Questa classe di composti è caratterizzata dalla presenza di un gruppo C=N (ciano) e comprende i cianuri e i nitrili (R–C=N) nonché sostanze chimiche correlate come cianogeni, isocianati e cianammidi. Devono principalmente la loro tossicità allo ione cianuro, che è in grado di inibire molti enzimi, in particolare la citocromo ossidasi, quando viene rilasciato nel corpo. La morte, che può essere più o meno rapida a seconda della velocità con cui viene rilasciato lo ione cianuro, deriva dall'asfissia chimica a livello cellulare.
Cianuri inorganici
I cianuri inorganici vengono prontamente idrolizzati dall'acqua e decomposti dall'anidride carbonica e dagli acidi minerali per formare acido cianidrico, che può anche essere prodotto da alcuni batteri presenti in natura. L'acido cianidrico si sviluppa nel coke e nella produzione dell'acciaio e può essere generato negli incendi in cui viene incenerita la schiuma poliuretanica (ad esempio, mobili, tramezzi e così via). Può essere generato accidentalmente dall'azione degli acidi sui rifiuti contenenti cianuro (il lattonitrile sviluppa acido cianidrico a contatto con un alcali, per esempio), e intenzionalmente nelle camere a gas per la pena capitale, dove i pellet di cianuro vengono fatti cadere in ciotole di acido per creare un'atmosfera letale.
Nitrili
I nitrili (chiamati anche cianuri organici) sono composti organici che contengono un gruppo ciano
(–C=N) come gruppo funzionale caratteristico e hanno la formula generica RCN. Possono essere considerati come derivati di idrocarburi in cui tre atomi di idrogeno attaccati a un carbonio primario sono sostituiti da un gruppo nitrilo, o come derivati di acidi carbossilici (R—COOH) in cui i radicali osso e ossidrile sono sostituiti da un gruppo nitrilo (R— C=N). Dopo l'idrolisi, producono un acido che contiene lo stesso numero di atomi di carbonio e che, quindi, è solitamente chiamato per analogia con l'acido piuttosto che come un derivato dell'acido cianidrico. Sono molto pericolosi se riscaldati fino alla decomposizione a causa del rilascio di acido cianidrico.
Nitrili alifatici saturi fino a C14 sono liquidi dall'odore piuttosto gradevole come gli eteri. Nitrili di C14 e superiori sono solidi inodori e generalmente incolori. La maggior parte dei nitrili bolle senza decomposizione a temperature inferiori a quelle degli acidi corrispondenti. Sono composti estremamente reattivi e sono ampiamente utilizzati come intermedi nella sintesi organica. Sono materiali di partenza ampiamente utilizzati nella sintesi di vari acidi grassi, prodotti farmaceutici, vitamine, resine sintetiche, materie plastiche e coloranti.
si utilizza
I composti inorganici ciano hanno svariati usi nell'industria dei metalli, chimica, plastica e gomma. Sono utilizzati come intermedi chimici, pesticidi, detergenti per metalli e come agenti per estrarre oro e argento dai minerali.
Acrionitrile (vinil cianuro, cianoetilene, propene nitrile), un liquido incolore infiammabile ed esplosivo, si trova nei rivestimenti superficiali e negli adesivi ed è utilizzato come intermedio chimico nella sintesi di antiossidanti, prodotti farmaceutici, pesticidi, coloranti e tensioattivi.
Calciocianamide (nitrolim, carbimuro di calcio, cianammide) è una polvere lucente grigio-nerastra utilizzata in agricoltura come fertilizzante, erbicida, pesticida e defogliante per le piante di cotone. Viene utilizzato anche nella tempra dell'acciaio e come desolforante nell'industria siderurgica. Nell'industria, la calciocianamide viene utilizzata per la produzione di cianuro di calcio e diciandiammide, la materia prima per la melammina.
Cianogeno, bromuro di cianogeno ed cloruro di cianogeno sono utilizzati nelle sintesi organiche. Il cianogeno è anche un fumigante e un gas combustibile per la saldatura e il taglio di metalli resistenti al calore. È un propellente per razzi o missili in miscele con ozono o fluoro; e può anche essere presente nelle emissioni di altoforno. Il bromuro di cianogeno è utilizzato nel trattamento dei tessuti, come fumigante e pesticida e nei processi di estrazione dell'oro. Il cloruro di cianogeno funge da agente di avvertimento nei gas fumiganti.
