Aromatische Kohlenwasserstoffe sind solche Kohlenwasserstoffe, die die besonderen Eigenschaften besitzen, die mit dem Benzolkern oder -ring verbunden sind, in dem sechs Kohlenstoff-Wasserstoff-Gruppen an den Ecken eines Sechsecks angeordnet sind. Die Bindungen, die die sechs Gruppen im Ring verbinden, weisen Eigenschaften auf, die im Verhalten zwischen Einfach- und Doppelbindungen liegen. Obwohl Benzol reagieren kann, um Additionsprodukte wie Cyclohexan zu bilden, ist die charakteristische Reaktion von Benzol keine Additionsreaktion, sondern eine Substitutionsreaktion, bei der ein Wasserstoff durch einen Substituenten, einwertiges Element oder eine Gruppe ersetzt wird.
Aromatische Kohlenwasserstoffe und ihre Derivate sind Verbindungen, deren Moleküle aus einer oder mehreren stabilen Ringstrukturen der beschriebenen Art aufgebaut sind und nach drei grundlegenden Prozessen als Derivate von Benzol angesehen werden können:
- durch Ersatz von Wasserstoffatomen durch aliphatische Kohlenwasserstoffreste
- durch Verknüpfung von zwei oder mehr Benzolringen, entweder direkt oder durch intermediäre aliphatische Ketten oder andere Reste, oder durch intermediäre aliphatische Ketten oder andere Reste
- durch Kondensation von Benzolringen.
Jede der Ringstrukturen kann die Basis einer homologen Reihe von Kohlenwasserstoffen bilden, in denen eine Folge von Alkylgruppen, gesättigt oder ungesättigt, ein oder mehrere der Wasserstoffatome der Kohlenstoff-Wasserstoff-Gruppen ersetzt.
Die Hauptquellen der aromatischen Kohlenwasserstoffe sind die Destillation von Kohle und eine Reihe von petrochemischen Verfahren – insbesondere katalytisches Reformieren, Destillation von Rohöl und Alkylierung von niederen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Ätherische Öle, die Terpene und enthalten p-Cymen, können auch aus Kiefern, Eukalyptus und aromatischen Pflanzen gewonnen werden und sind ein Nebenprodukt in der Papierherstellungsindustrie unter Verwendung des Zellstoffs von Kiefern. Polyzyklische Kohlenwasserstoffe kommen im Rauch urbaner Atmosphären vor.
Verwendet
Die wirtschaftliche Bedeutung der aromatischen Kohlenwasserstoffe war signifikant, seit Kohlenteernaphtha zu Beginn des XNUMX. Jahrhunderts als Kautschuklösungsmittel verwendet wurde. Die derzeitigen Verwendungen der aromatischen Verbindungen als reine Produkte umfassen die chemische Synthese von Kunststoffen, synthetischem Gummi, Farben, Farbstoffen, Sprengstoffen, Pestiziden, Waschmitteln, Parfüms und Arzneimitteln. Diese Verbindungen werden hauptsächlich als Mischungen in Lösungsmitteln verwendet und bilden eine variable Fraktion von Benzin.
Cumene wird als hochoktaniger Beimischungsbestandteil in Flugbenzin, als Verdünner für Cellulosefarben und -lacke, als wichtiger Ausgangsstoff für die Synthese von Phenol und Aceton sowie für die Herstellung von Styrol durch Cracken verwendet. Es dient als Bestandteil vieler handelsüblicher Erdöllösungsmittel im Siedebereich von 150 bis 160 °C. Es ist ein gutes Lösungsmittel für Fette und Harze und wurde daher in vielen seiner industriellen Anwendungen als Ersatz für Benzol verwendet. p-Cymen kommt in mehreren ätherischen Ölen vor und kann aus monocyclischen Terpenen durch Hydrierung hergestellt werden. Es ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Sulfit-Papierzellstoff und wird hauptsächlich mit anderen Lösungsmitteln und aromatischen Kohlenwasserstoffen als Verdünnungsmittel für Lacke und Firnisse verwendet.
Cumarin wird als desodorierendes und geruchsverstärkendes Mittel in Seifen, Tabak, Gummiprodukten und Parfums verwendet. Es wird auch in pharmazeutischen Präparaten verwendet.
