Le fluor, le chlore, le brome, l'iode et l'astatine, un élément radioactif découvert plus récemment, constituent la famille des éléments connus sous le nom d'halogènes. À l'exception de l'astatine, les propriétés physiques et chimiques de ces éléments ont été étudiées de manière exhaustive. Ils occupent le groupe VII du tableau périodique et présentent une gradation presque parfaite des propriétés physiques.
La relation familiale des halogènes est également illustrée par la similitude des propriétés chimiques des éléments, une similitude qui est associée à l'arrangement de sept électrons dans l'enveloppe externe de la structure atomique de chacun des éléments du groupe. Tous les membres forment des composés avec l'hydrogène, et la facilité avec laquelle l'union se produit diminue à mesure que le poids atomique augmente. De même, les chaleurs de formation des divers sels diminuent avec l'augmentation des poids atomiques des halogènes. Les propriétés des acides halogénés et de leurs sels montrent une relation aussi frappante ; la similitude est apparente dans les composés halogénés organiques, mais, à mesure que le composé devient chimiquement plus complexe, les caractéristiques et les influences d'autres composants de la molécule peuvent masquer ou modifier la gradation des propriétés.
Les usages
Les halogènes sont utilisés dans les industries chimiques, de l'eau et de l'assainissement, des plastiques, des produits pharmaceutiques, des pâtes et papiers, du textile, de l'armée et du pétrole. Brome, chlore, fluor et iode sont des intermédiaires chimiques, des agents de blanchiment et des désinfectants. Le brome et le chlore sont utilisés dans l'industrie textile pour blanchir et rétrécir la laine. Le brome est également utilisé dans les processus d'extraction de l'or et dans le forage de puits de pétrole et de gaz. C'est un ignifuge dans l'industrie des plastiques et un intermédiaire dans la fabrication de fluides hydrauliques, d'agents réfrigérants et déshumidifiants et de préparations capillaires. Le brome est également un composant des gaz militaires et des fluides extincteurs.
Le chlore est utilisé comme désinfectant pour les ordures et dans la purification et le traitement de l'eau potable et des piscines. C'est un agent de blanchiment dans les blanchisseries et dans l'industrie des pâtes et papiers. Le chlore est utilisé dans la fabrication de batteries spéciales et d'hydrocarbures chlorés, ainsi que dans la transformation de la viande, des légumes, du poisson et des fruits. De plus, il agit comme un retardateur de flamme. Dioxyde de chlore est utilisé dans les industries de l'eau et de l'assainissement et des piscines pour la purification de l'eau, le contrôle du goût et des odeurs. C'est un agent de blanchiment dans les industries alimentaires, du cuir, du textile et des pâtes et papiers, ainsi qu'un agent oxydant, bactéricide et antiseptique. Il est utilisé pour nettoyer et détanner le cuir et pour blanchir la cellulose, les huiles et la cire d'abeille. Trichlorure d'azote était autrefois utilisé comme agent de blanchiment et "améliorant" pour la farine. Iode est également un désinfectant dans l'industrie de l'eau et de l'assainissement et agit comme intermédiaire chimique pour les iodures inorganiques, l'iodure de potassium et les composés organiques d'iode.
Fluor, monoxyde de fluor, pentafluorure de brome et trifluorure de chlore sont des oxydants pour les systèmes de carburant de fusée. Fluor est également utilisé dans la conversion du tétrafluorure d'uranium en hexafluorure d'uranium, et ctrifluorure de chlore est utilisé dans le combustible des réacteurs nucléaires et pour couper les tubes des puits de pétrole.
Fluorure de calcium, trouvé dans le minéral spath fluor, est la principale source de fluor et de ses composés. Il est utilisé en métallurgie ferreuse comme fondant pour augmenter la fluidité du laitier. Le fluorure de calcium est également présent dans les industries de l'optique, du verre et de l'électronique.
