Gunnar Nordberg
Occurrence et utilisations
Le baryum (Ba) est abondant dans la nature et représente environ 0.04 % de la croûte terrestre. Les principales sources sont les minéraux barytine (sulfate de baryum, BaSO4) et de la withérite (carbonate de baryum, BaCO3). Le baryum métallique n'est produit qu'en quantités limitées, par réduction d'aluminium de l'oxyde de baryum dans une cornue.
Baryum est largement utilisé dans la fabrication d'alliages pour les pièces de nickel-baryum que l'on trouve dans les équipements d'allumage des automobiles et dans la fabrication de verre, de céramique et de tubes cathodiques de télévision. Barite (BaSO4), ou sulfate de baryum, sert principalement à la fabrication de lithopone, une poudre blanche contenant 20 % de sulfate de baryum, 30 % de sulfure de zinc et moins de 8 % d'oxyde de zinc. Le lithopone est largement utilisé comme pigment dans les peintures blanches. Sulfate de baryum précipité chimiquement—blanc fixe—est utilisé dans les peintures de haute qualité, dans les travaux de diagnostic par rayons X et dans les industries du verre et du papier. Il est également utilisé dans la fabrication de papiers photographiques, d'ivoire artificiel et de cellophane. La barytine brute est utilisée comme boue thixotrope dans le forage de puits de pétrole.
Hydroxyde de baryum (Ba(OH)2) se trouve dans les lubrifiants, les pesticides, l'industrie sucrière, les inhibiteurs de corrosion, les fluides de forage et les adoucisseurs d'eau. Il est également utilisé dans la fabrication du verre, la vulcanisation du caoutchouc synthétique, le raffinage des huiles animales et végétales et la peinture à fresque. Carbonate de baryum (BaCO3) est obtenu sous forme de précipité de barytine et est utilisé dans les industries de la brique, de la céramique, de la peinture, du caoutchouc, du forage de puits de pétrole et du papier. Il trouve également une utilisation dans les émaux, les substituts de marbre, le verre optique et les électrodes.
Oxyde de baryum (BaO) est une poudre alcaline blanche utilisée pour sécher les gaz et les solvants. A 450°C, il se combine avec l'oxygène pour produire peroxyde de baryum (BaO2), un agent oxydant en synthèse organique et un agent de blanchiment pour les substances animales et les fibres végétales. Peroxyde de baryum est utilisé dans l'industrie textile pour la teinture et l'impression, dans l'aluminium en poudre pour le soudage et dans la pyrotechnie.
Chlorure de baryum (BaCl2) est obtenu par torréfaction de la barytine avec du charbon et du chlorure de calcium, et est utilisé dans la fabrication de pigments, de laques de couleur et de verre, et comme mordant pour les colorants acides. Il est également utile pour alourdir et teindre les tissus textiles et dans le raffinage de l'aluminium. Le chlorure de baryum est un pesticide, un composé ajouté aux chaudières pour adoucir l'eau et un agent de tannage et de finition pour le cuir. Nitrate de baryum (Ba(NON3)2) est utilisé dans les industries pyrotechniques et électroniques.
Dangers
Le baryum métal n'a qu'un usage limité et présente un risque d'explosion. Les composés solubles du baryum (chlorure, nitrate, hydroxyde) sont très toxiques ; l'inhalation des composés insolubles (sulfate) peut provoquer une pneumoconiose. De nombreux composés, y compris le sulfure, l'oxyde et le carbonate, peuvent provoquer une irritation locale des yeux, du nez, de la gorge et de la peau. Certains composés, notamment le peroxyde, le nitrate et le chlorate, présentent des risques d'incendie lors de leur utilisation et de leur stockage.
Phytotoxicité
Lorsque les composés solubles pénètrent par voie orale, ils sont hautement toxiques, la dose mortelle de chlorure étant estimée à 0.8 à 0.9 g. Cependant, bien que des intoxications dues à l'ingestion de ces composés surviennent occasionnellement, très peu de cas d'intoxications industrielles ont été signalés. L'empoisonnement peut se produire lorsque les travailleurs sont exposés à des concentrations atmosphériques de poussière de composés solubles telles qu'elles peuvent se produire lors du meulage. Ces composés exercent une action stimulante forte et prolongée sur toutes les formes musculaires, en augmentant sensiblement la contractilité. Dans le cœur, des contractions irrégulières peuvent être suivies d'une fibrillation, et il existe des preuves d'une action de constriction coronarienne. D'autres effets comprennent le péristaltisme intestinal, la constriction vasculaire, la contraction de la vessie et une augmentation de la tension musculaire volontaire. Les composés du baryum ont également des effets irritants sur les muqueuses et l'œil.
