Les hydrocarbures aromatiques sont les hydrocarbures qui possèdent les propriétés particulières associées au noyau ou cycle benzénique, dans lequel six groupes carbone-hydrogène sont disposés aux coins d'un hexagone. Les liaisons joignant les six groupes dans le cycle présentent des caractéristiques intermédiaires de comportement entre les liaisons simples et doubles. Ainsi, bien que le benzène puisse réagir pour former des produits d'addition comme le cyclohexane, la réaction caractéristique du benzène n'est pas une réaction d'addition mais une réaction de substitution dans laquelle un hydrogène est remplacé par un substituant, élément ou groupement univalent.
Les hydrocarbures aromatiques et leurs dérivés sont des composés dont les molécules sont composées d'une ou plusieurs structures cycliques stables du type décrit et peuvent être considérés comme des dérivés du benzène selon trois processus de base :
- par remplacement d'atomes d'hydrogène par des radicaux hydrocarbonés aliphatiques
- par liaison de deux ou plusieurs cycles benzéniques, soit directement, soit par des chaînes aliphatiques intermédiaires ou d'autres radicaux, soit par des chaînes aliphatiques intermédiaires ou d'autres radicaux
- par condensation de noyaux benzéniques.
Chacune des structures cycliques peut former la base de séries homologues d'hydrocarbures dans lesquelles une succession de groupements alkyle, saturés ou non, remplace un ou plusieurs des atomes d'hydrogène des groupements carbone-hydrogène.
Les principales sources d'hydrocarbures aromatiques sont la distillation du charbon et un certain nombre d'opérations pétrochimiques, en particulier le reformage catalytique, la distillation du pétrole brut et l'alkylation des hydrocarbures aromatiques inférieurs. Les huiles essentielles, contenant des terpènes et p-cymene, peut également être obtenu à partir de pins, d'eucalyptus et de plantes aromatiques, et est un sous-produit de l'industrie papetière utilisant la pulpe de pins. Les hydrocarbures polycycliques sont présents dans la fumée des atmosphères urbaines.
Les usages
L'importance économique des hydrocarbures aromatiques est importante depuis que le naphta de goudron de houille a été utilisé comme solvant du caoutchouc au début du XIXe siècle. Les utilisations actuelles des composés aromatiques en tant que produits purs comprennent la synthèse chimique des plastiques, du caoutchouc synthétique, des peintures, des colorants, des explosifs, des pesticides, des détergents, des parfums et des médicaments. Ces composés sont principalement utilisés en mélange dans des solvants et constituent une fraction variable de l'essence.
Cumene est utilisé comme composant de mélange à indice d'octane élevé dans le carburant d'aviation, comme diluant pour les peintures et laques cellulosiques, comme matière première importante pour la synthèse du phénol et de l'acétone et pour la production de styrène par craquage. Il sert de constituant de nombreux solvants pétroliers commerciaux dans la plage d'ébullition de 150 à 160 ° C. C'est un bon solvant pour les graisses et les résines et a donc été utilisé en remplacement du benzène dans bon nombre de ses utilisations industrielles. Le p-cymène est présent dans plusieurs huiles essentielles et peut être fabriqué à partir de terpènes monocycliques par hydrogénation. C'est un sous-produit de la fabrication de la pâte à papier au bisulfite et il est principalement utilisé avec d'autres solvants et des hydrocarbures aromatiques comme diluant pour les laques et les vernis.
coumarine est utilisé comme agent désodorisant et renforçateur d'odeur dans les savons, le tabac, les produits en caoutchouc et les parfums. Il est également utilisé dans les préparations pharmaceutiques.
Benzène a été interdit en tant qu'ingrédient dans les produits destinés à être utilisés à la maison, et ses utilisations en tant que solvant et composant de liquide de nettoyage à sec ont été abandonnées dans de nombreux pays.
Le benzène a été largement utilisé dans la fabrication de styrène, de phénols, d'anhydride maléique et d'un certain nombre de détergents, d'explosifs, de produits pharmaceutiques et de colorants. Il a été utilisé comme carburant, réactif chimique et agent d'extraction pour les graines et les noix. Les dérivés mono-, di- et trialkyliques du benzène sont principalement utilisés comme solvants et diluants dans et dans la fabrication de parfums et de colorants intermédiaires. Ces substances sont présentes dans certains pétroles et dans les distillats de goudron de houille. Le pseudocumène est utilisé dans la fabrication de parfums, et le 1,3,5-triméthylbenzène et le pseudocumène sont également utilisés comme intermédiaires de colorants, mais la principale utilisation industrielle de ces substances est comme solvants et diluants pour peinture.
