Gli idrocarburi aromatici sono quegli idrocarburi che possiedono le proprietà speciali associate al nucleo o anello benzenico, in cui sei gruppi carbonio-idrogeno sono disposti ai vertici di un esagono. I legami che uniscono i sei gruppi nell'anello presentano caratteristiche di comportamento intermedio tra legami singoli e doppi. Pertanto, sebbene il benzene possa reagire per formare prodotti di addizione come il cicloesano, la reazione caratteristica del benzene non è una reazione di addizione ma una reazione di sostituzione in cui un idrogeno è sostituito da un sostituente, elemento o gruppo univalente.
Gli idrocarburi aromatici e i loro derivati sono composti le cui molecole sono composte da una o più strutture ad anello stabili del tipo descritto e possono essere considerati come derivati del benzene secondo tre processi fondamentali:
- mediante sostituzione di atomi di idrogeno con radicali di idrocarburi alifatici
- mediante collegamento di due o più anelli benzenici, direttamente o mediante catene alifatiche intermedie o altri radicali, o mediante catene alifatiche intermedie o altri radicali
- per condensazione di anelli benzenici.
Ciascuna delle strutture ad anello può costituire la base di serie omologhe di idrocarburi in cui una successione di gruppi alchilici, saturi o non saturi, sostituisce uno o più degli atomi di idrogeno dei gruppi carbonio-idrogeno.
Le fonti principali degli idrocarburi aromatici sono la distillazione del carbone e una serie di operazioni petrolchimiche, in particolare il reforming catalitico, la distillazione del petrolio greggio e l'alchilazione di idrocarburi aromatici inferiori. Oli essenziali, contenenti terpeni e p-cimene, si possono ricavare anche da pini, eucalipti e piante aromatiche, e sono un sottoprodotto dell'industria cartaria che utilizza la polpa dei pini. Gli idrocarburi policiclici sono presenti nel fumo delle atmosfere urbane.
si utilizza
L'importanza economica degli idrocarburi aromatici è stata significativa da quando la nafta di catrame di carbone è stata utilizzata come solvente per la gomma all'inizio del diciannovesimo secolo. Gli attuali usi dei composti aromatici come prodotti puri includono la sintesi chimica di plastica, gomma sintetica, vernici, coloranti, esplosivi, pesticidi, detergenti, profumi e farmaci. Questi composti sono utilizzati principalmente come miscele in solventi e costituiscono una frazione variabile della benzina.
cumene viene utilizzato come componente di miscelazione ad alto numero di ottani nel carburante per aerei, come diluente per vernici e lacche a base di cellulosa, come importante materiale di partenza per la sintesi di fenolo e acetone e per la produzione di stirene mediante cracking. Serve come costituente di molti solventi petroliferi commerciali nell'intervallo di ebollizione da 150 a 160 °C. È un buon solvente per grassi e resine ed è stato quindi utilizzato come sostituto del benzene in molti dei suoi usi industriali. Il p-cimene si trova in diversi oli essenziali e può essere ottenuto da terpeni monociclici mediante idrogenazione. È un sottoprodotto della fabbricazione della pasta per carta al solfito e viene utilizzato principalmente con altri solventi e idrocarburi aromatici come diluente per lacche e vernici.
cumarina è utilizzato come agente deodorante e esaltatore di odori in saponi, tabacco, prodotti in gomma e profumi. Viene utilizzato anche nelle preparazioni farmaceutiche.
Benzene è stato bandito come ingrediente nei prodotti destinati all'uso domestico e i suoi usi come solvente e componente del liquido per la pulizia a secco sono stati interrotti in molti paesi.
Il benzene è stato ampiamente utilizzato nella produzione di stirene, fenoli, anidride maleica e numerosi detergenti, esplosivi, prodotti farmaceutici e coloranti. È stato utilizzato come combustibile, reagente chimico e agente di estrazione per semi e noci. I derivati mono-, di- e trialchilici del benzene sono utilizzati principalmente come solventi e diluenti nella e nella produzione di profumi e sostanze intermedie coloranti. Queste sostanze sono presenti in alcuni petroli e nei distillati di catrame di carbone. Lo pseudocumene è usato nella produzione di profumi, e l'1,3,5-trimetilbenzene e lo pseudocumene sono usati anche come intermedi di sostanze coloranti, ma il principale uso industriale di queste sostanze è come solventi e diluenti per vernici.
