيتروكلوروبنزين لإنتاج انفجارات. بخلاف النيترو بنزين ، لا ينبغي تسخين مركبات النيترو العطرية تحت الظروف القلوية. قد تشكل مركبات الدينيترو أملاح نيتروليوم حساسة للصدمات ، وقد نتجت الحرائق عن تسخين كربونات البوتاسيوم في
o-نيتروتولوين.
يجب تجنب التلامس مع عوامل الاختزال القوية مثل كبريتيد الصوديوم ، ومسحوق الزنك ، وهيدروسلفيت الصوديوم ، والهيدرات المعدنية ، وعوامل الأكسدة القوية مثل البكرومات ، والبيروكسيدات ، والكلورات ، أثناء التخزين والعبور. تتطلب المشتقات المحتوية على ذرات الكلور التفاعلية عناية خاصة أثناء التخزين والعبور. يجب أن توفر عمليات الاختزال الكيميائي إضافة مركب النيترو إلى نظام الاختزال (اختزال الحديد الحمضي ، كبريتيد قلوي وما إلى ذلك) بزيادات صغيرة بمعدل يتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو تراكم فائض من مركب النيترو.
على الرغم من التعرف على المخاطر الكامنة في أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة ، يجب توخي الحذر عند التخلص من الأحماض المختلطة المستهلكة التي تحتوي على مكونات عضوية غير مستقرة بدرجة عالية في التخزين أو عند التسخين. يجب غسل المنتج النهائي جيدًا وتحييده لتجنب التآكل المعدني والتحلل التلقائي.
إجراءات السلامة والصحة
يتطلب البرنامج الصحي الفعال للوقاية من ضعف الصحة بسبب التعرض لمركبات النيترو العطرية التحكم في التعرض وإجراءات الإشراف الطبي. يعد تحليل الوظائف لضمان إجراءات المناولة المناسبة وتصميم المعدات المناسب للتشغيل والصيانة والتهوية المناسبة مع التحكم في تلوث الهواء من المتطلبات الدنيا. يفضل الأنظمة المغلقة تمامًا. عند الاقتضاء ، يمكن أن يكون تحليل الهواء مفيدًا ؛ ولكن بشكل عام ، كانت النتائج مضللة بسبب انخفاض ضغط بخار مشتقات النيتروبنزين وتلوث الأسطح التي يحدث فيها ملامسة للجلد. ومع ذلك ، لا يمكن تجاهل الضباب الناجم عن الشحنات الساخنة وخطوط التسريب وعمليات التبخير وخنادق الصرف الساخن وما إلى ذلك كمصادر لتعرض الجلد الإجمالي وتلوث بيئة العمل.
التدابير الوقائية اللازمة بترتيب تصاعدي للفعالية هي حماية الجهاز التنفسي ، والتناوب الوظيفي ، والحد من وقت التعرض ، واستخدام الملابس الواقية وحماية الجسم بالكامل. حماية الجهاز التنفسي لها تطبيقات محدودة ، لأن امتصاص الجلد هو المشكلة الرئيسية. يجب اختيار معدات الحماية بعناية لضمان عدم نفاذية المواد الكيميائية المستخدمة.
إن المستوى العالي من النظافة الشخصية - على وجه الخصوص ، الاستحمام الدافئ مع الكثير من الصابون والماء المطبق بقوة في نهاية النوبة - سيقلل من التعرض المزمن الذي يحرم العامل من التحمل المحدود للعوامل السيانوجينية. بسبب احتمالية التسبب في الإصابة بالسرطان للبشر من 1 و 2-نترونافثالين ، يجب الحفاظ على التعرض المهني لهذه المركبات عند أدنى مستوى ممكن.
حيثما أمكن ، يجب استبدال حمض البكريك ومشتقاته الخطرة بمواد غير ضارة أو أقل ضررًا. إذا لم يكن ذلك ممكناً ، يجب تعديل العملية أو عزلها أو تضمينها ؛ يجب استخدام تقنيات المناولة الآلية أو الميكانيكية ، وتهوية العادم الموضعي والطرق الرطبة لتقليل التركيزات في الغلاف الجوي ؛ ويجب تجنب الاتصال المباشر بالمواد الكيميائية.
جداول مركبات النيتروكيماويات العطرية
الجدول 1 - المعلومات الكيميائية.
الجدول 2 - المخاطر الصحية.
الجدول 3 - المخاطر الفيزيائية والكيميائية.
الجدول 4 - الخصائص الفيزيائية والكيميائية.