I nitrocomposti aromatici sono un gruppo di sostanze chimiche organiche capeggiate dal nitrobenzene (C6H5NO2) e derivato da benzene e suoi omologhi (toluene e xilene), naftalene e antracene per sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con un gruppo nitro (NO2). Il gruppo nitro può essere sostituito insieme all'alogeno ea certi radicali alchilici in quasi tutte le posizioni dell'anello.
I nitrocomposti di maggiore importanza industriale includono il nitrobenzene, i mono- e dinitrotolueni, il trinitrotoluene (TNT), il tetril, i mononitroclorobenzeni, le nitroaniline, i nitroclorotolueni, il nitronaftalene, il dinitrofenolo, l'acido picrico (trinitrofenolo) e il dinitrocresolo. È stata documentata un'esperienza sufficiente su questi composti per fornire una descrizione delle loro proprietà tossiche e delle misure di controllo dell'esposizione richieste per prevenire lesioni alle persone.
Un numero molto maggiore di composti in questo gruppo è rappresentato da quei derivati che in nessun singolo caso sono stati fabbricati in quantità sufficienti per consentire una valutazione completa del pericolo; questi derivati includono i dinitroclorobenzeni, i dicloronitrobenzeni, i nitrossileni, le nitrotoluidine, le nitrocloroaniline, i nitroanisoli, i nitrofenetoli e le nitroanisidine.
si utilizza
I nitrocomposti aromatici hanno pochi usi diretti se non nella formulazione di esplosivi o come solventi. Il consumo maggiore riguarda la riduzione a derivati dell'anilina utilizzati nella produzione di coloranti, pigmenti, insetticidi, tessuti (poliammide resistente al calore-"Nomex"), materie plastiche, resine, elastomeri (poliuretano), prodotti farmaceutici, fitoregolatori, additivi per carburanti, e acceleratori di gomma e antiossidanti.
I dinitrotolueni sono utilizzati in sintesi organiche, coloranti, esplosivi e come additivi propellenti. Nitrotolueni sono impiegati nella fabbricazione di coloranti, esplosivi, toluidine e acidi nitrobenzoici. Sono anche utilizzati in alcune formulazioni detergenti, agenti di flottazione e nell'industria dei pneumatici. I nitrotolueni sono impiegati nella sintesi di agenti schermanti solari e nella produzione di inibitori della benzina. 2,4,6-trinitrotoluene è un esplosivo militare e industriale. nitrobenzene è utilizzato nella produzione di anilina. Agisce come solvente per gli eteri di cellulosa e come ingrediente in metalli, lucidi per pavimenti e scarpe e saponi. Il nitrobenzene è utilizzato anche per la raffinazione di oli lubrificanti e nella produzione di isocianati, pesticidi, prodotti chimici per la gomma e prodotti farmaceutici.
Nel settore della pelle, m-nitrofenolo è un fungicida e p-nitrofenolo è un intermedio chimico per i conservanti della pelle. 2,4-Dinitrophenol è utile nella produzione di sviluppatori fotografici e serve come preservante del legno e insetticida. 2-nitro-p-fenilendiammina ed 4-ammino-2-nitrofenolo sono componenti di tinture permanenti per capelli e tinture per pellicce.
p-nitrosodifenilammina agisce come acceleratore per la vulcanizzazione della gomma e come inibitore della polimerizzazione durante la produzione di monomeri vinilici. Acido picrico ha numerosi usi nell'industria della pelle, tessile e del vetro. Si trova in esplosivi, coloranti, germicidi, fungicidi, batterie elettriche e carburante per missili. L'acido picrico è anche usato per incidere il rame e come intermedio chimico. Tetrile è impiegato come agente detonante intermedio per altri esplosivi ad alto potenziale meno sensibili e come carica di richiamo per dispositivi militari.