Acido cianidrico trova impiego nella produzione di fibre sintetiche e plastiche, in lucidanti per metalli, soluzioni galvaniche, processi metallurgici e fotografici e nella produzione di sali di cianuro. Cianuro di sodio ed cianuro di potassio sono utilizzati nella galvanica, nell'indurimento dell'acciaio, nell'estrazione di oro e argento dai minerali e nella produzione di coloranti e pigmenti. Inoltre, il cianuro di sodio funziona come un sedativo nella separazione per flottazione della schiuma dei minerali.
Ferricianuro di potassio (prussiato rosso di potassa) è utilizzato in fotografia e nei progetti, tempra dei metalli, galvanica e pigmenti. Ferrocianuro di potassio (prussiato giallo di potassa) viene utilizzato nella tempra dell'acciaio e nell'incisione di processo. Viene impiegato nella fabbricazione di pigmenti e come reagente chimico.
Cianuro di calcio, malononitrile, acetone cianoidrina (2-idrossi-2-metilproprionitrile), cianammide ed acrilonitrile sono altri composti utili nell'industria dei metalli, della plastica, della gomma e chimica. Il cianuro di calcio e il malononitrile sono agenti di lisciviazione per l'oro. Inoltre, il cianuro di calcio viene utilizzato come fumigante, pesticida, stabilizzante per cemento e nella produzione di acciaio inossidabile. L'acetone cianoidrina è un agente complessante per la raffinazione e la separazione dei metalli e la cianammide viene utilizzata nei detergenti per metalli, nella raffinazione dei minerali e nella produzione di gomma sintetica. Tiocianato di ammonio viene utilizzato nell'industria dei fiammiferi e della fotografia e per la doppia tintura dei tessuti e per migliorare la resistenza delle sete appesantite con sali di stagno. È uno stabilizzatore per colle, un tracciante nei giacimenti petroliferi e un ingrediente di pesticidi e propellenti liquidi per razzi. Cianato di potassio funge da intermedio chimico e da diserbante.
Alcuni dei nitrili organici più importanti nell'uso industriale includono acrionitrile (vinilcianammide, cianetilene, propene nitrile), acetonitrile, (metilcianammide, etanenitrile, cianometano), etilencianoidrina, proprionitrile (etilcianuro), lattonitrile, glicolinitrile (formaldeide cianoidrina, idrossiacetonitrile , idrossimetilcianuro, metilene cianoidrina), 2-metil-lattonitrile e adiponitrile.
Pericoli
I composti di cianuro sono tossici nella misura in cui rilasciano lo ione cianuro. L'esposizione acuta può causare la morte per asfissia, come conseguenza dell'esposizione a concentrazioni letali di acido cianidrico (HCN) sia per inalazione, ingestione o assorbimento percutaneo; nell'ultimo caso, invece, la dose richiesta è più elevata. L'esposizione cronica ai cianuri a livelli troppo bassi per produrre sintomi così gravi può causare una varietà di problemi. La dermatite, spesso accompagnata da prurito, rash eritematoso e papule, è stata un problema per i lavoratori dell'industria galvanica. Una grave irritazione del naso può portare a ostruzione, sanguinamento, desquamazione e, in alcuni casi, perforazione del setto. Tra i fumigatori, il lieve avvelenamento da cianuro è stato riconosciuto come la causa di sintomi di carenza di ossigeno, mal di testa, battito cardiaco accelerato e nausea, che sono stati completamente regrediti quando l'esposizione è cessata.
Può verificarsi avvelenamento sistemico cronico da cianuro, ma è raramente riconosciuto a causa della graduale insorgenza della disabilità e dei sintomi coerenti con altre diagnosi. È stato suggerito che un eccesso di tiocianato nei fluidi extracellulari potrebbe spiegare la malattia cronica dovuta al cianuro, poiché i sintomi riportati sono simili a quelli riscontrati quando il tiocianato è usato come farmaco. Sintomi di malattie croniche sono stati segnalati in elettroplaccatrici e lucidatrici d'argento dopo diversi anni di esposizione. I più importanti erano la debolezza motoria di braccia e gambe, mal di testa e malattie della tiroide; questi risultati sono stati segnalati anche come complicanze della terapia con tiocianato.
Tossicità
cianuri
Lo ione cianuro dei composti di cianuro solubili viene rapidamente assorbito da tutte le vie di ingresso: inalazione, ingestione e percutanea. Le sue proprietà tossiche derivano dalla sua capacità di formare complessi con ioni di metalli pesanti che inibiscono gli enzimi necessari per la respirazione cellulare, principalmente la citocromo ossidasi. Questo impedisce l'assorbimento di ossigeno da parte dei tessuti, provocando la morte per asfissia. Il sangue trattiene il suo ossigeno, producendo il caratteristico colore rosso ciliegia delle vittime di avvelenamento acuto da cianuro. Gli ioni cianuro si combinano con circa il 2% di metaemoglobina normalmente presente, un fatto che ha contribuito a sviluppare il trattamento dell'avvelenamento da cianuro.