toluene è un solvente per oli, resine, gomma naturale (miscelata con cicloesano) e sintetica, catrame di carbone, asfalto, pece e acetilcellulosa (miscelata a caldo con alcool etilico). È anche un solvente e diluente per pitture e vernici a base di cellulosa e un diluente per inchiostri per fotoincisione. Miscelato con acqua forma miscele azeotropiche con effetto delucidante. Il toluene si trova in miscele utilizzate come prodotti per la pulizia in numerose industrie e nell'artigianato. Viene utilizzato nella produzione di detergenti e pelli artificiali e come importante materia prima per sintesi organiche, in particolare quelle di cloruri di benzoile e benzilidene, saccarina, cloramina T, trinitrotoluene e molti coloranti. Il toluene è un costituente del carburante per aviazione e della benzina per automobili. Questa sostanza doveva essere ritirata da questi usi nell'Unione Europea a seguito del Regolamento del Consiglio CE 594/91.
naftalina è utilizzato come prodotto di partenza nella sintesi organica di un'ampia gamma di sostanze chimiche, come pesticida nella naftalina e nei conservanti del legno. Viene impiegato anche nella fabbricazione dell'indaco e viene applicato esternamente su bestiame o pollame per controllare i pidocchi.
Styrene viene utilizzato nella produzione di un'ampia gamma di polimeri (ad es. polistirene) ed elastomeri copolimerici, come la gomma butadiene-stirene o l'acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS), ottenuti dalla copolimerizzazione dello stirene con 1,3-butadiene e acrilonitrile. Lo stirene è ampiamente utilizzato nella produzione di plastiche trasparenti. etilbenzene è un intermedio nella sintesi organica, in particolare nella produzione di stirene e gomma sintetica. Viene impiegato come solvente o diluente, componente di carburanti per automazione e aviazione e nella produzione di acetato di cellulosa.
Ci sono tre isomeri di xilene: ortho- (o-) per- (p-) e arrivo- (m-). Il prodotto commerciale è una miscela di isomeri, la percentuale maggiore costituita da arrivo- composto (fino al 60 al 70%) e la percentuale più piccola del per- composto (fino al 5%). Lo xilene è usato commercialmente come diluente per pitture, vernici, in prodotti farmaceutici, come additivo ad alto numero di ottano per carburanti per aviazione, nella sintesi di coloranti e per la produzione di acidi ftalici. Poiché lo xilene è un buon solvente per paraffina, balsamo del Canada e polistirene, viene utilizzato in istologia.
Terfenili sono usati come intermedi chimici nella produzione di lubrificanti non spargibili e come refrigeranti per reattori nucleari. Terfenili e bifenili sono usati come agenti di trasferimento del calore, nella sintesi organica e nella produzione di profumi. difenilmetano, ad esempio, viene utilizzato come profumo nell'industria dei saponi e come solvente per lacche cellulosiche. Ha anche alcune applicazioni come pesticida.
Pericoli
L'assorbimento avviene per inalazione, ingestione e in piccole quantità attraverso la cute integra. In generale i derivati monoalchilici del benzene sono più tossici dei derivati dialchilici, ei derivati a catena ramificata sono più tossici di quelli a catena lineare. Gli idrocarburi aromatici vengono metabolizzati attraverso la biossidazione dell'anello; se sono presenti catene laterali, preferibilmente del gruppo metilico, queste vengono ossidate e l'anello viene lasciato inalterato. Sono, in gran parte, convertiti in composti idrosolubili, quindi coniugati con glicina, acido glucuronico o acido solforico ed eliminati con le urine.