Pericoli
Salute e benessere
Il pericolo acuto più importante per la salute dei composti nitro aromatici è la cianosi e la manifestazione cronica è l'anemia. I nitrocomposti liposolubili vengono assorbiti molto rapidamente attraverso la pelle intatta. Una certa quantità viene escreta immodificata attraverso i reni, ma la maggior parte viene ridotta a nitroso cianogenico e derivati idrossilamminici, che a loro volta vengono degradati a ortho- E per-analoghi degli amminofenoli ed escreti nelle urine. Tre casi su quattro di cianosi mostreranno il classico aspetto blu o grigio cenere, ma solo un terzo delle vittime lamenterà sintomi di anossia (mal di testa, affaticamento, nausea, vertigini, dolore toracico, intorpidimento, dolore addominale, palpitazioni, afonia, nervosismo, fame d'aria e comportamento irrazionale). Le analisi del sangue e delle urine sono necessarie per la conferma. I corpi di Heinz possono essere rilevati nei globuli rossi. La metaemoglobinemia è discussa più dettagliatamente altrove in questo Enciclopedia.
Il potenziale cianogenico è profondamente alterato sia dalla natura che dalla posizione dei gruppi sostituenti nell'anello benzenico. Oltre al potenziale cianogenico, i nitroclorobenzeni come classe sono anche irritanti per la pelle. I dinitroclorobenzeni producono dermatite da sensibilità nella maggior parte delle persone anche dopo un leggero contatto. I dicloronitrobenzeni possiedono una tossicità intermedia.
Gli effetti cronici a lungo termine sono più insidiosi e possono essere rilevati solo da cartelle cliniche ben documentate. Le analisi del sangue bimestrali riveleranno l'insorgenza di anemia per diversi anni anche in assenza di cianosi rilevabile o escrezione urinaria significativamente elevata.
Il 2,4-dinitrotoluene agisce sugli enzimi che metabolizzano i farmaci nei microsomi epatici ed è stato dimostrato che è un epatocarcinogeno nel ratto. Non sono disponibili dati sul suo potenziale cancerogeno per l'uomo.
1- e 2-nitronaftilammina sono stati isolati rispettivamente come metaboliti urinari di 1- e 2-nitronaftalene nel ratto. Ciò ha importanti implicazioni per la possibile cancerogenicità dei nitronaptalene.
Dinitrofenolo (DNP) è un veleno acuto che interrompe il metabolismo cellulare in tutti i tessuti disturbando il processo essenziale della fosforilazione ossidativa. Se non fatali, gli effetti sono rapidamente e completamente reversibili. L'esposizione può avvenire per inalazione di vapori, polveri o spruzzi di soluzioni di DNP. Penetra nella pelle intatta ma, poiché è un colorante giallo brillante, la contaminazione della pelle è facilmente riconoscibile. L'avvelenamento sistemico si è verificato sia durante la produzione che durante l'uso. Il DNP solido è esplosivo e si sono verificati incidenti anche durante la produzione e l'uso. Bisogna fare attenzione quando lo si maneggia.
L'avvelenamento provoca prima un'eccessiva sudorazione, una sensazione di calore con debolezza e stanchezza. Nei casi più gravi, anche a riposo si osservano respiro accelerato e tachicardia e può verificarsi un aumento della temperatura corporea. La morte, se si verifica, è improvvisa e rigor mortis avviene quasi subito. Il DNP esercita i suoi effetti tossici mediante un disturbo generale del metabolismo cellulare, che comporta la necessità di consumare quantità eccessive di ossigeno per sintetizzare il nucleotide adenina essenziale necessario per la sopravvivenza cellulare nel cervello, nel cuore e nei muscoli. Se la produzione di calore è maggiore della perdita di calore, può verificarsi un'ipertermia fatale. Gli effetti sono più gravi nei luoghi di lavoro caldi.
Il DNP viene facilmente ridotto all'aminofenolo molto meno tossico, ma non innocuo, che viene escreto nelle urine in questa forma. Poiché il DNP viene rapidamente metabolizzato ed escreto e poiché l'avvelenamento non porta a cambiamenti strutturali nei tessuti, non si verificano effetti cronici o cumulativi dovuti a piccole dosi assorbite per lunghi periodi. L'avvelenamento può essere confermato trovando DNP o aminofenolo nelle urine mediante il test di Derrien. La metaemoglobinemia non si sviluppa.