Se la dose iniziale non è letale, parte della dose di cianuro viene espirata invariata, mentre la rodanasi, un enzima ampiamente distribuito nell'organismo, converte la parte rimanente nel molto meno dannoso tiocianato, che rimane nei fluidi corporei extracellulari fino a quando non viene escreto nel urina. I livelli urinari di tiocianato sono stati utilizzati per misurare l'entità dell'intossicazione, ma non sono specifici e sono elevati nei fumatori. Ci può essere un effetto sulla funzione tiroidea a causa dell'affinità dello ione tiocianato per lo iodio.
Ci sono variazioni negli effetti biologici dei composti in questo gruppo. A basse concentrazioni, l'acido cianidrico (acido cianidrico, acido prussico) e i composti di cianuro alogenato (cioè cloruro di cianogeno e bromuro) in forma di vapore producono irritazione degli occhi e delle vie respiratorie (gli effetti respiratori, compreso l'edema polmonare, possono essere ritardati ). Gli effetti sistemici includono debolezza, mal di testa, confusione, nausea e vomito. In lieve casi, la pressione sanguigna rimane normale nonostante l'aumento della frequenza cardiaca. La frequenza respiratoria varia con l'intensità dell'esposizione: rapida con un'esposizione lieve o lenta e ansimante con un'esposizione grave.
Nitrili
La tossicità dei nitrili varia notevolmente con la loro struttura molecolare, spaziando da composti relativamente non tossici (ad esempio, i nitrili di acidi grassi saturi) a materiali altamente tossici, come α-aminonitrili e α-cianoidrine, che sono considerati tossici tanto quanto stesso acido cianidrico. I nitrili alogenati sono altamente tossici e irritanti e provocano una notevole lacrimazione. I nitrili come acrilonitrile, propionitrile e fumaronitrile sono tossici e possono causare dermatiti gravi e dolorose nella pelle esposta.
L'esposizione a nitrili tossici può causare rapidamente la morte per asfissia simile a quella risultante dall'esposizione all'acido cianidrico. Si diceva che gli individui sopravvissuti all'esposizione ad alte concentrazioni di nitrili non avessero alcuna evidenza di effetti fisiologici residui dopo il recupero dall'episodio acuto; questo ha portato all'opinione che la persona soccomba all'esposizione al nitrile o si riprenda completamente.
La sorveglianza medica dovrebbe includere esami preliminari all'assunzione e periodici incentrati sui disturbi della pelle e del sistema cardiovascolare, polmonare e nervoso centrale. Una storia di svenimenti o disturbi convulsivi potrebbe presentare un rischio aggiuntivo per i lavoratori del nitrile.
Tutti i nitrili devono essere maneggiati in condizioni attentamente controllate e solo da personale con una conoscenza approfondita delle tecniche di manipolazione sicura. La pelle non deve essere utilizzata per indumenti protettivi, guanti e calzature, poiché può essere penetrata da acrionitrile e altri composti simili; i dispositivi di protezione in gomma devono essere lavati e ispezionati frequentemente per rilevare rigonfiamenti e rammollimenti. Gli occhi devono essere protetti, i respiratori adeguati devono essere indossati e tutti gli schizzi devono essere lavati via immediatamente e accuratamente.
acrilonitrile. L'acrilonitrile è un asfissiante chimico come l'acido cianidrico. È anche irritante, colpisce la pelle e le mucose; può causare gravi danni alla cornea dell'occhio se non lavato via rapidamente da un'abbondante irrigazione. La IARC ha classificato l'acrilonitrile come cancerogeno di gruppo 2A: l'agente è probabilmente cancerogeno per l'uomo. La classificazione si basa su prove limitate di cancerogenicità nell'uomo e prove sufficienti di cancerogenicità negli animali.
L'acrilonitrile può essere assorbito per inalazione o attraverso la pelle. Nelle esposizioni graduali, le vittime possono avere livelli significativi di cianuro nel sangue prima che compaiano i sintomi. Derivano dall'anossia tissutale e comprendono, approssimativamente in ordine di insorgenza, debolezza degli arti, dispnea, sensazione di bruciore alla gola, vertigini e difficoltà di giudizio, cianosi e nausea. Nelle fasi successive, collasso, respirazione irregolare o convulsioni e arresto cardiaco possono verificarsi senza preavviso. Alcuni pazienti appaiono isterici o possono anche essere violenti; qualsiasi deviazione dal comportamento normale dovrebbe suggerire avvelenamento da acrionitrile.