Gli idrocarburi aromatici sono in grado di provocare effetti acuti e cronici sul sistema nervoso centrale. Acuti, possono causare mal di testa, nausea, vertigini, disorientamento, confusione e svogliatezza. Alte dosi acute possono anche provocare perdita di coscienza e depressione respiratoria. L'irritazione delle vie respiratorie (tosse e mal di gola) è un noto effetto acuto. I sintomi cardiovascolari possono includere palpitazioni e stordimento. I sintomi neurologici dell'esposizione cronica possono includere cambiamenti comportamentali, depressione, alterazioni dell'umore e cambiamenti nella personalità e nella funzione intellettuale. È anche noto che l'esposizione cronica causa o contribuisce alla neuropatia distale in alcuni pazienti. Il toluene è stato anche associato a una sindrome persistente di atassia cerebellare. Gli effetti cronici possono anche includere pelle secca, irritata, screpolata e dermatite. L'epatotossicità è stata anche associata all'esposizione, in particolare al gruppo clorurato. Il benzene è un cancerogeno confermato negli esseri umani, essendo noto per causare tutti i tipi di leucemia, ma principalmente la leucemia non linfocitica acuta. Può anche causare anemia aplastica e pancitopenia (reversibile).
Gli idrocarburi aromatici come gruppo rappresentano un rischio significativo di infiammabilità. La National Fire Prevention Association (NFPA) degli Stati Uniti ha classificato la maggior parte dei composti in questo gruppo con un codice di infiammabilità di 3 (dove 4 è un grave pericolo). Devono essere messe in atto misure per prevenire l'accumulo di vapori nell'ambiente di lavoro e per affrontare tempestivamente perdite e sversamenti. Estremi di calore devono essere evitati in presenza di vapori.
Benzene
Il benzene è spesso indicato come “benzolo” nella sua forma commerciale (che è una miscela di benzene e suoi omologhi) e non deve essere confuso con la benzina, un solvente commerciale che consiste in una miscela di idrocarburi alifatici.
Meccanismo. L'assorbimento del benzene di solito avviene attraverso i polmoni e il tratto gastrointestinale. Tende a non essere ben assorbito attraverso la pelle a meno che non si verifichino esposizioni eccezionalmente elevate. Una piccola quantità di benzene viene espirata invariata. Il benzene è ampiamente distribuito in tutto il corpo ed è metabolizzato principalmente in fenolo, che viene escreto nelle urine dopo la coniugazione. Al termine dell'esposizione, i livelli dei tessuti corporei diminuiscono rapidamente.
Dal punto di vista biologico, sembra che i disturbi del midollo osseo e del sangue riscontrati nell'avvelenamento cronico da benzene possano essere attribuiti alla conversione del benzene in epossido di benzene. È stato suggerito che il benzene potrebbe essere ossidato a epossido direttamente nelle cellule del midollo osseo, come gli eritroblasti. Per quanto riguarda il meccanismo tossico, i metaboliti del benzene sembrano interferire con gli acidi nucleici. Sono stati osservati tassi aumentati di aberrazioni cromosomiche sia negli esseri umani che negli animali esposti al benzene. Qualsiasi condizione suscettibile di inibire l'ulteriore metabolismo dell'epossido di benzene e le reazioni di coniugazione, in particolare i disturbi epatici, tende a potenziare l'azione tossica del benzene. Questi fattori sono importanti quando si considerano le differenze nella suscettibilità individuale a questo agente tossico. Il benzene è discusso più dettagliatamente altrove in questo Enciclopedia.
Incendio ed esplosione. Il benzene è un liquido infiammabile, il cui vapore forma nell'aria miscele infiammabili o esplosive in un ampio intervallo di concentrazioni; il liquido svilupperà concentrazioni di vapore in questo intervallo a temperature fino a -11 °C. In assenza di precauzioni, quindi, a tutte le normali temperature di lavoro è probabile che siano presenti concentrazioni infiammabili dove il liquido viene immagazzinato, maneggiato o utilizzato. Il rischio diventa più pronunciato quando si verifica la fuoriuscita accidentale o la fuoriuscita di liquido.
Toluene e derivati
Metabolismo. Il toluene viene assorbito dall'organismo principalmente attraverso le vie respiratorie e, in misura minore, attraverso la pelle. Penetra nella barriera alveolare, la miscela sangue/aria è nella proporzione di 11.2 a 15.6 a 37 °C, e quindi si diffonde attraverso i diversi tessuti in quantità che dipendono rispettivamente dalle loro caratteristiche di perfusione e solubilità.