Benzol wurde als Inhaltsstoff in Produkten verboten, die für die Verwendung im Haushalt bestimmt sind, und seine Verwendung als Lösungsmittel und Bestandteil von chemischen Reinigungsflüssigkeiten wurde in vielen Ländern eingestellt.
Benzol wurde in großem Umfang bei der Herstellung von Styrol, Phenolen, Maleinsäureanhydrid und einer Reihe von Waschmitteln, Sprengstoffen, Pharmazeutika und Farbstoffen verwendet. Es wurde als Brennstoff, chemisches Reagenz und Extraktionsmittel für Samen und Nüsse verwendet. Die Mono-, Di- und Trialkylderivate des Benzols werden hauptsächlich als Lösungs- und Verdünnungsmittel in und bei der Herstellung von Parfüms und Farbstoffvorprodukten verwendet. Diese Substanzen sind in bestimmten Erdölen und in Kohlenteerdestillaten vorhanden. Pseudocumol wird bei der Herstellung von Parfums verwendet, und 1,3,5-Trimethylbenzol und Pseudocumol werden auch als Zwischenprodukte für Farbstoffe verwendet, aber die hauptsächliche industrielle Verwendung dieser Substanzen ist als Lösungsmittel und Farbverdünner.
Toluol ist ein Lösungsmittel für Öle, Harze, Naturkautschuk (gemischt mit Cyclohexan) und Synthesekautschuk, Steinkohlenteer, Asphalt, Pech und Acetylcellulose (heiß gemischt mit Ethylalkohol). Es ist auch ein Lösungs- und Verdünnungsmittel für Zellulosefarben und -lacke sowie ein Verdünnungsmittel für Tiefdruckfarben. Mit Wasser vermischt bildet es azeotrope Mischungen, die eine depolierende Wirkung haben. Toluol kommt in Mischungen vor, die als Reinigungsmittel in einer Reihe von Industrien und im Handwerk verwendet werden. Es dient zur Herstellung von Waschmitteln und Kunstleder sowie als wichtiger Rohstoff für organische Synthesen, insbesondere von Benzoyl- und Benzilidenchloriden, Saccharin, Chloramin T, Trinitrotoluol und vielen Farbstoffen. Toluol ist Bestandteil von Flugbenzin und Autobenzin. Dieser Stoff sollte aufgrund der Verordnung (EG) Nr. 594/91 des Rates von diesen Verwendungen in der Europäischen Union ausgeschlossen werden.
Naphthalin wird als Ausgangsprodukt in der organischen Synthese verschiedenster Chemikalien, als Pestizid in Mottenkugeln und in Holzschutzmitteln eingesetzt. Es wird auch bei der Herstellung von Indigo verwendet und wird äußerlich auf Vieh oder Geflügel aufgetragen, um Läuse zu bekämpfen.
Styrol wird bei der Herstellung einer breiten Palette von Polymeren (z. B. Polystyrol) und Copolymer-Elastomeren wie Butadien-Styrol-Kautschuk oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) verwendet, die durch Copolymerisation von Styrol mit 1,3-Butadien erhalten werden und Acrylnitril. Styrol wird häufig zur Herstellung von transparenten Kunststoffen verwendet. Ethylbenzol ist ein Zwischenprodukt in der organischen Synthese, insbesondere bei der Herstellung von Styrol und Synthesekautschuk. Es wird als Lösungs- oder Verdünnungsmittel, als Bestandteil von Kraftstoffen für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge sowie bei der Herstellung von Celluloseacetat verwendet.
Es gibt drei Isomere von Xylol: ortho- (o-), für- (p-) und Ziel- (m-). Das Handelsprodukt ist ein Gemisch der Isomeren, wobei der größte Anteil aus dem besteht Ziel- Verbindung (bis zu 60 bis 70%) und den kleinsten Prozentsatz der für- Verbindung (bis zu 5%). Xylol wird kommerziell als Verdünnungsmittel für Farben, für Lacke, in der Pharmazie, als hochoktaniger Zusatz zu Flugkraftstoffen, in der Synthese von Farbstoffen und zur Herstellung von Phthalsäuren verwendet. Da Xylol ein gutes Lösungsmittel für Paraffin, Kanadabalsam und Polystyrol ist, wird es in der Histologie verwendet.