Bromure d'hydrogène et ses solutions aqueuses sont utiles pour la fabrication de bromures organiques et inorganiques et comme agents réducteurs et catalyseurs. Ils sont également utilisés dans l'alkylation des composés aromatiques. Bromure de potassium sert à la fabrication de papiers photographiques et de plaques. De grandes quantités de gaz phosgène sont nécessaires pour de nombreuses synthèses industrielles, y compris la fabrication de matières colorantes. Le phosgène est également utilisé dans les gaz militaires et dans les produits pharmaceutiques. Le phosgène se trouve dans les insecticides et les fumigants.
Dangers
La similitude que ces éléments présentent dans les propriétés chimiques est apparente dans les effets physiologiques associés au groupe. Les gaz (fluor et chlore) et les vapeurs de brome et d'iode sont des irritants du système respiratoire ; l'inhalation de concentrations relativement faibles de ces gaz et vapeurs donne une sensation désagréable et piquante, qui est suivie d'une sensation d'étouffement, de toux et d'une sensation de constriction dans la poitrine. Les lésions du tissu pulmonaire qui sont associées à ces affections peuvent provoquer une surcharge des poumons en liquide, entraînant un état d'œdème pulmonaire qui peut s'avérer fatal.
Fluor et ses composés
Sources
La majorité du fluor et de ses composés est obtenue directement ou indirectement à partir de fluorure de calcium (spath fluor) et de roche phosphatée (fluorapatite), ou de produits chimiques dérivés de ceux-ci. Le fluorure dans la roche phosphatée limite l'utilité de ce minerai et, par conséquent, le fluorure doit être éliminé presque complètement dans la préparation du phosphore élémentaire ou du phosphate de calcium de qualité alimentaire, et partiellement dans la conversion de la fluorapatite en engrais. Ces fluorures sont récupérés dans certains cas sous forme d'acide aqueux ou de sels de calcium ou de sodium du fluorure libéré (probablement un mélange de fluorure d'hydrogène et de tétrafluorure de silicium), ou rejetés dans l'atmosphère.
Risques d'incendie et d'explosion
De nombreux composés fluorés présentent un risque d'incendie et d'explosion. Le fluor réagit avec presque tous les matériaux, y compris les conteneurs métalliques et les tuyaux si le film de passivation est cassé. La réaction avec les métaux peut produire de l'hydrogène gazeux. Une propreté absolue est requise dans les systèmes de convoyage pour éviter les réactions localisées et les risques d'incendie qui en résultent. Des vannes spéciales sans lubrifiant sont utilisées pour éviter les réactions avec les lubrifiants. Le difluorure d'oxygène est explosif dans les mélanges gazeux avec de l'eau, du sulfure d'hydrogène ou des hydrocarbures. Lorsqu'ils sont chauffés, de nombreux composés fluorés produisent des gaz toxiques et des vapeurs de fluorure corrosives.
Dangers pour la santé
Acide hydrofluorique. Le contact cutané avec l'acide fluorhydrique anhydre provoque de graves brûlures qui se font sentir immédiatement. Les solutions aqueuses concentrées d'acide fluorhydrique provoquent également une sensation précoce de douleur, mais les solutions diluées peuvent ne donner aucun avertissement de blessure. Le contact externe avec le liquide ou la vapeur provoque une grave irritation des yeux et des paupières pouvant entraîner des défauts visuels prolongés ou permanents ou la destruction totale des yeux. Des décès ont été signalés à la suite d'une exposition cutanée à aussi peu que 2.5 % de la surface corporelle totale.
Un traitement rapide est essentiel et doit comprendre un lavage abondant à l'eau sur le chemin de l'hôpital, puis un trempage dans une solution glacée de sulfate de magnésium à 25 % si possible. Le traitement standard des brûlures légères à modérées implique l'application d'un gel de gluconate de calcium ; les brûlures plus graves peuvent nécessiter une injection dans et autour de la zone touchée avec une solution à 10 % de gluconate de calcium ou de sulfate de magnésium. Parfois, une anesthésie locale peut être nécessaire pour la douleur.