La proporzione tessuto-sangue è 1:3 tranne nel caso di quei tessuti ricchi di grasso, che hanno un coefficiente di 80:100. Il toluene viene quindi ossidato nella sua catena laterale nei microsomi epatici (mono-ossigenazione microsomiale). Il prodotto più importante di questa trasformazione, che rappresenta circa il 68% del toluene assorbito, è l'acido ippurico (AH), che compare nelle urine per escrezione renale principalmente venendo escreto nei tubuli prossimali. Piccole quantità di o-cresolo (0.1%) e p-cresolo (1%), che sono il risultato dell'ossidazione nel nucleo aromatico, possono essere rilevati anche nelle urine, come discusso nel Monitoraggio biologico capitolo di questo Enciclopedia.
L'emivita biologica di AH è molto breve, essendo dell'ordine di 1-2 ore. Il livello di toluene nell'aria espirata a riposo è dell'ordine di 18 ppm durante un tasso di esposizione di 100 ppm, e questo scende molto rapidamente dopo che l'esposizione è terminata. La quantità di toluene trattenuta nel corpo è una funzione della percentuale di grasso presente. I soggetti obesi manterranno più toluene nel loro corpo.
Nel fegato lo stesso sistema enzimatico ossida toluene, stirene e benzene. Queste tre sostanze tendono quindi ad inibirsi reciprocamente in modo competitivo. Pertanto, se ai ratti vengono somministrate forti dosi di toluene e benzene, si osserverà una riduzione della concentrazione dei metaboliti del benzene nel tessuto e nelle urine, e analogamente un aumento del benzene nell'aria espirata. Nel caso del tricloroetilene l'inibizione non è competitiva in quanto le due sostanze non vengono ossidate dallo stesso sistema enzimatico. L'esposizione simultanea comporterà una riduzione di AH e la comparsa di composti di tricloro nelle urine. Ci sarà un maggiore assorbimento di toluene sotto sforzo che a riposo. Con una potenza di 50 watt, i valori rilevati nel sangue arterioso e nell'aria alveolare sono raddoppiati rispetto a quelli rilevati a riposo.
Rischi acuti e cronici per la salute. Il toluene ha una tossicità acuta leggermente più intensa di quella del benzene. Ad una concentrazione di circa 200 o 240 ppm, provoca dopo 3-7 ore vertigini, vertigini, difficoltà a mantenere l'equilibrio e mal di testa. Concentrazioni più elevate possono provocare un coma narcotico.
I sintomi di tossicità cronica sono quelli abitualmente riscontrati con l'esposizione ai solventi comunemente usati, e comprendono: irritazione delle mucose, euforia, mal di testa, vertigini, nausea, perdita di appetito e intolleranza all'alcool. Questi sintomi generalmente compaiono alla fine della giornata, sono più gravi alla fine della settimana e diminuiscono o scompaiono durante il fine settimana o in vacanza.
Il toluene non ha azione sul midollo osseo. I casi che sono stati segnalati riguardano o un'esposizione al toluene insieme al benzene o non sono chiari su questo argomento. In teoria è possibile che il toluene possa dare origine ad un attacco epatotossico, ma questo non è mai stato dimostrato. Alcuni autori hanno suggerito la possibilità che causi una malattia autoimmune simile alla sindrome di Goodpasture (glomerulonefrite autoimmune).
Si segnalano diversi casi di morte improvvisa, soprattutto nel caso di bambini o adolescenti dediti ad annusare colla (inalazione di fumi di adesivi contenenti toluene tra altri solventi), derivanti da arresto cardiaco dovuto a fibrillazione ventricolare con perdita di catecolamine. Studi sugli animali hanno dimostrato che il toluene è teratogeno solo a dosi elevate.
Incendio ed esplosione. A tutte le normali temperature di esercizio, il toluene sviluppa vapori pericolosamente infiammabili. Le luci aperte o altri agenti che possono incendiare il vapore devono essere esclusi dalle aree in cui il liquido potrebbe essere esposto durante l'uso o accidentalmente. Sono necessarie strutture adeguate per lo stoccaggio e la spedizione.