Terphenyle werden als chemische Zwischenprodukte bei der Herstellung von nicht spreitenden Schmiermitteln und als Kühlmittel für Kernreaktoren verwendet. Terphenyle u Biphenyle werden als Wärmeüberträger, in der organischen Synthese und in der Parfümherstellung verwendet. Diphenylmethanwird beispielsweise als Duftstoff in der Seifenindustrie und als Lösungsmittel für Celluloselacke verwendet. Es hat auch einige Anwendungen als Pestizid.
Gefahren
Die Aufnahme erfolgt durch Einatmen, Verschlucken und in geringen Mengen über die intakte Haut. Im Allgemeinen sind die Monoalkylderivate von Benzol toxischer als die Dialkylderivate, und die Derivate mit verzweigten Ketten sind toxischer als die mit geraden Ketten. Aromatische Kohlenwasserstoffe werden durch die Biooxidation des Rings metabolisiert; falls Seitenketten vorhanden sind, vorzugsweise der Methylgruppe, werden diese oxidiert und der Ring bleibt unverändert. Sie werden zum großen Teil in wasserlösliche Verbindungen umgewandelt, dann mit Glycin, Glucuron- oder Schwefelsäure konjugiert und im Urin ausgeschieden.
Aromatische Kohlenwasserstoffe können akute und chronische Wirkungen auf das Zentralnervensystem verursachen. Akut können sie Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwindel, Orientierungslosigkeit, Verwirrtheit und Antriebslosigkeit verursachen. Hohe akute Dosen können sogar zu Bewusstlosigkeit und Atemdepression führen. Reizungen der Atemwege (Husten und Halsschmerzen) sind eine bekannte akute Wirkung. Herz-Kreislauf-Symptome können Herzklopfen und Benommenheit sein. Neurologische Symptome einer chronischen Exposition können Verhaltensänderungen, Depressionen, Stimmungsschwankungen und Veränderungen der Persönlichkeit und der intellektuellen Funktion umfassen. Es ist auch bekannt, dass eine chronische Exposition bei einigen Patienten eine distale Neuropathie verursacht oder dazu beiträgt. Toluol wurde auch mit einem anhaltenden Syndrom der zerebellären Ataxie in Verbindung gebracht. Chronische Wirkungen können auch trockene, gereizte, rissige Haut und Dermatitis umfassen. Hepatotoxizität wurde auch mit der Exposition in Verbindung gebracht, insbesondere gegenüber der chlorierten Gruppe. Benzol ist ein bestätigtes Karzinogen beim Menschen, von dem bekannt ist, dass es alle Arten von Leukämie verursacht, vor allem aber akute nichtlymphozytäre Leukämie. Es kann auch aplastische Anämie und (reversible) Panzytopenie verursachen.
Aromatische Kohlenwasserstoffe als Gruppe stellen eine erhebliche Entflammbarkeitsgefahr dar. Die US National Fire Prevention Association (NFPA) hat die meisten Verbindungen in dieser Gruppe mit einem Entflammbarkeitscode von 3 eingestuft (wobei 4 eine schwere Gefahr darstellt). Es müssen Maßnahmen getroffen werden, um die Ansammlung von Dämpfen in der Arbeitsumgebung zu verhindern und Lecks und Verschüttungen umgehend zu beseitigen. Extreme Hitze muss in Gegenwart von Dämpfen vermieden werden.
Benzol
Benzol wird in seiner kommerziellen Form (das eine Mischung aus Benzol und seinen Homologen ist) oft als „Benzol“ bezeichnet und sollte nicht mit Benzin verwechselt werden, einem kommerziellen Lösungsmittel, das aus einer Mischung aliphatischer Kohlenwasserstoffe besteht.
Mechanismus. Die Resorption von Benzol erfolgt normalerweise über die Lunge und den Magen-Darm-Trakt. Es neigt dazu, nicht gut durch die Haut absorbiert zu werden, es sei denn, es treten außergewöhnlich hohe Expositionen auf. Eine kleine Menge Benzol wird unverändert abgeatmet. Benzol ist im Körper weit verbreitet und wird hauptsächlich zu Phenol verstoffwechselt, das nach Konjugation mit dem Urin ausgeschieden wird. Nach Beendigung der Exposition sinken die Körpergewebewerte schnell ab.