Il contatto ripetuto o prolungato della pelle con l'acrilonitrile può produrre irritazione dopo ore senza alcun effetto apparente. Poiché l'acrilonitrile viene facilmente assorbito dalla pelle o dagli indumenti, possono comparire vesciche a meno che gli articoli contaminati non vengano prontamente rimossi e la pelle sottostante lavata. Gli indumenti di gomma devono essere ispezionati e lavati frequentemente perché si ammorbidiscono e si gonfiano.
Un pericolo importante è l'incendio e l'esplosione. Il basso punto di infiammabilità indica che a temperature normali si sviluppa vapore sufficiente a formare una miscela infiammabile con l'aria. L'acrilonitrile ha la capacità di polimerizzare spontaneamente sotto l'azione della luce o del calore, che può portare all'esplosione anche se conservato in contenitori chiusi. Pertanto non deve mai essere immagazzinato disinibito. Il pericolo di incendio ed esplosione è intensificato dalla natura letale dei fumi e dei vapori emessi, quali ammoniaca e acido cianidrico.
Calciocianamide. La calciocianammide si incontra principalmente sotto forma di polvere. Se inalato provoca rinite, faringite, laringite e bronchite. La perforazione del setto nasale è stata segnalata dopo una lunga esposizione. Negli occhi, può causare congiuntivite, cheratite e ulcerazione corneale. Può causare una dermatite pruriginosa che, nel tempo, può presentare ulcerazioni a lenta guarigione sui palmi delle mani e tra le dita. Può verificarsi sensibilizzazione cutanea.
Il suo effetto sistemico più notevole è una caratteristica reazione vasomotoria caratterizzata da eritema diffuso del corpo, del viso e delle braccia che può essere accompagnato da affaticamento, nausea, vomito, diarrea, vertigini e sensazioni di freddo. Nei casi più gravi può verificarsi un collasso circolatorio. Questa reazione vasomotoria può essere innescata o esagerata dal consumo di alcol.
Oltre a un'adeguata ventilazione dei gas di scarico e dispositivi di protezione individuale, una crema barriera impermeabile può fornire una protezione aggiuntiva per il viso e la pelle esposta. È importante una buona igiene personale, comprese docce e cambi di abbigliamento dopo ogni turno.
Cianati. Alcuni dei cianati più importanti nell'uso industriale includono cianato di sodio, cianato di potassio, cianato di ammonio, cianato di piombo e cianato d'argento. Cianati di elementi come bario, boro, cadmio, cobalto, rame, silicio, zolfo e tallio possono essere preparati mediante reazioni tra soluzioni di un cianato e il corrispondente sale del metallo. Sono pericolosi perché rilasciano acido cianidrico quando riscaldati fino alla decomposizione o quando vengono a contatto con acidi o fumi acidi. Il personale che maneggia questi materiali deve essere dotato di protezione delle vie respiratorie e della pelle.
Il cianato di sodio è utilizzato nella sintesi organica, nel trattamento termico dell'acciaio e come intermedio nella produzione di prodotti farmaceutici. È considerato moderatamente tossico e i lavoratori dovrebbero essere protetti dall'inalazione di polvere e dalla contaminazione della pelle.
I composti di cianato variano in tossicità; pertanto, devono essere maneggiati in condizioni controllate, adottando le precauzioni standard per proteggere il personale dall'esposizione. Quando riscaldati fino alla decomposizione o posti a contatto con acidi o fumi acidi, i cianati emettono fumi altamente tossici. Deve essere fornita un'adeguata ventilazione e la qualità dell'aria nel luogo di lavoro deve essere attentamente monitorata. Il personale non deve inalare aria contaminata né consentire il contatto della pelle con questi materiali. Una buona igiene personale è essenziale per coloro che lavorano nelle aree in cui vengono manipolati tali composti.
Misure di sicurezza e salute
È necessaria una scrupolosa attenzione alla corretta ventilazione. Si raccomanda una chiusura completa del processo, con ventilazione di scarico supplementare disponibile. Segnali di avvertimento dovrebbero essere affissi vicino agli ingressi delle aree in cui l'acido cianidrico può essere rilasciato nell'aria. Tutti i contenitori per la spedizione e lo stoccaggio dell'acido cianidrico o dei sali di cianuro devono recare un'etichetta di avvertenza che includa le istruzioni per il primo soccorso; dovrebbero essere in un'area ben ventilata e maneggiati con grande cura.