Toluène est un solvant pour les huiles, les résines, le caoutchouc naturel (mélangé avec du cyclohexane) et le caoutchouc synthétique, le goudron de houille, l'asphalte, le brai et les acétylcelluloses (mélangés à chaud avec de l'alcool éthylique). C'est aussi un solvant et un diluant pour les peintures et vernis cellulosiques, et un diluant pour les encres de photogravure. Mélangé à l'eau, il forme des mélanges azéotropiques qui ont un effet dépoli. Le toluène se trouve dans des mélanges utilisés comme produits de nettoyage dans un certain nombre d'industries et dans l'artisanat. Il est utilisé dans la fabrication de détergent et de cuir artificiel, et comme matière première importante pour les synthèses organiques, en particulier celles des chlorures de benzoyle et de benzilidène, de la saccharine, de la chloramine T, du trinitrotoluène et de nombreux colorants. Le toluène est un constituant du carburant d'aviation et de l'essence automobile. Cette substance devait être retirée de ces utilisations dans l'Union européenne à la suite du règlement 594/91 du Conseil CE.
Naphtaline est utilisé comme produit de départ dans la synthèse organique d'une large gamme de produits chimiques, comme pesticide dans les boules antimites et dans les produits de préservation du bois. Il est également utilisé dans la fabrication de l'indigo et est appliqué à l'extérieur sur le bétail ou la volaille pour lutter contre les poux.
Styrène est utilisé dans la fabrication d'une large gamme de polymères (par exemple, le polystyrène) et d'élastomères copolymères, tels que le caoutchouc butadiène-styrène ou l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), qui sont obtenus par la copolymérisation du styrène avec du 1,3-butadiène et l'acrylonitrile. Le styrène est largement utilisé dans la production de plastiques transparents. Éthylbenzène est un intermédiaire dans la synthèse organique, en particulier dans la production de styrène et de caoutchouc synthétique. Il est utilisé comme solvant ou diluant, composant des carburants automobiles et aviation, et dans la fabrication de l'acétate de cellulose.
Il existe trois isomères de xylène: ortho- (o-), pour- (p-) et objectif- (m-). Le produit commercial est un mélange d'isomères, la plus grande proportion étant constituée du objectif- composé (jusqu'à 60 à 70%) et le plus petit pourcentage de pour- composé (jusqu'à 5%). Le xylène est utilisé commercialement comme diluant pour les peintures, pour les vernis, dans les produits pharmaceutiques, comme additif à indice d'octane élevé pour les carburants d'aviation, dans la synthèse de colorants et pour la production d'acides phtaliques. Comme le xylène est un bon solvant pour la paraffine, le baume du Canada et le polystyrène, il est utilisé en histologie.
Terphényles sont utilisés comme intermédiaires chimiques dans la fabrication de lubrifiants non étalants et comme caloporteurs de réacteurs nucléaires. Terphényles et biphényles sont utilisés comme agents de transfert de chaleur, en synthèse organique et en parfumerie. Diphénylméthane, par exemple, est utilisé comme parfum dans l'industrie du savon et comme solvant pour les laques cellulosiques. Il a également quelques applications comme pesticide.
Dangers
L'absorption a lieu par inhalation, ingestion et en petites quantités à travers la peau intacte. En général, les dérivés monoalkyles du benzène sont plus toxiques que les dérivés dialkyles, et les dérivés à chaînes ramifiées sont plus toxiques que ceux à chaînes droites. Les hydrocarbures aromatiques sont métabolisés par la bio-oxydation du cycle ; s'il existe des chaînes latérales, de préférence du groupe méthyle, celles-ci sont oxydées et le cycle reste inchangé. Ils sont, en grande partie, transformés en composés hydrosolubles, puis conjugués à la glycine, à l'acide glucuronique ou sulfurique, et éliminés dans les urines.