Aus biologischer Sicht scheinen die bei chronischer Benzolvergiftung festgestellten Knochenmarks- und Bluterkrankungen auf die Umwandlung von Benzol in Benzolepoxid zurückzuführen zu sein. Es wurde vermutet, dass Benzol direkt in Knochenmarkszellen wie Erythroblasten zu Epoxid oxidiert werden könnte. Was den toxischen Mechanismus betrifft, so scheinen Benzolmetaboliten mit Nukleinsäuren zu interferieren. Erhöhte Raten von Chromosomenaberrationen wurden sowohl bei Menschen als auch bei Tieren beobachtet, die gegenüber Benzol exponiert waren. Jeder Zustand, der wahrscheinlich den weiteren Metabolismus von Benzolepoxid und Konjugationsreaktionen hemmt, insbesondere Lebererkrankungen, verstärkt tendenziell die toxische Wirkung von Benzol. Diese Faktoren sind von Bedeutung, wenn es darum geht, Unterschiede in der individuellen Empfindlichkeit gegenüber diesem toxischen Mittel zu berücksichtigen. Benzol wird hierin an anderer Stelle ausführlicher besprochen Enzyklopädie.
Feuer und Explosion. Benzol ist eine brennbare Flüssigkeit, deren Dampf in einem großen Konzentrationsbereich brennbare oder explosive Gemische mit Luft bildet; Die Flüssigkeit entwickelt Dampfkonzentrationen in diesem Bereich bei Temperaturen von bis zu -11 °C. Wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, können daher bei allen normalen Arbeitstemperaturen brennbare Konzentrationen vorhanden sein, wo die Flüssigkeit gelagert, gehandhabt oder verwendet wird. Das Risiko wird größer, wenn versehentlich Flüssigkeit verschüttet oder ausgetreten wird.
Toluol und Derivate
Stoffwechsel. Toluol wird hauptsächlich über die Atemwege und in geringerem Maße über die Haut in den Körper aufgenommen. Es durchdringt die Alveolarbarriere, wobei das Blut/Luft-Gemisch bei 11.2 °C im Verhältnis 15.6 bis 37 liegt, und breitet sich dann in den verschiedenen Geweben in Mengen aus, die von ihren Perfusions- bzw. Löslichkeitseigenschaften abhängen.
Das Gewebe-zu-Blut-Verhältnis beträgt 1:3, außer bei fettreichen Geweben, die einen Koeffizienten von 80:100 haben. Das Toluol wird dann in den Lebermikrosomen zu seiner Seitenkette oxidiert (mikrosomale Monooxygenierung). Das wichtigste Produkt dieser Umwandlung, das etwa 68 % des absorbierten Toluols ausmacht, ist Hippursäure (AH), die durch renale Ausscheidung im Urin vor allem durch Ausscheidung in den proximalen Tubuli erscheint. Kleine Mengen von o-Kresol (0.1 %) und p-Kresol (1 %), die das Ergebnis der Oxidation im aromatischen Kern sind, können auch im Urin nachgewiesen werden, wie in der diskutiert Biologische Überwachung Kapitel davon Enzyklopädie.
Die biologische Halbwertszeit von AH ist sehr kurz und liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 Stunden. Der Toluolgehalt in der Ausatemluft in Ruhe liegt bei einer Expositionsrate von 18 ppm in der Größenordnung von 100 ppm und fällt nach Beendigung der Exposition sehr schnell ab. Die Menge an Toluol, die im Körper zurückgehalten wird, ist eine Funktion des vorhandenen Fettanteils. Übergewichtige Personen behalten mehr Toluol in ihrem Körper.