L'inhalation de brouillards d'acide fluorhydrique concentré ou de fluorure d'hydrogène anhydre peut provoquer une grave irritation des voies respiratoires, et une exposition aussi courte que 5 minutes est généralement mortelle dans les 2 à 10 heures par œdème pulmonaire hémorragique. L'inhalation peut également être impliquée dans les expositions cutanées.
Fluor et autres gaz fluorés. Le fluor élémentaire, le trifluorure de chlore et le difluorure d'oxygène sont de puissants oxydants et peuvent être très destructeurs. À des concentrations très élevées, ces gaz peuvent avoir un effet extrêmement corrosif sur les tissus animaux. Cependant, le trifluorure d'azote est étonnamment moins irritant. Le fluor gazeux au contact de l'eau forme de l'acide fluorhydrique, qui produit de graves brûlures cutanées et des ulcérations.
L'exposition aiguë au fluor à 10 ppm provoque une légère irritation de la peau, des yeux et du nez; une exposition supérieure à 25 ppm est intolérable, bien que des expositions répétées puissent provoquer une acclimatation. Des expositions élevées peuvent provoquer un œdème pulmonaire retardé, des hémorragies et des lésions rénales, et éventuellement être mortelles. Le difluorure d'oxygène a des effets similaires.
Dans une étude d'inhalation aiguë chez le rat avec du trifluorure de chlore, 800 ppm pendant 15 minutes et 400 ppm pendant 25 minutes ont été mortels. La toxicité aiguë est comparable à celle du fluorure d'hydrogène. Dans une étude à long terme sur deux espèces, 1.17 ppm a causé une irritation des voies respiratoires et des yeux et, chez certains animaux, la mort.
Dans des études animales d'inhalation répétée à long terme avec du fluor, des effets toxiques sur les poumons, le foie et les testicules ont été observés à 16 ppm, et une irritation des muqueuses et des poumons a été observée à 2 ppm. Le fluor à 1 ppm était toléré. Dans une étude multi-espèces subséquente, aucun effet n'a été observé à la suite d'expositions de 60 minutes à des concentrations allant jusqu'à 40 ppm.
Il existe peu de données disponibles sur l'exposition industrielle des travailleurs au fluor. Il y a encore moins d'expérience d'exposition à long terme au trifluorure de chlore et au difluorure d'oxygène.
Fluorides
L'ingestion de quantités de fluorures solubles de l'ordre de 5 à 10 grammes est presque certainement mortelle pour les humains adultes. Des décès humains ont été signalés en rapport avec l'ingestion de fluorure d'hydrogène, de fluorure de sodium et de fluosilicates. Des maladies non mortelles ont été signalées en raison de l'ingestion de ces fluorures et d'autres, y compris le sel peu soluble, la cryolite (fluorure d'aluminium et de sodium).
Dans l'industrie, les poussières fluorées jouent un rôle dans une proportion considérable des cas d'exposition réelle ou potentielle au fluorure, et l'ingestion de poussières peut être un facteur significatif. L'exposition professionnelle au fluorure peut être largement due aux fluorures gazeux, mais, même dans ces cas, l'ingestion peut rarement être totalement exclue, soit en raison de la contamination des aliments ou des boissons consommés sur le lieu de travail, soit en raison des fluorures crachés et avalés. En cas d'exposition à un mélange de fluorures gazeux et particulaires, l'inhalation et l'ingestion peuvent être des facteurs importants d'absorption du fluorure.