Dinitrobenzene è una potente sostanza chimica con effetti multisistemici (influenza minima sul sistema nervoso centrale (SNC), sangue, fegato, sistema cardiovascolare e occhi). Può causare grave anemia ed è un induttore di metaemoglinemia.
nitrobenzene può essere assorbito nel corpo attraverso il sistema respiratorio o la pelle (p. es., da scarpe tinte di nero con un colorante contenente nitrobenzene, o dalla contaminazione di indumenti indossati da lavoratori impiegati nella produzione di nitrobenzene). L'eccezionale effetto tossico del nitrobenzene è la sua capacità di provocare metaemoglobinemia. L'esordio è insidioso e la cianosi compare solo quando il livello di metaemoglobina nel sangue raggiunge il 15% o più. In una fase successiva, se la metaemoglobinemia è grave, possono verificarsi ipotensione, mal di testa, nausea, vertigini, intorpidimento degli arti, grave debolezza generale e disturbi corticali. Il nitrobenzene è anche un veleno del sistema nervoso centrale, che in alcuni casi provoca eccitazione e tremori seguiti da grave depressione, perdita di coscienza e coma. L'esame delle urine delle persone esposte rivela la presenza di nitro- e amminofenoli, la cui quantità corre parallela al livello di metaemoglobinemia. L'esposizione ripetuta può essere seguita da insufficienza epatica fino all'atrofia gialla, ittero emolitico e anemia di vario grado, con presenza di corpi di Heinz nei globuli rossi. Il nitrobenzene può anche produrre dermatiti dovute a irritazione primaria o sensibilizzazione.
Acido picrico e derivati. Derivati dell'acido picrico di importanza industriale sono i picrati metallici (ferro, nichel, bario, cromo, piombo e potassio) ei sali di ammoniaca e guanidina. Alcuni dei sali metallici (bario, piombo o potassio) sono stati usati come costituenti di miscele detonanti e potenzianti in bombe, mine e proiettili. Gli effetti tossici possono derivare dal contatto con la pelle o dall'inalazione o dall'ingestione della polvere di acido picrico o dei suoi sali. Il contatto con la pelle può anche produrre malattie della pelle. Un certo numero di suoi sali metallici sono anche pericolosi rischi di incendio ed esplosione.
In seguito all'ingestione di pochi grammi di acido picrico, dal sapore intensamente amaro, possono manifestarsi gastroenterite acuta, epatite tossica, nefrite, ematuria e altri sintomi urinari. La pelle e le congiuntive diventano gialle, principalmente a causa dell'acido ma in parte a causa dell'ittero. Può svilupparsi una visione gialla. La morte, se segue, è dovuta a lesioni renali e anuria. Raramente, ittero e coma con convulsioni precedono la morte. Mal di testa e vertigini con nausea e vomito ed eruzioni cutanee si verificano dopo l'assorbimento dalla superficie corporea.
Nell'industria, in particolare nella produzione di esplosivi, il principale problema di salute è stato il verificarsi di malattie della pelle e l'avvelenamento sistemico è raro. È stato riferito che l'acido picrico è un irritante cutaneo distinto nella forma solida, ma in soluzione acquosa irrita solo la pelle ipersensibile; provoca dermatiti da sensibilizzazione simili a quelle prodotte dal picrato di ammonio. Di solito è coinvolto il viso, soprattutto intorno alla bocca e ai lati del naso. Sono presenti edema, papule, vescicole e infine desquamazione. L'indurimento avviene come con tetrile e trinitrotoluene. Gli operai che maneggiano l'acido picrico oi suoi sali hanno la pelle ei capelli tinti di un colore giallastro.
Gli animali da esperimento gravemente esposti alla polvere di picrato di ammonio per periodi fino a 12 mesi hanno rivelato lesioni che suggerivano lesioni definite a determinati tessuti. La polvere di acido picrico può causare non solo irritazione della pelle ma anche della mucosa nasale. L'inalazione di alte concentrazioni di polvere ha causato uno stato di incoscienza temporaneo seguito da debolezza, mialgia, anuria e successivamente poliuria. Gli effetti dell'acido picrico sugli occhi comprendono irritazione, lesione corneale, strani effetti visivi (p. es., aspetto giallo degli oggetti) e colorazione gialla dei tessuti.