In der Leber oxidiert das gleiche Enzymsystem Toluol, Styrol und Benzol. Diese drei Substanzen neigen also dazu, sich gegenseitig kompetitiv zu hemmen. So kommt es bei starker Gabe von Toluol und Benzol an Ratten zu einer Abnahme der Konzentration von Benzol-Metaboliten im Gewebe und im Urin, ebenso zu einer Zunahme von Benzol in der ausgeatmeten Luft. Im Fall von Trichlorethylen ist die Hemmung nicht kompetitiv, da die beiden Substanzen nicht durch das gleiche enzymatische System oxidiert werden. Eine gleichzeitige Exposition führt zu einer Verringerung von AH und dem Auftreten von Trichlorverbindungen im Urin. Unter Anstrengung wird Toluol stärker absorbiert als in Ruhe. Bei einer Leistung von 50 Watt werden die gemessenen Werte im arteriellen Blut und in der Alveolarluft im Vergleich zu Ruhe verdoppelt.
Akute und chronische Gesundheitsgefahren. Toluol hat eine etwas intensivere akute Toxizität als Benzol. Bei einer Konzentration von etwa 200 oder 240 ppm führt es nach 3 bis 7 h zu Schwindel, Schwindel, Gleichgewichtsstörungen und Kopfschmerzen. Höhere Konzentrationen können zu einem narkotischen Koma führen.
Die Symptome einer chronischen Toxizität sind diejenigen, die gewöhnlich bei Kontakt mit den üblicherweise verwendeten Lösungsmitteln auftreten, und umfassen: Reizung der Schleimhaut, Euphorie, Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit, Appetitlosigkeit und Alkoholunverträglichkeit. Diese Symptome treten im Allgemeinen am Ende des Tages auf, sind am Ende der Woche stärker und werden am Wochenende oder im Urlaub weniger oder verschwinden.
Toluol hat keine Wirkung auf das Knochenmark. Die gemeldeten Fälle beziehen sich entweder auf eine Exposition gegenüber Toluol zusammen mit Benzol oder sind diesbezüglich nicht eindeutig. Theoretisch ist es möglich, dass Toluol einen hepatotoxischen Angriff hervorrufen kann, aber dies wurde nie bewiesen. Einige Autoren haben die Möglichkeit vorgeschlagen, dass es eine Autoimmunerkrankung ähnlich dem Goodpasture-Syndrom (autoimmune Glomerulonephritis) verursacht.
Zu beachten sind mehrere Fälle von plötzlichen Todesfällen, insbesondere bei Kindern oder Jugendlichen, die durch Leimschnüffeln (Einatmen von Dämpfen aus ua toluolhaltigen Klebstoffen) in Folge eines Herzstillstands durch Kammerflimmern mit Katecholaminverlust in Mitleidenschaft gezogen wurden. Tierversuche haben gezeigt, dass Toluol nur in hohen Dosen teratogen ist.
Feuer und Explosion. Bei allen normalen Betriebstemperaturen entwickelt Toluol gefährlich entzündliche Dämpfe. Offene Lichter oder andere Einrichtungen, die den Dampf entzünden könnten, sollten von Bereichen ferngehalten werden, in denen die Flüssigkeit bei der Verwendung oder versehentlich freigesetzt werden könnte. Geeignete Einrichtungen für Lagerung und Versand sind erforderlich.
Andere Monoalkylderivate von Benzol. Propylbenzol ist ein Beruhigungsmittel des Zentralnervensystems mit langsamer, aber anhaltender Wirkung. Natriumdodecylbenzolsulfonat entsteht durch katalytische Reaktion von Tetrapropylen mit Benzol, Ansäuern mit Schwefelsäure und Behandlung mit Natronlauge. Wiederholter Kontakt mit der Haut kann Dermatitis verursachen; bei längerer Exposition kann es als milder Reizstoff auf die Schleimhäute wirken.
p-tert-Butyltoluol. Das Vorhandensein des Dampfes ist bei 5 ppm geruchlich feststellbar. Leichte Reizungen der Bindehaut treten bei Exposition gegenüber 5 bis 8 ppm auf. Die Exposition gegenüber dem Dampf führt zu Kopfschmerzen, Übelkeit, Unwohlsein und Anzeichen einer neurovegetativen Dystonie. Der Metabolismus dieser Substanz ähnelt wahrscheinlich dem von Toluol. Bei der Verwendung von p-tert-Butyltoluol sind die gleichen Brand- und Gesundheitsvorkehrungen zu treffen, wie sie für Toluol beschrieben wurden.