Les hydrocarbures aromatiques peuvent avoir des effets aigus et chroniques sur le système nerveux central. Intensément, ils peuvent causer des maux de tête, des nausées, des étourdissements, de la désorientation, de la confusion et de l'apathie. Des doses aiguës élevées peuvent même entraîner une perte de conscience et une dépression respiratoire. L'irritation respiratoire (toux et mal de gorge) est un effet aigu bien connu. Les symptômes cardiovasculaires peuvent inclure des palpitations et des étourdissements. Les symptômes neurologiques d'une exposition chronique peuvent inclure des changements de comportement, une dépression, des altérations de l'humeur et des changements dans la personnalité et la fonction intellectuelle. L'exposition chronique est également connue pour causer ou contribuer à la neuropathie distale chez certains patients. Le toluène a également été associé à un syndrome persistant d'ataxie cérébelleuse. Les effets chroniques peuvent également inclure une peau sèche, irritée, craquelée et une dermatite. L'hépatotoxicité a également été associée à l'exposition, en particulier au groupe chloré. Le benzène est un cancérogène confirmé chez l'homme, ayant été connu pour provoquer tous les types de leucémie mais principalement la leucémie aiguë non lymphocytaire. Il peut également provoquer une anémie aplasique et une pancytopénie (réversible).
Les hydrocarbures aromatiques en tant que groupe présentent un risque d'inflammabilité important. La National Fire Prevention Association (NFPA) des États-Unis a classé la plupart des composés dans ce groupe avec un code d'inflammabilité de 3 (où 4 est un danger grave). Des mesures doivent être en place pour prévenir l'accumulation de vapeurs dans l'environnement de travail et pour traiter rapidement les fuites et les déversements. Les chaleurs extrêmes doivent être évitées en présence de vapeurs.
Benzène
Le benzène est souvent appelé « benzol » dans sa forme commerciale (qui est un mélange de benzène et de ses homologues) et ne doit pas être confondu avec la benzine, un solvant commercial constitué d'un mélange d'hydrocarbures aliphatiques.
Mécanisme. L'absorption du benzène se produit généralement par les poumons et le tractus gastro-intestinal. Il a tendance à ne pas être bien absorbé par la peau, sauf en cas d'exposition exceptionnellement élevée. Une petite quantité de benzène est exhalée inchangée. Le benzène est largement distribué dans tout le corps et est métabolisé principalement en phénol, qui est excrété dans l'urine après conjugaison. Après l'arrêt de l'exposition, les niveaux de tissus corporels diminuent rapidement.
Du point de vue biologique, il semble que les troubles médullaires et sanguins rencontrés dans les intoxications chroniques au benzène puissent être attribués à la conversion du benzène en époxyde de benzène. Il a été suggéré que le benzène pourrait être oxydé en époxyde directement dans les cellules de la moelle osseuse, telles que les érythroblastes. En ce qui concerne le mécanisme toxique, les métabolites du benzène semblent interférer avec les acides nucléiques. Des taux accrus d'aberrations chromosomiques ont été observés tant chez les humains que chez les animaux exposés au benzène. Toute condition susceptible d'inhiber davantage le métabolisme de l'époxyde de benzène et les réactions de conjugaison, en particulier les troubles hépatiques, tend à potentialiser l'action toxique du benzène. Ces facteurs sont importants lorsque l'on considère les différences de sensibilité individuelle à cet agent toxique. Le benzène est discuté plus en détail ailleurs dans ce Encyclopédie.
Feu et explosion. Le benzène est un liquide inflammable dont la vapeur forme des mélanges inflammables ou explosifs dans l'air sur une large gamme de concentrations ; le liquide dégagera des concentrations de vapeur dans cette plage à des températures aussi basses que -11 °C. En l'absence de précautions, par conséquent, à toutes les températures normales de travail, des concentrations inflammables sont susceptibles d'être présentes là où le liquide est stocké, manipulé ou utilisé. Le risque devient plus prononcé en cas de déversement accidentel ou de fuite de liquide.
Toluène et dérivés
Métabolisme. Le toluène est absorbé dans l'organisme principalement par les voies respiratoires et, dans une moindre mesure, par la peau. Il pénètre la barrière alvéolaire, le mélange sang/air étant dans la proportion de 11.2 à 15.6 à 37 °C, puis se propage à travers les différents tissus en quantités dépendant respectivement de leurs caractéristiques de perfusion et de solubilité.