L'acido picrico ei suoi derivati infiammabili ed esplosivi devono essere conservati in piccole quantità in un'area fresca e ventilata, lontano da forti rischi di incendio e da potenti materiali ossidanti e, preferibilmente, in un edificio isolato o distaccato.
Tetrile. I rischi di esplosione che si incontrano nella produzione del tetrile sono sostanzialmente gli stessi di altri prodotti dell'industria degli esplosivi, sebbene il tetrile, essendo relativamente stabile, non possa essere considerato tra gli esplosivi più pericolosi.
Durante la produzione di tetrile, i lavoratori possono essere esposti a ossidi di azoto e vapori acidi in caso di perdite dai reattori di nitrazione. Ci può essere esposizione a quantità apprezzabili di polvere di tetrile durante la produzione del booster e le successive operazioni di manipolazione, specialmente nella miscelazione, pesatura, pressatura di compresse, depolverazione non automatizzate e nel caricamento e assemblaggio di ordigni esplosivi. Le principali manifestazioni di esposizione sono l'irritazione delle mucose, la colorazione e lo scolorimento della pelle e dei capelli, le dermatiti e, nei casi di esposizione prolungata e grave, l'intossicazione sistemica per inalazione e assorbimento cutaneo.
All'esposizione iniziale, il tetrile produce un'irritazione acuta delle mucose nasali e faringee. Nel giro di pochi giorni, le mani, il viso, il cuoio capelluto ei capelli dei lavoratori esposti si colorano di un colore giallastro. In caso di forte esposizione, le congiuntive sono colpite e quasi sempre iniettate di sangue; l'edema palpebrale e periorbitale non è raro. Durante le prime 2 o 3 settimane di esposizione, i lavoratori possono sviluppare una dermatite sotto forma di eritema, in particolare nella regione del collo, del torace, della schiena e della superficie interna degli avambracci. Dopo alcuni giorni l'eritema può regredire, lasciando una moderata desquamazione. I lavoratori che possono continuare a lavorare nonostante la dermatite sviluppano una tolleranza o si induriscono al tetryl. Tuttavia, in caso di forte esposizione, o in soggetti con scarsa igiene personale o pelle molto chiara, la dermatite può diffondersi ad altre parti del corpo e diventare papulosa, vescicolare ed eczematosa.
Dopo soli 3 o 4 giorni di esposizione ad alte concentrazioni di polvere, i lavoratori possono lamentare mal di testa seguiti da periodiche perdite di sangue dal naso. L'irritazione delle vie respiratorie superiori non si estende frequentemente ai bronchi perché, a causa delle loro grandi dimensioni, i cristalli di tetrile di solito non arrivano così lontano; tuttavia, sono stati osservati tosse secca e spasmi bronchiali. Occasionalmente possono verificarsi diarrea e disturbi mestruali.
Molti dei disturbi causati dal tetrile sono da attribuire all'azione irritante dei cristalli. In alcuni casi, la dermatite è allergica; in molti casi sono stati suggeriti meccanismi come la liberazione locale di istamina.
A seguito di un'esposizione grave e prolungata, il tetryl provoca avvelenamento cronico con disturbi digestivi (come perdita di appetito, dolore addominale, vomito), perdita di peso, epatite cronica, irritazione del sistema nervoso centrale con insonnia, riflessi esagerati ed eccitazione mentale. Sono stati segnalati casi di leucocitosi con occasionale lieve anemia. Sono stati segnalati anche disturbi mestruali. Esperimenti su animali indicano danni ai tubuli renali.
Il trinitrotoluene, comunemente noto come TNT, è anche un induttore della metaemoglobina. Durante la prima guerra mondiale si scoprì che i lavoratori coinvolti nella fabbricazione di munizioni svilupparono gravi effetti epatici e anemia, con almeno il 25% dei circa 500 casi segnalati che si conclusero con vittime. Gli effetti avversi sono stati osservati anche durante la seconda guerra mondiale. Presumibilmente le condizioni sono migliorate in modo che l'esposizione sia molto più limitata e quindi non dovrebbe verificarsi un avvelenamento palese. Sono stati segnalati anche irregolarità mestruali, problemi alle vie urinarie e cataratta.