Xylen
Xylol ist wie Benzol ein Narkotikum, das bei längerer Einwirkung zu einer Beeinträchtigung der blutbildenden Organe und zu Störungen des Nervensystems führt. Das Krankheitsbild einer akuten Vergiftung ähnelt dem einer Benzolvergiftung. Die Symptome sind Müdigkeit, Schwindel, Trunkenheit, Schüttelfrost, Atemnot und manchmal Übelkeit und Erbrechen; in schwereren Fällen kann es zu Bewusstlosigkeit kommen. Auch Reizungen der Schleimhäute der Augen, der oberen Atemwege und der Nieren werden beobachtet.
Chronische Exposition führt zu Beschwerden über allgemeine Schwäche, übermäßige Müdigkeit, Schwindel, Kopfschmerzen, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Gedächtnisverlust und Klingeln im Ohr. Typische Symptome sind Herz-Kreislauf-Störungen, süßlicher Geschmack im Mund, Übelkeit, manchmal Erbrechen, Appetitlosigkeit, starker Durst, Augenbrennen und Nasenbluten. In Einzelfällen können Funktionsstörungen des Zentralnervensystems mit ausgeprägten neurologischen Effekten (z. B. Dystonie), Beeinträchtigung der proteinbildenden Funktion und verminderter immunbiologischer Reaktivität beobachtet werden.
Frauen können an Menstruationsstörungen (Menorrhagie, Metrorrhagie) leiden. Es wurde berichtet, dass Arbeiterinnen, die Toluol und Xylol in Konzentrationen ausgesetzt waren, die periodisch die Expositionsgrenzwerte überschritten, auch von pathologischen Schwangerschaftszuständen (Toxikose, Fehlgeburtsgefahr, Blutungen während der Geburt) und Unfruchtbarkeit betroffen waren.
Die Blutveränderungen äußern sich als Anämie, Poikilozytose, Anisozytose, Leukopenie (manchmal Leukozytose) mit relativer Lymphozytose und in bestimmten Fällen stark ausgeprägte Thrombozytopenie. Es liegen Daten zu Unterschieden in der individuellen Empfindlichkeit gegenüber Xylol vor. Bei bestimmten Arbeitern, die einige Jahrzehnte Xylol ausgesetzt waren, wurde keine chronische Vergiftung beobachtet, während ein Drittel des Personals, das unter den gleichen Expositionsbedingungen arbeitete, Symptome einer chronischen Xylolvergiftung aufwies und arbeitsunfähig war. Eine längere Exposition gegenüber Xylol kann die Widerstandskraft des Organismus verringern und ihn anfälliger für verschiedene Arten von pathogenen Faktoren machen. Die Urinanalyse zeigt Proteine, Blut, Urobilin und Urobilinogen im Urin.
Tödliche Fälle von chronischen Vergiftungen sind bekannt, insbesondere unter Arbeitern der Tiefdruckindustrie, aber auch in anderen Branchen. Fälle von schweren und tödlichen Vergiftungen bei schwangeren Frauen mit Hämophilie und Knochenmarkaplasie wurden berichtet. Xylol verursacht auch Hautveränderungen, insbesondere Ekzeme.
Chronische Vergiftungen sind mit dem Vorhandensein von Xylolspuren in allen Organen verbunden, insbesondere in den Nebennieren, im Knochenmark, in der Milz und im Nervengewebe. Xylol oxidiert im Organismus zu Tolylsäuren (o-, m-, p-Methylbenzoesäuren), die später mit Glycin und Glucuronsäure reagieren.
Bei der Herstellung oder Verwendung von Xylol können hohe Konzentrationen in der Luft am Arbeitsplatz auftreten, wenn die Anlagen nicht dicht sind und offene Prozesse mit teilweise großen Verdunstungsflächen verwendet werden. Auch bei Reparaturarbeiten und beim Reinigen der Geräte werden große Mengen in die Luft freigesetzt.
Kontakt mit Xylol, das Oberflächen von Räumen und Geräten oder auch Schutzkleidung kontaminiert haben kann, kann zu Hautresorption führen. Die Hautabsorptionsrate beim Menschen beträgt 4 bis 10 mg/cm2 pro Stunde.