La proportion tissu-sang est de 1:3 sauf dans le cas des tissus riches en graisse, qui ont un coefficient de 80:100. Le toluène s'oxyde alors en sa chaîne latérale dans les microsomes hépatiques (mono-oxygénation microsomale). Le produit le plus important de cette transformation, qui représente environ 68 % du toluène absorbé, est l'acide hippurique (AH), qui apparaît dans l'urine par excrétion rénale principalement en étant excrété dans les tubules proximaux. De petites quantités de o-crésol (0.1%) et p-crésol (1%), qui sont le résultat de l'oxydation du noyau aromatique, peuvent également être détectés dans l'urine, comme discuté dans le Surveillance biologique chapitre de ce Encyclopédie.
La demi-vie biologique de l'AH est très courte, étant de l'ordre de 1 à 2 heures. Le taux de toluène dans l'air expiré au repos est de l'ordre de 18 ppm lors d'un taux d'exposition de 100 ppm, et il chute très rapidement après la fin de l'exposition. La quantité de toluène retenue dans l'organisme est fonction du pourcentage de graisse présente. Les sujets obèses retiendront plus de toluène dans leur corps.
Dans le foie, le même système enzymatique oxyde le toluène, le styrène et le benzène. Ces trois substances ont donc tendance à s'inhiber de manière compétitive. Ainsi, si les rats sont fortement dosés en toluène et en benzène, on observera une diminution de la concentration des métabolites du benzène dans les tissus et dans les urines, et de même une augmentation du benzène dans l'air expiré. Dans le cas du trichloréthylène, l'inhibition n'est pas compétitive puisque les deux substances ne sont pas oxydées par le même système enzymatique. L'exposition simultanée entraînera une diminution de l'AH et l'apparition de composés trichlorés dans les urines. L'absorption du toluène sera plus importante à l'effort qu'au repos. Avec une puissance de 50 watts, les valeurs détectées dans le sang artériel et dans l'air alvéolaire sont doublées par rapport à celles obtenues au repos.
Dangers aigus et chroniques pour la santé. Le toluène a une toxicité aiguë un peu plus intense que celle du benzène. A une concentration d'environ 200 ou 240 ppm, il provoque au bout de 3 à 7 h des vertiges, des étourdissements, des difficultés à maintenir l'équilibre et des céphalées. Des concentrations plus fortes peuvent entraîner un coma narcotique.
Les symptômes de toxicité chronique sont ceux rencontrés habituellement lors d'une exposition aux solvants couramment utilisés et comprennent : irritation des muqueuses, euphorie, maux de tête, vertiges, nausées, perte d'appétit et intolérance à l'alcool. Ces symptômes apparaissent généralement en fin de journée, s'aggravent en fin de semaine et s'atténuent ou disparaissent le week-end ou les vacances.
Le toluène n'a aucune action sur la moelle osseuse. Les cas qui ont été rapportés concernent soit une exposition au toluène avec du benzène, soit ne sont pas clairs à ce sujet. En théorie, il est possible que le toluène puisse provoquer une attaque hépatotoxique, mais cela n'a jamais été prouvé. Certains auteurs ont évoqué la possibilité qu'elle provoque une maladie auto-immune similaire au syndrome de Goodpasture (glomérulonéphrite auto-immune).
Plusieurs cas de mort subite sont à noter, notamment chez des enfants ou des adolescents adonnés à l'inhalation de colle (inhalation de vapeurs d'adhésifs contenant du toluène entre autres solvants), résultant d'un arrêt cardiaque dû à une fibrillation ventriculaire avec perte de catécholamines. Des études animales ont montré que le toluène n'était tératogène qu'à fortes doses.
Feu et explosion. A toutes les températures normales de travail, le toluène dégage des vapeurs dangereusement inflammables. Les lumières nues ou autres agents susceptibles d'enflammer la vapeur doivent être exclus des zones où le liquide est susceptible d'être exposé lors de l'utilisation ou par accident. Des installations appropriées pour le stockage et l'expédition sont nécessaires.
Autres dérivés monoalkylés du benzène. Propylbenzène est un dépresseur du système nerveux central aux effets lents mais prolongés. Dodécylbenzène sulfonate de sodium est produit par réaction catalytique de tétrapropylène au benzène, acidification à l'acide sulfurique et traitement à la soude caustique. Un contact répété avec la peau peut provoquer une dermatite ; en cas d'exposition prolongée, il peut agir comme un irritant doux des muqueuses.
p-tert-butyltoluène. La présence de la vapeur est détectable par l'odeur à 5 ppm. Une légère irritation conjonctivale se produit après une exposition à 5 à 8 ppm. L'exposition à la vapeur provoque des maux de tête, des nausées, des malaises et des signes de dystonie neurovégétative. Le métabolisme de cette substance est probablement similaire à celui du toluène. Les mêmes précautions d'incendie et de santé doivent être prises lors de l'utilisation du p-tert-butyltoluène que celles décrites pour le toluène.