Altri derivati monoalchilici del benzene. propilbenzene è un depressivo del sistema nervoso centrale con effetti lenti ma prolungati. Sodio dodecilbenzensolfonato è prodotto dalla reazione catalitica di tetrapropilene con benzene, acidificazione con acido solforico e trattamento con soda caustica. Il contatto ripetuto con la pelle può causare dermatiti; in caso di esposizione prolungata potrebbe agire come blando irritante delle mucose.
p-terz-Butiltoluene. La presenza del vapore è rilevabile dall'odore a 5 ppm. Una leggera irritazione congiuntivale si verifica dopo l'esposizione a 5-8 ppm. L'esposizione al vapore provoca mal di testa, nausea, malessere e segni di distonia neurovegetativa. Il metabolismo di questa sostanza è probabilmente simile a quello del toluene. Nell'uso del p-terz-butiltoluene devono essere prese le stesse precauzioni antincendio e sanitarie descritte per il toluene.
xilene
Come il benzene, lo xilene è un narcotico, un'esposizione prolungata a cui provoca compromissione degli organi emopoietici e disturbi del sistema nervoso. Il quadro clinico dell'intossicazione acuta è simile a quello dell'avvelenamento da benzene. I sintomi sono affaticamento, vertigini, ubriachezza, brividi, dispnea e talvolta nausea e vomito; nei casi più gravi può esserci stato di incoscienza. Si osserva anche irritazione delle mucose degli occhi, delle vie aeree superiori e dei reni.
L'esposizione cronica provoca lamentele di debolezza generale, affaticamento eccessivo, vertigini, mal di testa, irritabilità, insonnia, perdita di memoria e ronzii nell'orecchio. I sintomi tipici sono disturbi cardiovascolari, sapore dolciastro in bocca, nausea, a volte vomito, perdita di appetito, forte sete, bruciore agli occhi e sanguinamento dal naso. In alcuni casi si possono osservare disturbi funzionali del sistema nervoso centrale associati a effetti neurologici pronunciati (ad es. distonia), compromissione della funzione di formazione delle proteine e ridotta reattività immunobiologica.
Le donne possono soffrire di disturbi mestruali (menorragia, metrorragia). È stato riportato che le lavoratrici esposte a toluene e xilene in concentrazioni che superavano periodicamente i limiti di esposizione erano anche affette da condizioni patologiche di gravidanza (tossicosi, pericolo di aborto spontaneo, emorragie durante il parto) e infertilità.
Le alterazioni del sangue si manifestano come anemia, poichilocitosi, anisocitosi, leucopenia (a volte leucocitosi) con relativa linfocitosi e, in alcuni casi, trombocitopenia fortemente pronunciata. Esistono dati sulle differenze nella suscettibilità individuale allo xilene. Nessuna intossicazione cronica è stata osservata in alcuni lavoratori esposti per alcuni decenni allo xilene, mentre un terzo del personale operante nelle stesse condizioni di esposizione presentava sintomi di avvelenamento cronico da xilene ed era disabile. L'esposizione prolungata allo xilene può ridurre la resistenza dell'organismo e renderlo più suscettibile a vari tipi di fattori patogeni. L'analisi delle urine rivela proteine, sangue, urobilina e urobilinogeno nelle urine.
Sono noti casi mortali di avvelenamento cronico, in particolare tra i lavoratori dell'industria della stampa calcografica ma anche in altri settori. Sono stati segnalati casi di avvelenamento grave e fatale tra donne in gravidanza affette da emofilia e aplasia del midollo osseo. Lo xilene provoca anche cambiamenti della pelle, in particolare l'eczema.
L'avvelenamento cronico è associato alla presenza di tracce di xilene in tutti gli organi, in particolare nelle ghiandole surrenali, nel midollo osseo, nella milza e nel tessuto nervoso. Lo xilene si ossida nell'organismo per formare acidi toluici (o-, m-, p-acido metilbenzoico), che in seguito reagiscono con glicina e acido glucuronico.
Durante la produzione o l'uso di xilene possono esserci concentrazioni elevate nell'aria del luogo di lavoro se l'apparecchiatura non è a tenuta e vengono utilizzati processi aperti, che talvolta comportano ampie superfici di evaporazione. Grandi quantità vengono rilasciate nell'aria anche durante i lavori di riparazione e durante la pulizia dell'attrezzatura.
Il contatto con lo xilene, che può aver contaminato le superfici dei locali e delle attrezzature o anche gli indumenti protettivi, può provocarne l'assorbimento attraverso la pelle. Il tasso di assorbimento cutaneo nell'uomo è compreso tra 4 e 10 mg/cm2 all'ora.
Livelli di 100 ppm per un massimo di 30 minuti sono stati associati a lieve irritazione del tratto respiratorio superiore. A 300 ppm, l'equilibrio, la visione e i tempi di reazione ne risentono. L'esposizione a 700 ppm per 60 minuti può provocare mal di testa, vertigini e nausea.