Il a été largement rapporté que la fluorose ou l'intoxication chronique au fluor produit un dépôt de fluorure dans les tissus squelettiques des animaux et des humains. Les symptômes comprenaient une opacité osseuse radiographique accrue, la formation d'excroissances émoussées sur les côtes et la calcification des ligaments intervertébraux. La marbrure dentaire se retrouve également dans les cas de fluorose. La relation exacte entre les niveaux de fluorure dans l'urine et les taux simultanés de dépôt osseux de fluorure n'est pas entièrement comprise. Cependant, à condition que les niveaux de fluorure urinaire chez les travailleurs ne dépassent pas systématiquement 4 ppm, il semble y avoir peu de raisons de s'inquiéter; à un taux de fluorure urinaire de 6 ppm, une surveillance et/ou des contrôles plus élaborés doivent être envisagés ; à un niveau de 8 ppm et plus, il faut s'attendre à ce que le dépôt squelettique de fluorure, si l'on laisse l'exposition se poursuivre pendant de nombreuses années, entraîne une augmentation de la radio-opacité osseuse.
Les fluoborates sont uniques en ce que l'ion fluoborate absorbé est excrété presque complètement dans l'urine. Cela implique qu'il y a peu ou pas de dissociation du fluorure de l'ion fluoborate, et donc pratiquement aucun dépôt squelettique de ce fluorure ne serait attendu.
Dans une étude sur les travailleurs de la cryolite, environ la moitié se sont plaints d'un manque d'appétit et d'un essoufflement; une plus petite proportion a mentionné la constipation, la douleur localisée dans la région du foie et d'autres symptômes. Un léger degré de fluorose a été trouvé chez les travailleurs de la cryolite exposés pendant 2 à 2.5 ans ; des signes plus nets ont été observés chez les personnes exposées pendant près de 5 ans, et des signes de fluorose modérée sont apparus chez celles ayant été exposées pendant plus de 11 ans.
Les niveaux de fluorure ont été associés à l'asthme professionnel chez les travailleurs des salles de cuves de réduction de l'aluminium.
Fluorure de calcium. Les dangers du spath fluor sont principalement dus aux effets nocifs de la teneur en fluor, et les effets chroniques comprennent les maladies des dents, des os et d'autres organes. Des lésions pulmonaires ont été signalées chez des personnes inhalant des poussières contenant 92 à 96 % de fluorure de calcium et 3.5 % de silice. Il a été conclu que le fluorure de calcium intensifie l'action fibrogène de la silice dans les poumons. Des cas de bronchite et de silicose ont été signalés chez les mineurs de spath fluor.
Dangers environnementaux
Les installations industrielles utilisant des quantités importantes de composés fluorés, telles que les aciéries, les fonderies d'aluminium, les usines de superphosphate, etc., peuvent émettre des gaz, des fumées ou des poussières contenant du fluor dans l'atmosphère. Des cas de dommages environnementaux ont été signalés chez des animaux broutant de l'herbe contaminée, notamment une fluorose avec marbrure dentaire, dépôt et dépérissement osseux; la gravure des vitres des maisons voisines s'est également produite.
Brome et ses composés
Brome est largement distribué dans la nature sous forme de composés inorganiques tels que les minéraux, dans l'eau de mer et dans les lacs salés. De petites quantités de brome sont également contenues dans les tissus animaux et végétaux. Il est obtenu à partir de lacs salés ou de forages, d'eau de mer et de la liqueur mère restant après le traitement des sels de potassium (sylnite, carnallite).
Le brome est un liquide très corrosif dont les vapeurs sont extrêmement irritantes pour les yeux, la peau et les muqueuses. Lors d'un contact prolongé avec les tissus, le brome peut provoquer des brûlures profondes, longues à cicatriser et sujettes à l'ulcération ; le brome est également toxique par ingestion, inhalation et absorption cutanée.
Une concentration de brome de 0.5 mg/m3 ne doit pas être dépassé en cas d'exposition prolongée ; à une concentration de brome de 3 à 4 mg/m3, travailler sans respirateur est impossible. Une concentration de 11 à 23 mg/m3 produit un étouffement sévère, et il est largement admis que 30 à 60 mg/m3 est extrêmement dangereux pour l'homme et que 200 mg/m3 s'avérerait fatal en très peu de temps.
Le brome a des propriétés cumulatives, se déposant dans les tissus sous forme de bromures et déplaçant d'autres halogènes (iode et chlore). Les effets à long terme comprennent des troubles du système nerveux.