Xylène
Comme le benzène, le xylène est un narcotique dont l'exposition prolongée entraîne une altération des organes hématopoïétiques et des troubles du système nerveux. Le tableau clinique de l'intoxication aiguë est similaire à celui de l'intoxication au benzène. Les symptômes sont fatigue, vertiges, ivresse, frissons, dyspnée et parfois nausées et vomissements ; dans les cas plus graves, il peut y avoir perte de conscience. Des irritations des muqueuses des yeux, des voies respiratoires supérieures et des reins sont également observées.
L'exposition chronique entraîne des plaintes de faiblesse générale, de fatigue excessive, d'étourdissements, de maux de tête, d'irritabilité, d'insomnie, de perte de mémoire et de bourdonnements dans l'oreille. Les symptômes typiques sont des troubles cardiovasculaires, un goût sucré dans la bouche, des nausées, parfois des vomissements, une perte d'appétit, une forte soif, des brûlures aux yeux et des saignements de nez. Des troubles fonctionnels du système nerveux central associés à des effets neurologiques prononcés (p. ex., dystonie), une altération de la fonction de formation des protéines et une réactivité immunobiologique réduite peuvent être observés dans certains cas.
Les femmes sont susceptibles de souffrir de troubles menstruels (ménorragies, métrorragies). Il a été rapporté que les travailleuses exposées au toluène et au xylène à des concentrations dépassant périodiquement les limites d'exposition étaient également affectées par des conditions pathologiques de grossesse (toxicose, risque de fausse couche, hémorragie lors de l'accouchement) et d'infertilité.
Les modifications sanguines se manifestent par une anémie, une poïkilocytose, une anisocytose, une leucopénie (parfois une leucocytose) avec une lymphocytose relative et, dans certains cas, une thrombocytopénie fortement prononcée. Il existe des données sur les différences de sensibilité individuelle au xylène. Aucune intoxication chronique n'a été observée chez certains travailleurs exposés pendant quelques décennies au xylène, alors qu'un tiers du personnel travaillant dans les mêmes conditions d'exposition présentait des symptômes d'intoxication chronique au xylène et était invalide. Une exposition prolongée au xylène peut réduire la résistance de l'organisme et le rendre plus sensible à divers types de facteurs pathogènes. L'analyse d'urine révèle des protéines, du sang, de l'urobiline et de l'urobilinogène dans l'urine.
Des cas mortels d'intoxication chronique sont connus, en particulier chez les travailleurs de l'imprimerie taille-douce mais aussi dans d'autres branches. Des cas d'intoxication grave et mortelle chez des femmes enceintes atteintes d'hémophilie et d'aplasie médullaire ont été signalés. Le xylène provoque également des changements cutanés, en particulier l'eczéma.
L'intoxication chronique est associée à la présence de traces de xylène dans tous les organes, en particulier les glandes surrénales, la moelle osseuse, la rate et le tissu nerveux. Le xylène s'oxyde dans l'organisme pour former des acides toluiques (o-, m-, p-acides méthylbenzoïques), qui réagissent ensuite avec la glycine et l'acide glucuronique.
Lors de la production ou de l'utilisation du xylène, il peut y avoir des concentrations élevées dans l'air du lieu de travail si l'équipement n'est pas étanche et que des procédés ouverts sont utilisés, impliquant parfois de grandes surfaces d'évaporation. De grandes quantités sont également rejetées dans l'air lors des travaux de réparation et lors du nettoyage de l'équipement.
Le contact avec le xylène, qui peut avoir contaminé les surfaces des locaux et des équipements ou encore les vêtements de protection, peut entraîner son absorption par la peau. Le taux d'absorption cutanée chez l'homme est de 4 à 10 mg/cm2 par heure.
Des niveaux de 100 ppm pendant jusqu'à 30 minutes ont été associés à une légère irritation des voies respiratoires supérieures. À 300 ppm, l'équilibre, la vision et les temps de réaction sont affectés. Une exposition à 700 ppm pendant 60 minutes peut entraîner des maux de tête, des étourdissements et des nausées.