Coloro che lavorano con i sali di cianuro dovrebbero comprendere appieno il pericolo. Dovrebbero essere addestrati a riconoscere l'odore caratteristico dell'acido cianidrico e ad evacuare immediatamente l'area di lavoro se viene rilevato. I lavoratori che entrano in un'area contaminata devono essere forniti di respiratori ad aria o autonomi con bombolette specifiche per cianuri, occhiali se non si indossano maschere a pieno facciale e indumenti protettivi impermeabili.
Per chi lavora con l'acrilonitrile sono necessarie le consuete precauzioni per gli agenti cancerogeni e per i liquidi altamente infiammabili. È necessario adottare misure per eliminare il rischio di ignizione da fonti quali apparecchiature elettriche, elettricità statica e attrito. A causa della natura tossica, oltre che infiammabile, del vapore, la sua fuoriuscita nell'aria del luogo di lavoro deve essere impedita dalla chiusura del processo e dalla ventilazione di scarico. Il monitoraggio continuo dell'aria sul posto di lavoro è necessario per garantire che questi controlli tecnici rimangano efficaci. Una protezione respiratoria personale, preferibilmente del tipo a pressione positiva, e indumenti protettivi impermeabili sono necessari quando esiste una possibilità di esposizione, come da un'operazione normale ma non di routine come la sostituzione di una pompa. La pelle non deve essere utilizzata per indumenti protettivi poiché è facilmente penetrata dall'acrilonitrile; la gomma e altri tipi di indumenti devono essere ispezionati e lavati frequentemente.
I lavoratori dell'acrilonitrile dovrebbero essere istruiti sui pericoli della sostanza chimica e addestrati al salvataggio, alla decontaminazione, alle procedure di supporto vitale e all'uso del nitrato di amile. In caso di emergenza è necessaria assistenza medica qualificata; requisiti principali sono un sistema di allarme e personale di impianto formato a supporto delle attività degli operatori sanitari. Forniture di antidoti specifici dovrebbero essere disponibili in loco e presso i centri ospedalieri adiacenti.
La sorveglianza medica dei lavoratori potenzialmente esposti ai cianuri dovrebbe concentrarsi sui sistemi respiratorio, cardiovascolare e nervoso centrale; funzionalità epatica, renale e tiroidea; condizione della pelle; e una storia di svenimenti o vertigini. I lavoratori con malattie croniche dei reni, delle vie respiratorie, della pelle o della tiroide corrono un rischio maggiore di sviluppare effetti tossici del cianuro rispetto ai lavoratori sani.
Il controllo medico richiede l'addestramento alla rianimazione artificiale e l'uso di farmaci prescritti per il trattamento di emergenza dell'avvelenamento acuto (p. es., inalazioni di nitrito di amile). Non appena possibile, gli indumenti, i guanti e le calzature contaminati devono essere rimossi e la pelle lavata per impedire l'assorbimento continuo. I kit di pronto soccorso con farmaci e siringhe devono essere adeguatamente a portata di mano e controllati frequentemente.
Sfortunatamente, alcuni manuali ampiamente diffusi suggeriscono che il blu di metilene sia utile nell'avvelenamento da cianuro perché, a determinate concentrazioni, forma metaemoglobina, che, a causa della sua affinità per lo ione cianuro, potrebbe ridurre l'effetto tossico. L'uso del blu di metilene è sconsigliato poiché ad altre concentrazioni ha l'effetto inverso di convertire la metaemoglobina in emoglobina e le analisi per verificare che la sua concentrazione sia appropriata non sono fattibili nelle condizioni create dall'emergenza cianuro.
Trattamento
Gli individui esposti a livelli tossici di nitrili devono essere immediatamente portati in un'area sicura e trattati con nitrito di amile per inalazione. Qualsiasi indicazione di problemi respiratori indicherebbe l'inalazione di ossigeno e, se necessario, la rianimazione cardiopolmonare. Gli indumenti contaminati devono essere rimossi e le aree della pelle lavate abbondantemente. Si consiglia un lavaggio prolungato degli occhi con soluzioni neutre o acqua in caso di lacrimazione o qualsiasi evidenza di irritazione congiuntivale. Medici, infermieri e tecnici medici di emergenza adeguatamente formati devono essere convocati prontamente sul posto per somministrare il trattamento definitivo e tenere la vittima sotto stretta osservazione fino al completo recupero.
Tabelle dei composti ciano
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.