Altri derivati dialchilbenzene. I rischi di incendio sono associati all'uso di p-cimene, che è anche un irritante cutaneo primario. Il contatto con il liquido può causare secchezza, sgrassamento ed eritema. Non ci sono prove conclusive che possa influenzare il midollo sanguigno. L'esposizione acuta al p-terz-butiltoluene in concentrazioni pari o superiori a 20 ppm può causare nausea, gusto metallico, irritazione agli occhi e vertigini. È stato riscontrato che l'esposizione ripetuta è responsabile di diminuzione della pressione sanguigna, aumento della frequenza cardiaca, ansia e tremore, lieve anemia con leucopenia ed eosinofilia. Nell'esposizione ripetuta è anche un lieve irritante per la pelle a causa della rimozione del grasso. Gli studi di tossicità sugli animali mostrano effetti sul sistema nervoso centrale (SNC), con lesioni nel corpo calloso e nel midollo spinale.
Stirene ed etilbenzene. L'avvelenamento da stirene ed etilbenzene sono molto simili e di conseguenza vengono qui trattati insieme. Lo stirene può entrare nel corpo sia per inalazione di vapore sia, essendo liposolubile, per assorbimento attraverso la pelle intatta. Satura rapidamente il corpo (in 30-40 min), si distribuisce in tutti gli organi ed è rapidamente eliminato (85% in 24 h) sia nelle urine (71% sotto forma di prodotti di ossidazione del gruppo vinilico - ippurico e mandelico acidi) o nell'aria espirata (10%). Per quanto riguarda l'etilbenzene, il 70% viene eliminato con le urine sotto forma di vari metaboliti: acido fenilacetico, alcool α-feniletilico, acido mandelico e acido benzoico.
La presenza del doppio legame nella catena laterale dello stirene aumenta notevolmente le proprietà irritanti dell'anello benzenico; tuttavia l'azione tossica generale dello stirene è meno pronunciata di quella dell'etilbenzene. Lo stirene liquido ha un effetto locale sulla pelle. Esperimenti su animali hanno dimostrato che lo stirene liquido irrita la pelle e provoca vesciche e necrosi tissutale. L'esposizione ai vapori di stirene può anche dar luogo a irritazioni cutanee.
I vapori di etilbenzene e stirene in concentrazioni superiori a 2 mg/ml possono provocare avvelenamento acuto negli animali da laboratorio; i sintomi iniziali sono l'irritazione delle mucose delle prime vie respiratorie, degli occhi e della bocca. Questi sintomi sono seguiti da narcosi, crampi e morte per paralisi del centro respiratorio. I principali reperti patologici sono l'edema del cervello e dei polmoni, la necrosi epiteliale dei tubuli renali e la distrofia epatica.
L'etilbenzene è più volatile dello stirene e la sua produzione è associata a un maggior rischio di intossicazione acuta; entrambe le sostanze sono tossiche per ingestione. Esperimenti su animali hanno dimostrato che l'assorbimento digestivo dello stirene provoca sintomi di avvelenamento simili a quelli derivanti dall'inalazione. Le dosi letali sono le seguenti: 8 g/kg di peso corporeo per lo stirene e 6 g/kg per l'etilbenzene; le concentrazioni letali per inalazione sono comprese tra 45 e 55 mg/l.
Nell'industria può verificarsi un avvelenamento acuto da stirene o etilbenzene a seguito di un guasto o di un funzionamento difettoso dell'impianto. Una reazione di polimerizzazione che va fuori controllo è accompagnata da un rapido rilascio di calore e richiede un rapido spurgo del recipiente di reazione. I controlli tecnici che evitano un improvviso aumento delle concentrazioni di stirene ed etilbenzene nell'atmosfera del posto di lavoro sono essenziali o i lavoratori coinvolti possono essere esposti a livelli pericolosi con sequele come encefalopatia ed epatite tossica a meno che non siano protetti da adeguati respiratori.