Autres dérivés de dialkylbenzène. Les risques d'incendie sont associés à l'utilisation de p-cymène, qui est également un irritant cutané primaire. Le contact avec le liquide peut provoquer sécheresse, délipidation et érythème. Il n'existe aucune preuve concluante qu'il puisse affecter la moelle sanguine. Une exposition aiguë au p-tert-butyltoluène à des concentrations de 20 ppm et plus peut provoquer des nausées, un goût métallique, une irritation des yeux et des vertiges. Une exposition répétée s'est avérée responsable d'une diminution de la pression artérielle, d'une augmentation du pouls, d'anxiété et de tremblements, d'une légère anémie avec leucopénie et éosinophilie. En cas d'exposition répétée, c'est aussi un léger irritant cutané en raison de l'élimination des graisses. Des études de toxicité chez l'animal montrent des effets sur le système nerveux central (SNC), avec des lésions du corps calleux et de la moelle épinière.
Styrène et éthylbenzène. Les empoisonnements au styrène et à l'éthylbenzène sont très proches et sont par conséquent traités ensemble ici. Le styrène peut pénétrer dans l'organisme à la fois par inhalation de vapeurs et, étant liposoluble, par absorption à travers la peau intacte. Il sature rapidement l'organisme (en 30 à 40 min), se répartit dans tous les organes et est rapidement éliminé (85 % en 24 h) soit dans les urines (71 % sous forme de produits d'oxydation du groupe vinylique - hippurique et mandélique acides) ou dans l'air expiré (10%). Quant à l'éthylbenzène, il est éliminé à 70 % avec les urines sous forme de divers métabolites : acide phénylacétique, alcool α-phényléthylique, acide mandélique et acide benzoïque.
La présence de la double liaison dans la chaîne latérale du styrène augmente significativement les propriétés irritantes du noyau benzénique ; cependant, l'action toxique générale du styrène est moins prononcée que celle de l'éthylbenzène. Le styrène liquide a un effet local sur la peau. Des expériences sur des animaux ont montré que le styrène liquide irrite la peau et provoque des cloques et une nécrose des tissus. L'exposition aux vapeurs de styrène peut également provoquer une irritation de la peau.
Les vapeurs d'éthylbenzène et de styrène à des concentrations supérieures à 2 mg/ml peuvent provoquer une intoxication aiguë chez les animaux de laboratoire ; les premiers symptômes sont une irritation des muqueuses des voies respiratoires supérieures, des yeux et de la bouche. Ces symptômes sont suivis d'une narcose, de crampes et de la mort par paralysie des centres respiratoires. Les principaux résultats pathologiques sont un œdème cérébral et pulmonaire, une nécrose épithéliale des tubules rénaux et une dystrophie hépatique.
L'éthylbenzène est plus volatil que le styrène et sa production est associée à un plus grand risque d'empoisonnement aigu; les deux substances sont toxiques par ingestion. Des expérimentations animales ont montré que l'absorption digestive du styrène provoque des symptômes d'empoisonnement similaires à ceux résultant de l'inhalation. Les doses létales sont les suivantes : 8 g/kg de poids corporel pour le styrène et 6 g/kg pour l'éthylbenzène ; les concentrations létales par inhalation sont comprises entre 45 et 55 mg/l.
Dans l'industrie, un empoisonnement aigu au styrène ou à l'éthylbenzène peut survenir à la suite d'une panne ou d'un fonctionnement défectueux de l'usine. Une réaction de polymérisation incontrôlable s'accompagne d'un dégagement rapide de chaleur et nécessite une purge rapide du réacteur. Les contrôles techniques qui évitent une augmentation soudaine des concentrations de styrène et d'éthylbenzène dans l'atmosphère du lieu de travail sont essentiels ou les travailleurs impliqués peuvent être exposés à des niveaux dangereux avec des séquelles telles que l'encéphalopathie et l'hépatite toxique à moins qu'ils ne soient protégés par des respirateurs appropriés.