Les personnes exposées régulièrement à des concentrations trois à six fois supérieures à la limite d'exposition pendant 1 an se plaignent de maux de tête, de douleurs dans la région du cœur, d'une irritabilité croissante, d'une perte d'appétit, de douleurs articulaires et de dyspepsie. Au cours de la cinquième ou sixième année de travail, il peut y avoir une perte des réflexes cornéens, une pharyngite, des troubles végétatifs et une hyperplasie thyroïdienne accompagnée d'un dysfonctionnement thyroïdien. Les troubles cardiovasculaires se produisent également sous la forme de dégénérescence myocardique et d'hypotension; des troubles fonctionnels et sécrétoires du tube digestif peuvent également survenir. Des signes d'inhibition de la leucopoïèse et de la leucocytose sont observés dans le sang. La concentration sanguine de brome varie entre 0.15 mg/100 cm3 à 1.5 mg/100 cm3 indépendamment du degré d'intoxication.
Bromure d'hydrogène le gaz est détectable sans irritation à 2 ppm. L'acide bromhydrique, sa solution à 47% dans l'eau, est un liquide corrosif, légèrement jaune avec une odeur piquante, qui s'assombrit lorsqu'il est exposé à l'air et à la lumière.
L'action toxique de l'acide bromhydrique est deux à trois fois plus faible que celle du brome, mais plus toxique que le chlorure d'hydrogène. Les formes gazeuse et aqueuse irritent les muqueuses des voies respiratoires supérieures à 5 ppm. L'intoxication chronique se caractérise par une inflammation des voies respiratoires supérieures et des problèmes digestifs, de légères modifications des réflexes et une diminution du nombre d'érythrocytes. La sensibilité olfactive peut être réduite. Le contact avec la peau ou les muqueuses peut provoquer des brûlures.
Acide bromique et acide hypobromeux. Les acides oxygénés du brome ne se trouvent qu'en solutions ou sous forme de sels. Leur action sur l'organisme est similaire à celle de l'acide bromhydrique.
Bromure ferroso-ferrique. Les bromures ferroso-ferriques sont des substances solides utilisées dans les industries chimiques et pharmaceutiques et dans la fabrication de produits photographiques. Ils sont produits en faisant passer un mélange de brome et de vapeur sur de la limaille de fer. Le sel de brome chaud et sirupeux qui en résulte est versé dans des récipients en fer, où il se solidifie. Le brome humide (c'est-à-dire le brome contenant plus d'environ 20 ppm d'eau) est corrosif pour la plupart des métaux, et le brome élémentaire doit être transporté à sec dans des récipients en monel, nickel ou plomb hermétiquement scellés. Pour pallier le problème de la corrosion, le brome est fréquemment transporté sous forme de sel ferroso-ferrique.
Bromophosgène. Il s'agit d'un produit de décomposition du bromochlorométhane et se rencontre dans la production de violet de gentiane. Il résulte de l'association du monoxyde de carbone avec le brome en présence de chlorure d'ammonium anhydre.
L'action toxique du bromophosgène est similaire à celle du phosgène (voir Phosgène dans cet article).
Bromure de cyanogène. Le bromure de cyanogène est un solide utilisé pour l'extraction de l'or et comme pesticide. Il réagit avec l'eau pour produire de l'acide cyanhydrique et du bromure d'hydrogène. Son action toxique ressemble à celle de l'acide cyanhydrique, et il a probablement une toxicité similaire.
Le bromure de cyanogène a également un effet irritant prononcé et des concentrations élevées peuvent provoquer un œdème pulmonaire et des hémorragies pulmonaires. Vingt ppm pendant 1 minute et 8 ppm pendant 10 minutes est intolérable. Chez les souris et les chats, 70 ppm provoquent une paralysie en 3 minutes et 230 ppm sont mortels.