Tossicità cronica. Sia lo stirene che l'etilbenzene possono anche causare avvelenamento cronico. L'esposizione prolungata ai vapori di stirene o etilbenzene in concentrazioni superiori ai livelli consentiti può causare disturbi funzionali del sistema nervoso, irritazione delle prime vie aeree, alterazioni ematologiche (in particolare leucopenia e linfocitosi) e anche disturbi epatici e delle vie biliari. Visita medica di lavoratori impiegati da più di 5 anni in impianti di polistirolo e gomma sintetica in cui le concentrazioni atmosferiche di stirene ed etilbenzene erano intorno a 50 mg/m3 casi rivelati di epatite tossica. Esposizione prolungata a concentrazioni di stirene inferiori a 50 mg/m3 causato disturbi di alcune funzioni epatiche (proteine, pigmento, glicogeno). Gli addetti alla produzione di polistirolo sono stati inoltre riscontrati affetti da astenia e disturbi della mucosa nasale; sono stati osservati anche disturbi dell'ovulazione e delle mestruazioni.
La ricerca sperimentale sui ratti ha rivelato che lo stirene esercita effetti embriotossici a una concentrazione di 1.5 mg/m3; il suo metabolita ossido di stirene è mutageno e reagisce con i microsomi, le proteine e l'acido nucleico delle cellule epatiche. L'ossido di stirene è chimicamente attivo e molte volte più tossico per i ratti dello stirene stesso. L'ossido di stirene è classificato come probabile cancerogeno del Gruppo 2A dalla IARC. Lo stesso stirene è considerato un possibile cancerogeno per l'uomo del gruppo 2B.
Esperimenti su animali sulla tossicità cronica dell'etilbenzene hanno mostrato che alte concentrazioni (1,000 e 100 mg/m3) può essere dannoso e causare disturbi funzionali e organici (disturbi del sistema nervoso, epatite tossica e disturbi delle vie respiratorie superiori). Concentrazioni fino a 10 mg/m3 può portare a infiammazione catarrale delle mucose del tratto respiratorio superiore. Concentrazioni di 1 mg/m3 dare origine a disturbi della funzionalità epatica.
Trialchil derivati del benzene. Nel trimetilbenzeni tre atomi di idrogeno nel nucleo del benzene sono stati sostituiti da tre gruppi metilici per formare un ulteriore gruppo di idrocarburi aromatici. Il rischio di danni alla salute e il rischio di incendio sono associati all'uso di questi liquidi. Tutti e tre gli isomeri sono infiammabili. Il punto di infiammabilità di pseudocumene è di 45.5 °C, ma i liquidi sono comunemente usati industrialmente come costituenti della nafta solvente di catrame di carbone, che può avere un punto di infiammabilità ovunque in un intervallo compreso tra 32 °C e meno di 23 °C. In assenza di precauzioni, può essere presente una concentrazione infiammabile di vapore dove i liquidi vengono utilizzati in operazioni con solventi e diluenti.
Rischi per la salute. Le principali informazioni sugli effetti tossici dei trimetilbenzeni 1,3,5-trimetilbenzene e pseudocumene, sia sugli animali che sull'uomo, sono state ricavate da studi su un solvente e diluente per vernici che contiene l'80% di queste sostanze come costituenti . Agiscono come depressivi del sistema nervoso centrale e possono influenzare la coagulazione del sangue. Bronchite di tipo asmatico, mal di testa, affaticamento e sonnolenza sono stati lamentati anche dal 70% dei lavoratori esposti ad alte concentrazioni. Una grande percentuale di 1,3,5-trimetilbenzene viene ossidata nel corpo in acido mesitilenico, coniugata con glicina ed escreta nelle urine. Lo pseudocumene è ossidato in p-xilico, quindi escreto anche nelle urine.
Cumene. È necessario prestare attenzione a determinati rischi per la salute e di incendio quando il cumene viene utilizzato in un processo industriale. Il cumene è irritante per la pelle e può essere assorbito lentamente attraverso la pelle. Ha anche un potente effetto narcotico negli animali e la narcosi si sviluppa più lentamente e dura più a lungo rispetto al benzene o al toluene. Ha anche la tendenza a causare danni ai polmoni, al fegato e ai reni, ma nessun danno del genere è stato registrato negli esseri umani.
Il cumene liquido non sviluppa vapori in concentrazioni infiammabili finché la sua temperatura non raggiunge i 43.9 °C. Pertanto miscele infiammabili di vapore e aria si formeranno solo nel corso di operazioni incontrollate che comportano temperature più elevate. Se soluzioni o rivestimenti contenenti cumene vengono riscaldati nel corso di un processo (ad esempio in un forno di essiccazione), si verificano facilmente incendi e, in determinate condizioni, esplosioni.