Incendio ed esplosione
I nitrocomposti aromatici sono infiammabili ei di- e trinitroderivati sono esplosivi in condizioni favorevoli (calore e urti). Le pompe che funzionano contro una valvola di scarico chiusa o una linea ostruita hanno prodotto calore di attrito sufficiente con mononitrotoluene e nitroclorobenzeni per produrre esplosioni. Oltre al nitrobenzene, i nitrocomposti aromatici non devono essere riscaldati in condizioni alcaline. I dinitrocomposti possono formare sali di nitrolio sensibili agli urti e gli incendi sono stati provocati dal riscaldamento del carbonato di potassio all'interno
o-nitrotoluene.
Il contatto con agenti fortemente riducenti come solfuro di sodio, polvere di zinco, idrosolfito di sodio e idruri metallici e agenti ossidanti forti come bicromati, perossidi e clorati, deve essere evitato durante lo stoccaggio e il trasporto. Quei derivati contenenti atomi di cloro reattivi richiedono particolare attenzione durante lo stoccaggio e il trasporto. I processi di riduzione chimica devono prevedere l'aggiunta del nitrocomposto al sistema riducente (riduzione acida del ferro, solfuro alcalino e così via) a piccoli incrementi ad una velocità tale da evitare il surriscaldamento o l'accumulo di eccesso di nitrocomposto.
Sebbene siano riconosciuti i pericoli inerenti agli acidi nitrico e solforico concentrati, è necessario prestare attenzione nello smaltimento dell'acido misto esaurito che contiene componenti organici che sono altamente instabili durante lo stoccaggio o il riscaldamento. Il prodotto finito deve essere accuratamente lavato e neutralizzato per evitare corrosione metallica e decomposizione spontanea.
Misure di sicurezza e salute
Un programma sanitario efficace per prevenire danni alla salute dovuti all'esposizione a composti nitro aromatici richiede il controllo dell'esposizione e misure di supervisione medica. L'analisi del lavoro per garantire procedure di manipolazione adeguate, un'adeguata progettazione delle attrezzature sia per il funzionamento che per la manutenzione e un'adeguata ventilazione con controllo dell'inquinamento atmosferico sono requisiti minimi. Sono preferiti i sistemi completamente chiusi. Se del caso, l'analisi dell'aria può essere utile; ma in generale i risultati sono stati fuorvianti a causa della bassa tensione di vapore dei derivati del nitrobenzene e della contaminazione delle superfici dove avviene il contatto con la pelle. Tuttavia, le nebbie prodotte da cariche calde, tubazioni che perdono, operazioni di vaporizzazione, canali di scolo caldi e così via, non possono essere ignorate come fonti di grave esposizione cutanea e contaminazione dell'ambiente di lavoro.
Le misure protettive necessarie in ordine crescente di efficacia sono la protezione delle vie respiratorie, la rotazione del lavoro, la limitazione del tempo di esposizione, l'uso di indumenti protettivi e la protezione di tutto il corpo. La protezione respiratoria ha un'applicazione limitata, poiché l'assorbimento cutaneo è il problema principale. I dispositivi di protezione devono essere selezionati attentamente per garantire l'impermeabilità ai prodotti chimici in uso.
Un elevato standard di igiene personale, in particolare una doccia calda con abbondante acqua e sapone applicata vigorosamente alla fine del turno, ridurrà al minimo l'esposizione cronica che priva il lavoratore di una tolleranza limitata agli agenti cianogenici. A causa del sospetto potenziale cancerogeno per l'uomo di 1- e 2-nitronaftalene, l'esposizione professionale a questi composti dovrebbe essere mantenuta al livello più basso possibile.
Ove possibile, l'acido picrico ei suoi pericolosi derivati dovrebbero essere sostituiti da sostanze innocue o meno nocive. Dove ciò non è possibile, il processo dovrebbe essere modificato, isolato o chiuso; tecniche di manipolazione automatiche o meccaniche, ventilazione di scarico locale e metodi umidi dovrebbero essere impiegati per ridurre al minimo le concentrazioni atmosferiche; e il contatto diretto con le sostanze chimiche dovrebbe essere evitato.
Tabelle dei nitrocomposti aromatici
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.