Toxicité chronique. Le styrène et l'éthylbenzène peuvent également provoquer une intoxication chronique. Une exposition prolongée aux vapeurs de styrène ou d'éthylbenzène à des concentrations supérieures aux niveaux autorisés peut entraîner des troubles fonctionnels du système nerveux, une irritation des voies respiratoires supérieures, des modifications hématologiques (en particulier leucopénie et lymphocytose) ainsi que des affections des voies hépatiques et biliaires. Examen médical des travailleurs employés depuis plus de 5 ans dans des usines de polystyrène et de caoutchouc synthétique dans lesquelles les concentrations atmosphériques de styrène et d'éthylbenzène étaient d'environ 50 mg/m3 ont révélé des cas d'hépatite toxique. Exposition prolongée à des concentrations de styrène inférieures à 50 mg/m3 provoqué des troubles de certaines fonctions hépatiques (protéines, pigments, glycogène). Les travailleurs de la production de polystyrène souffrent également d'asthénie et de troubles de la muqueuse nasale; Des troubles de l'ovulation et des menstruations ont également été observés.
Des recherches expérimentales chez le rat ont révélé que le styrène exerce des effets embryotoxiques à une concentration de 1.5 mg/m3; son métabolite oxyde de styrène est mutagène et réagit avec les microsomes, les protéines et l'acide nucléique des cellules hépatiques. L'oxyde de styrène est chimiquement actif et plusieurs fois plus toxique pour les rats que le styrène lui-même. L'oxyde de styrène est classé comme cancérogène probable du groupe 2A par le CIRC. Le styrène lui-même est considéré comme un cancérogène humain possible du groupe 2B.
Des expérimentations animales sur la toxicité chronique de l'éthylbenzène ont montré que des concentrations élevées (1,000 100 et XNUMX mg/m3) peut être nocif et provoquer des troubles fonctionnels et organiques (troubles du système nerveux, hépatite toxique et affections des voies respiratoires supérieures). Des concentrations aussi faibles que 10 mg/m3 peut entraîner une inflammation catarrhale des muqueuses des voies respiratoires supérieures. Concentrations de 1 mg/m3 donner lieu à des troubles de la fonction hépatique.
Dérivés trialkylés du benzène. Dans le triméthylbenzènes trois atomes d'hydrogène dans le noyau benzénique ont été remplacés par trois groupes méthyle pour former un autre groupe d'hydrocarbures aromatiques. L'utilisation de ces liquides présente un risque d'atteinte à la santé et un risque d'incendie. Les trois isomères sont inflammables. Le point d'éclair de pseudocumène est de 45.5 ° C, mais les liquides sont couramment utilisés industriellement comme constituants du naphta solvant de goudron de houille , qui peut avoir un point d'éclair n'importe où dans une plage de 32 ° C à moins de 23 ° C. En l'absence de précautions, une concentration inflammable de vapeur peut être présente lorsque les liquides sont utilisés dans des opérations de solvant et de diluant.
Dangers pour la santé. Les principales informations concernant les effets toxiques des triméthylbenzènes 1,3,5-triméthylbenzène et pseudocumène, tant sur les animaux que sur les êtres humains, proviennent d'études d'un solvant et diluant pour peinture qui contient 80 % de ces substances comme constituants . Ils agissent comme des dépresseurs du système nerveux central et peuvent affecter la coagulation du sang. Des bronchites de type asthmatique, des maux de tête, de la fatigue et de la somnolence ont également été signalés par 70 % des travailleurs exposés à des concentrations élevées. Une grande partie du 1,3,5-triméthylbenzène est oxydée dans l'organisme en acide mésitylénique, conjugué à la glycine et excrété dans les urines. Le pseudocumène est oxydé en p-l'acide xylique, ensuite excrété également dans les urines.
Cumène. Il faut tenir compte de certains risques pour la santé et d'incendie lorsque le cumène est utilisé dans un procédé industriel. Le cumène est un irritant cutané et peut être lentement absorbé par la peau. Il a également un puissant effet narcotique chez les animaux, et la narcose se développe plus lentement et dure plus longtemps qu'avec le benzène ou le toluène. Il a également tendance à causer des lésions aux poumons, au foie et aux reins, mais aucune lésion de ce type n'a été enregistrée chez l'homme.
Le cumène liquide ne dégage pas de vapeurs à des concentrations inflammables jusqu'à ce que sa température atteigne 43.9 °C. Ainsi, des mélanges inflammables de vapeur et d'air ne se formeront qu'au cours d'opérations incontrôlées impliquant des températures plus élevées. Si des solutions ou des revêtements contenant du cumène sont chauffés au cours d'un procédé (dans un four de séchage, par exemple), un incendie et, dans certaines conditions, une explosion se produisent facilement.