Misure di salute e sicurezza
Dato che la principale via di ingresso sono i polmoni, diventa importante impedire a questi agenti di entrare nella zona respiratoria. Efficaci sistemi di ventilazione dei gas di scarico per prevenire l'accumulo di tossine è uno dei metodi più importanti per prevenire l'inalazione eccessiva. I contenitori aperti devono essere tenuti coperti o chiusi quando non vengono utilizzati. Le precauzioni di cui sopra per garantire che una concentrazione dannosa di vapore non sia presente nell'atmosfera di lavoro sono del tutto adeguate per evitare miscele infiammabili nell'aria in circostanze normali. Per coprire il rischio di fuoriuscita accidentale o fuoriuscita di liquido dai recipienti di stoccaggio o di processo, sono necessarie ulteriori precauzioni come cumuli attorno ai serbatoi di stoccaggio, davanzali alle porte o pavimenti appositamente progettati per limitare la diffusione del liquido che fuoriesce. Fiamme libere e altre fonti di ignizione dovrebbero essere escluse dove questi agenti sono immagazzinati o utilizzati. Devono essere disponibili mezzi efficienti per affrontare le perdite e gli sversamenti.
I respiratori, sebbene efficaci, dovrebbero essere utilizzati solo come backup (o in caso di emergenza) e dipendono interamente dall'utente. La protezione dalla seconda principale via di esposizione, la pelle, può essere fornita da indumenti protettivi come guanti, protezioni facciali/schermi e camici. Inoltre, occhiali protettivi dovrebbero essere forniti ai lavoratori a rischio di spruzzi di queste sostanze negli occhi. I lavoratori dovrebbero evitare di indossare le lenti a contatto quando lavorano in aree in cui è possibile l'esposizione (in particolare al viso e agli occhi); le lenti a contatto possono potenziare l'effetto dannoso di queste sostanze e spesso rendono i colliri meno efficaci a meno che le lenti non vengano rimosse immediatamente.
In caso di contatto della pelle con queste sostanze, lavare immediatamente la pelle con acqua e sapone. Se gli indumenti sono stati contaminati, rimuoverli prontamente. Gli idrocarburi aromatici negli occhi devono essere rimossi irrigando con acqua per almeno 15 minuti. Le ustioni da spruzzi di composti liquefatti richiedono cure mediche immediate. In caso di grave esposizione, il paziente deve essere portato all'aria aperta per riposare fino all'arrivo di un medico. Somministrare ossigeno se il paziente sembra avere difficoltà a respirare. La maggior parte delle persone guarisce rapidamente all'aria aperta e raramente è necessaria una terapia sintomatica.
Sostituzione del benzene. È ormai riconosciuto che l'uso del benzene dovrebbe essere abbandonato per qualsiasi scopo industriale o commerciale in cui sia disponibile un sostituto efficace e meno dannoso, sebbene spesso un sostituto possa non essere disponibile quando il benzene viene utilizzato come reagente in una sintesi chimica. D'altra parte si è dimostrata possibile l'adozione di sostituti in quasi tutte le numerosissime operazioni in cui il benzene è stato utilizzato come solvente. Il sostituto non è sempre un buon solvente come il benzene, ma può ancora rivelarsi il solvente preferibile perché sono necessarie precauzioni meno onerose. Tali sostituti includono il benzene
omologhi (soprattutto toluene e xilene), cicloesano, idrocarburi alifatici (sia puri, come nel caso dell'esano, sia in miscela come nel caso dell'ampia gamma di solventi petroliferi), nafte solventi (che sono miscele relativamente complesse di composizione variabile ottenuti dal carbone) o da determinati prodotti petroliferi. Non contengono praticamente benzene e pochissimo toluene; i costituenti principali sono omologhi di questi due idrocarburi in proporzioni che variano a seconda dell'origine della miscela. Vari altri solventi possono essere scelti per adattarsi al materiale da sciogliere e ai relativi processi industriali. Includono alcoli, chetoni, esteri e derivati clorurati dell'etilene.
Tabelle degli idrocarburi aromatici
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.