Chlore et ses composés inorganiques
Les composés chlorés sont largement présents dans la nature, représentant environ 2% des matériaux de surface de la terre, en particulier sous forme de chlorure de sodium dans l'eau de mer et dans les gisements naturels comme la carnallite et la sylvite.
Chlore gazeux est principalement un irritant respiratoire. En concentration suffisante, le gaz irrite les muqueuses, les voies respiratoires et les yeux. Dans les cas extrêmes, la difficulté à respirer peut augmenter au point où la mort peut survenir par collapsus respiratoire ou insuffisance pulmonaire. L'odeur caractéristique et pénétrante du chlore gazeux signale généralement sa présence dans l'air. De plus, à des concentrations élevées, il est visible sous la forme d'un gaz jaune verdâtre. Le chlore liquide en contact avec la peau ou les yeux causera des brûlures chimiques et/ou des engelures.
Les effets du chlore peuvent s'aggraver jusqu'à 36 heures après l'exposition. L'observation étroite des personnes exposées devrait faire partie du programme d'intervention médicale.
Exposition chronique. La plupart des études n'indiquent aucun lien significatif entre les effets néfastes sur la santé et l'exposition chronique à de faibles concentrations de chlore. Une étude finlandaise de 1983 a montré une augmentation des toux chroniques et une tendance à l'hypersécrétion de mucus chez les travailleurs. Cependant, ces travailleurs n'ont montré aucune fonction pulmonaire anormale lors des tests ou des radiographies pulmonaires.
Une étude de 1993 du Chemical Industry Institute of Toxicology sur l'inhalation chronique de rats et de souris exposés au chlore à du chlore gazeux à 0.4, 1.0 ou 2.5 ppm jusqu'à 6 heures par jour et 3 à 5 jours/semaine pendant jusqu'à 2 ans. Il n'y avait aucune preuve de cancer. L'exposition au chlore à tous les niveaux a produit des lésions nasales. Étant donné que les rongeurs sont des respirateurs nasaux obligatoires, la manière dont ces résultats doivent être interprétés pour les humains n'est pas claire.
Des concentrations de chlore considérablement supérieures aux valeurs seuils actuelles peuvent se produire sans être immédiatement perceptibles ; les gens perdent rapidement leur capacité à détecter l'odeur du chlore en petites concentrations. Il a été observé qu'une exposition prolongée à des concentrations de chlore atmosphérique de 5 ppm entraîne une maladie des bronches et une prédisposition à la tuberculose, tandis que des études pulmonaires ont indiqué que des concentrations de 0.8 à 1.0 ppm provoquent une réduction permanente, bien que modérée, de la fonction pulmonaire. L'acné n'est pas inhabituelle chez les personnes exposées pendant de longues périodes à de faibles concentrations de chlore, et est communément appelée « acné chlorée ». Des dommages à l'émail des dents peuvent également survenir.
Oxydes
En tout, il y a cinq oxydes de chlore. Il s'agit du monoxyde de dichlore, du monoxyde de chlore, du dioxyde de chlore, de l'hexoxyde de chlore et de l'heptoxyde de chlore ; ils ont essentiellement le même effet sur l'organisme humain et nécessitent les mêmes mesures de sécurité que le chlore. Le plus utilisé dans l'industrie est le dioxyde de chlore. Le dioxyde de chlore est un irritant respiratoire et oculaire similaire au chlore mais plus grave. Les expositions aiguës par inhalation provoquent une bronchite et un œdème pulmonaire, les symptômes observés chez les travailleurs concernés étant la toux, une respiration sifflante, une détresse respiratoire, un écoulement nasal et une irritation des yeux et de la gorge.
Trichlorure d'azote est un irritant puissant de la peau et des muqueuses des yeux et des voies respiratoires. Les vapeurs sont aussi corrosives que le chlore. Il est très toxique lorsqu'il est ingéré.