Mesures de santé et de sécurité
Étant donné que la principale voie d'entrée est les poumons, il devient important d'empêcher ces agents de pénétrer dans la zone respiratoire. Des systèmes de ventilation par aspiration efficaces pour prévenir l'accumulation de toxines sont l'une des méthodes les plus importantes pour prévenir une inhalation excessive. Les conteneurs ouverts doivent être couverts ou fermés lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Les précautions ci-dessus pour s'assurer qu'une concentration nocive de vapeur n'est pas présente dans l'atmosphère de travail sont tout à fait adéquates pour éviter des mélanges inflammables dans l'air dans des circonstances normales. Pour couvrir le risque de fuite accidentelle ou de débordement de liquide des cuves de stockage ou de traitement, des précautions supplémentaires sont nécessaires telles que des buttes autour des réservoirs de stockage, des seuils aux portes ou des planchers spécialement conçus pour limiter la propagation du liquide qui s'échappe. Les flammes nues et autres sources d'inflammation doivent être exclues là où ces agents sont stockés ou utilisés. Des moyens efficaces de traiter les fuites et les déversements doivent être disponibles.
Les respirateurs, bien qu'efficaces, ne doivent être utilisés qu'en cas d'urgence (ou en cas d'urgence) et dépendent entièrement de l'utilisateur. La protection contre la deuxième voie d'exposition principale, la peau, peut être assurée par des vêtements de protection tels que des gants, des protecteurs faciaux/écrans et des blouses. De plus, des lunettes de protection devraient être données aux travailleurs risquant de se projeter ces substances dans les yeux. Les travailleurs doivent éviter de porter des lentilles de contact lorsqu'ils travaillent dans des zones où l'exposition (en particulier au visage et aux yeux) est possible ; les lentilles de contact peuvent potentialiser l'effet nocif de ces substances et rendent souvent les douches oculaires moins efficaces à moins que les lentilles ne soient retirées immédiatement.
En cas de contact cutané avec ces substances, laver immédiatement la peau avec de l'eau et du savon. Si les vêtements ont été contaminés, retirez-les rapidement. Les hydrocarbures aromatiques dans les yeux doivent être éliminés par irrigation avec de l'eau pendant au moins 15 minutes. Les brûlures causées par des éclaboussures de composés liquéfiés nécessitent une attention médicale rapide. En cas d'exposition sévère, le patient doit être amené à l'air frais pour se reposer jusqu'à l'arrivée d'un médecin. Donner de l'oxygène si le patient semble avoir des difficultés à respirer. La majorité des personnes se rétablissent rapidement à l'air frais et un traitement symptomatique est rarement nécessaire.
Substitut au benzène. Il est maintenant reconnu que l'utilisation du benzène doit être abandonnée à toute fin industrielle ou commerciale où un substitut efficace et moins nocif est disponible, bien que souvent un substitut puisse ne pas être disponible lorsque le benzène est utilisé comme réactif dans une synthèse chimique. En revanche, il s'est avéré possible d'adopter des substituts dans presque toutes les très nombreuses opérations où le benzène a été utilisé comme solvant. Le substitut n'est pas toujours un aussi bon solvant que le benzène, mais il peut toujours s'avérer le solvant préférable car des précautions moins onéreuses sont nécessaires. Ces substituts comprennent le benzène
homologues (notamment le toluène et le xylène), le cyclohexane, les hydrocarbures aliphatiques (soit purs, comme c'est le cas avec l'hexane, soit en mélanges comme c'est le cas avec la large gamme de solvants pétroliers), les solvants naphtas (qui sont des mélanges relativement complexes de composition variable provenant du charbon) ou de certains produits pétroliers. Ils ne contiennent pratiquement pas de benzène et très peu de toluène ; les principaux constituants sont des homologues de ces deux hydrocarbures dans des proportions variables selon l'origine du mélange. Divers autres solvants peuvent être choisis en fonction du matériau à dissoudre et des processus industriels concernés. Ils comprennent les alcools, les cétones, les esters et les dérivés chlorés de l'éthylène.
Tableaux des hydrocarbures aromatiques
Tableau 1 - Informations chimiques.
Tableau 2 - Dangers pour la santé.
Tableau 3 - Dangers physiques et chimiques.
Tableau 4 - Proprietes physiques et chimiques.