Le carbonate de baryum, composé insoluble, ne semble pas avoir d'effets pathologiques par inhalation ; cependant, il peut provoquer une intoxication grave par voie orale et, chez le rat, il altère la fonction des gonades mâles et femelles; le fœtus est sensible au carbonate de baryum pendant la première moitié de la grossesse.
Pneumoconiose / Maladies pulmonaires par inhalation de particules
Le sulfate de baryum se caractérise par son extrême insolubilité, propriété qui le rend non toxique pour l'homme. Pour cette raison et en raison de sa radio-opacité élevée, le sulfate de baryum est utilisé comme milieu opaque dans l'examen aux rayons X des systèmes gastro-intestinal, respiratoire et urinaire. Il est également inerte dans le poumon humain, comme cela a été démontré par son absence d'effets indésirables suite à une introduction volontaire dans les voies bronchiques comme produit de contraste en bronchographie et par une exposition industrielle à de fortes concentrations de poussières fines.
L'inhalation, cependant, peut entraîner un dépôt dans les poumons en quantités suffisantes pour produire une barytose (une pneumoconiose bénigne, qui survient principalement dans l'extraction, le broyage et l'ensachage de barytine, mais qui a été signalée dans la fabrication de lithopone). Le premier cas signalé de barytose était accompagné de symptômes et d'invalidité, mais ceux-ci ont été associés plus tard à d'autres maladies pulmonaires. Des études ultérieures ont mis en contraste la nature peu impressionnante du tableau clinique et l'absence totale de symptômes et de signes physiques anormaux avec les modifications radiographiques bien marquées, qui montrent des opacités nodulaires disséminées dans les deux poumons. Les opacités sont discrètes mais parfois si nombreuses qu'elles se chevauchent et paraissent confluentes. Aucune ombre massive n'a été signalée. La caractéristique remarquable des radiographies est la radio-opacité marquée des nodules, ce qui est compréhensible compte tenu de l'utilisation de la substance comme milieu radio-opaque. La taille des éléments individuels peut varier entre 1 et 5 mm de diamètre, bien que la moyenne soit d'environ 3 mm ou moins, et la forme a été décrite de diverses manières comme « arrondie » et « dendritique ». Dans certains cas, un certain nombre de points très denses se sont avérés se trouver dans une matrice de densité inférieure.
Dans une série de cas, des concentrations de poussière allant jusqu'à 11,000 XNUMX particules/cm3 ont été mesurés sur le lieu de travail et l'analyse chimique a montré que la teneur en silice totale était comprise entre 0.07 et 1.96 %, le quartz n'étant pas détectable par diffraction des rayons X. Les hommes exposés jusqu'à 20 ans et présentant des modifications aux rayons X étaient asymptomatiques, avaient une excellente fonction pulmonaire et étaient capables d'effectuer un travail ardu. Des années après la fin de l'exposition, les examens de suivi montrent une nette disparition des anomalies radiographiques.
Les rapports de découvertes post-mortem dans la barytose pure sont pratiquement inexistants. Cependant, la barytose peut être associée à la silicose dans les mines en raison de la contamination du minerai de barytine par la roche siliceuse et, dans le broyage, si des meules siliceuses sont utilisées.
Mesures de sécurité et de santé
Des installations de lavage et d'autres installations sanitaires adéquates devraient être fournies aux travailleurs exposés à des composés de baryum solubles toxiques, et des mesures d'hygiène personnelle rigoureuses devraient être encouragées. Il devrait être interdit de fumer et de consommer de la nourriture et des boissons dans les ateliers. Les sols des ateliers doivent être faits de matériaux imperméables et fréquemment lavés. Les employés travaillant sur des processus tels que la lixiviation de la barytine avec de l'acide sulfurique doivent être équipés de vêtements résistants à l'acide et d'une protection appropriée des mains et du visage. Bien que la barytose soit bénigne, des efforts doivent tout de même être faits pour réduire au minimum les concentrations atmosphériques de poussière de barytine. De plus, une attention particulière doit être portée à la présence de silice libre dans les poussières en suspension dans l'air.