La concentration létale moyenne (LC50) de trichlorure d'azote chez le rat est de 12 ppm selon une étude impliquant l'exposition des rats à des concentrations de 0 à 157 ppm pendant 1 heure. Les chiens nourris avec de la farine blanchie au trichlorure d'azote développent rapidement une ataxie et des convulsions épileptiformes. L'examen histologique des animaux de laboratoire a montré une nécrose du cortex cérébral et des troubles des cellules de Purkinje dans le cervelet. Le noyau des globules rouges peut également être affecté.
Le trichlorure d'azote peut exploser à la suite d'un choc, d'une exposition à la chaleur, d'ondes supersoniques et même spontanément. La présence de certaines impuretés peut augmenter le risque d'explosion. Il explosera également au contact de traces de certains composés organiques, notamment la térébenthine. La décomposition donne des produits de décomposition chlorés hautement toxiques.
Phosgène. Commercialement, le phosgène (COCl2) est fabriqué par la réaction entre le chlore et le monoxyde de carbone. Le phosgène est également formé comme sous-produit indésirable lorsque certains hydrocarbures chlorés (en particulier le dichlorométhane, le tétrachlorure de carbone, le chloroforme, le trichloroéthylène, le perchloroéthylène et l'hexachloroéthane) entrent en contact avec une flamme nue ou un métal chaud, comme dans le soudage. La décomposition des hydrocarbures chlorés dans des locaux fermés peut entraîner l'accumulation de concentrations nocives de phosgène, comme par exemple l'utilisation du tétrachlorure de carbone comme matériau d'extinction d'incendie, ou du tétrachloroéthylène comme lubrifiant dans l'usinage de l'acier de haute qualité.
Le phosgène anhydre n'est pas corrosif pour les métaux, mais en présence d'eau, il réagit à partir de l'acide chlorhydrique, qui est corrosif.
Le phosgène est l'un des gaz les plus toxiques utilisés dans l'industrie. L'inhalation de 50 ppm pendant une courte période est mortelle pour les animaux de laboratoire. Pour l'homme, une inhalation prolongée de 2 à 5 ppm est dangereuse. Une propriété dangereuse supplémentaire du phosgène est l'absence de tout symptôme d'avertissement lors de son inhalation, qui peut simplement provoquer une légère irritation des muqueuses des voies respiratoires et des yeux à des concentrations de 4 à 10 ppm. L'exposition à 1 ppm pendant des périodes prolongées peut provoquer un œdème pulmonaire retardé.
Les empoisonnements légers sont suivis d'une bronchite passagère. Dans les cas graves, un œdème pulmonaire retardé peut survenir. Cela peut se produire après une période de latence de plusieurs heures, généralement de 5 à 8, mais rarement plus de 12. Dans la plupart des cas, le patient reste conscient jusqu'à la fin ; la mort est causée par asphyxie ou insuffisance cardiaque. Si le patient survit les 2 à 3 premiers jours, le pronostic est généralement favorable. Des concentrations élevées de phosgène provoquent des dommages acides immédiats aux poumons et provoquent rapidement la mort par suffocation et l'arrêt de la circulation dans les poumons.
Protection de l'environnement
Le chlore libre détruit la végétation et, comme il peut se trouver à des concentrations causant de tels dommages dans des conditions climatiques défavorables, son rejet dans l'atmosphère environnante devrait être interdit. S'il n'est pas possible d'utiliser le chlore libéré pour la production d'acide chlorhydrique ou similaire, toutes les précautions doivent être prises pour lier le chlore, par exemple au moyen d'un épurateur à chaux. Des mesures techniques spéciales de sécurité avec des systèmes d'avertissement automatique doivent être installées, dans les usines et aux alentours, partout où il existe un risque que des quantités appréciables de chlore puissent s'échapper dans l'atmosphère environnante.
Du point de vue de la pollution de l'environnement, une attention particulière devrait être accordée aux bouteilles ou autres récipients utilisés pour le transport du chlore ou de ses composés, aux mesures de contrôle des risques éventuels et aux mesures à prendre en cas d'urgence.
L'iode et ses composés
L'iode n'est pas présent à l'état libre, mais les iodures et/ou les iodates se trouvent sous forme d'impuretés traces dans les dépôts d'autres sels. Les gisements de salpêtre chiliens contiennent suffisamment d'iodate (environ 0.2% d'iodate de sodium) pour rendre son exploitation commerciale réalisable. De même, certaines saumures naturelles, en particulier aux États-Unis, contiennent des quantités récupérables d'iodure. L'iodure dans l'eau de mer est concentré par certaines algues (varech), dont la cendre était autrefois une source commercialement importante en France, au Royaume-Uni et au Japon.
L'iode est un puissant oxydant. Une explosion peut se produire s'il entre en contact avec des matériaux tels que l'acétylène ou l'ammoniac.
La vapeur d'iode, même à faible concentration, est extrêmement irritante pour les voies respiratoires, les yeux et, dans une moindre mesure, la peau. Des concentrations aussi faibles que 0.1 ppm dans l'air peuvent provoquer une irritation des yeux lors d'une exposition prolongée. Des concentrations supérieures à 0.1 ppm provoquent une irritation oculaire de plus en plus sévère accompagnée d'une irritation des voies respiratoires et, à terme, d'un œdème pulmonaire. D'autres lésions systémiques dues à l'inhalation de vapeurs d'iode sont peu probables, sauf si la personne exposée souffre déjà d'un trouble thyroïdien. L'iode est absorbé par les poumons, converti en iodure dans le corps, puis excrété, principalement dans l'urine. L'iode sous forme cristalline ou en solutions fortes est un irritant cutané grave; il ne s'enlève pas facilement de la peau et, après contact, a tendance à pénétrer et à causer des lésions permanentes. Les lésions cutanées causées par l'iode ressemblent à des brûlures thermiques, sauf que l'iode colore en brun les zones brûlées. Des ulcères qui tardent à cicatriser peuvent se développer car l'iode reste fixé aux tissus.
La dose orale létale moyenne probable d'iode est de 2 à 3 g chez l'adulte, en raison de son action corrosive sur le système gastro-intestinal. En général, les matériaux contenant de l'iode (à la fois organiques et inorganiques) semblent être plus toxiques que les matériaux analogues contenant du brome ou du chlore. En plus de la toxicité « de type halogène », l'iode est concentré dans la glande thyroïde (la base du traitement du cancer de la thyroïde avec 131I), et donc des perturbations métaboliques sont susceptibles de résulter d'une surexposition. L'absorption chronique d'iode provoque « l'iodisme », une maladie caractérisée par la tachycardie, les tremblements, la perte de poids, l'insomnie, la diarrhée, la conjonctivite, la rhinite et la bronchite. De plus, une hypersensibilité à l'iode peut se développer, caractérisée par des éruptions cutanées et éventuellement une rhinite et/ou de l'asthme.
Radioactivité. L'iode a un numéro atomique de 53 et un poids atomique allant de 117 à 139. Son seul isotope stable a une masse de 127 (126.9004) ; ses isotopes radioactifs ont des demi-vies allant de quelques secondes (poids atomiques de 136 et plus) à des millions d'années (129JE). Dans les réactions qui caractérisent le processus de fission dans un réacteur nucléaire, 131I est formé en abondance. Cet isotope a une demi-vie de 8.070 jours ; il émet des rayonnements bêta et gamma avec des énergies principales de 0.606 MeV (max) et 0.36449 MeV, respectivement.
En entrant dans le corps par n'importe quelle voie, l'iode inorganique (iodure) se concentre dans la glande thyroïde. Ceci, couplé à la formation abondante de 131I dans la fission nucléaire, en fait l'une des matières les plus dangereuses qui peuvent être libérées d'un réacteur nucléaire, délibérément ou accidentellement.
Tableaux des halogènes et des composés
Tableau 1 - Informations chimiques.
Tableau 2 - Dangers pour la santé.
Tableau 3 - Dangers physiques et chimiques.
Tableau 4 - Proprietes physiques et chimiques.