Konzentrationen von 100 ppm für bis zu 30 Minuten wurden mit einer leichten Reizung der oberen Atemwege in Verbindung gebracht. Bei 300 ppm werden Gleichgewicht, Sehvermögen und Reaktionszeiten beeinträchtigt. Exposition gegenüber 700 ppm für 60 Minuten kann zu Kopfschmerzen, Schwindel und Übelkeit führen.
Andere Dialkylbenzolderivate. Brandgefahren sind mit der Verwendung verbunden p-Cymol, das auch ein primärer Hautreizstoff ist. Der Kontakt mit der Flüssigkeit kann zu Trockenheit, Entfettung und Hautrötung führen. Es gibt keine schlüssigen Beweise dafür, dass es das Blutmark beeinflussen kann. Akute Exposition gegenüber p-tert-Butyltoluol in Konzentrationen von 20 ppm und mehr kann Übelkeit, metallischen Geschmack, Augenreizung und Schwindel verursachen. Es wurde festgestellt, dass wiederholte Exposition für verminderten Blutdruck, erhöhte Pulsfrequenz, Angst und Zittern, leichte Anämie mit Leukopenie und Eosinophilie verantwortlich ist. Bei wiederholter Exposition ist es aufgrund der Fettentfernung auch ein leicht hautreizendes Mittel. Toxizitätsstudien an Tieren zeigen Wirkungen auf das Zentralnervensystem (ZNS) mit Läsionen im Corpus callosum und im Rückenmark.
Styrol und Ethylbenzol. Styrol- und Ethylbenzolvergiftungen sind sich sehr ähnlich und werden daher hier gemeinsam behandelt. Styrol kann sowohl durch Dampfinhalation als auch, da es fettlöslich ist, durch Absorption durch intakte Haut in den Körper gelangen. Es sättigt den Körper schnell (in 30 bis 40 min), verteilt sich in den Organen und wird schnell ausgeschieden (85 % in 24 h) entweder im Urin (71 % in Form von Oxidationsprodukten der Vinylgruppe – Hippursäure und Mandelsäure). Säuren) oder in der Ausatemluft (10 %). Ethylbenzol wird zu 70 % in Form verschiedener Metaboliten – Phenylessigsäure, α-Phenylethylalkohol, Mandelsäure und Benzoesäure – mit dem Urin ausgeschieden.
Das Vorhandensein der Doppelbindung in der Seitenkette von Styrol verstärkt die reizenden Eigenschaften des Benzolrings erheblich; die allgemeine toxische Wirkung von Styrol ist jedoch weniger ausgeprägt als die von Ethylbenzol. Flüssiges Styrol wirkt lokal auf der Haut. Tierversuche haben gezeigt, dass flüssiges Styrol die Haut reizt und Blasenbildung und Gewebenekrosen verursacht. Die Exposition gegenüber Styroldämpfen kann auch zu Hautreizungen führen.
Dämpfe von Ethylbenzol und Styrol in Konzentrationen über 2 mg/ml können bei Labortieren zu akuten Vergiftungen führen; erste Symptome sind Reizungen der Schleimhäute der oberen Atemwege, der Augen und des Mundes. Diesen Symptomen folgen Narkose, Krämpfe und Tod durch Atemzentrumslähmung. Die wichtigsten pathologischen Befunde sind Ödeme des Gehirns und der Lunge, epitheliale Nekrosen der Nierentubuli und Leberdystrophie.
Ethylbenzol ist flüchtiger als Styrol, und seine Herstellung ist mit einer größeren akuten Vergiftungsgefahr verbunden; beide Substanzen sind beim Verschlucken giftig. Tierversuche haben gezeigt, dass die Aufnahme von Styrol aus dem Verdauungstrakt ähnliche Vergiftungserscheinungen hervorruft wie das Einatmen. Letale Dosen sind wie folgt: 8 g/kg Körpergewicht für Styrol und 6 g/kg für Ethylbenzol; tödliche Inhalationskonzentrationen liegen zwischen 45 und 55 mg/l.
In der Industrie kann es infolge einer Betriebsstörung oder eines fehlerhaften Anlagenbetriebs zu einer akuten Styrol- oder Ethylbenzolvergiftung kommen. Eine außer Kontrolle geratende Polymerisationsreaktion geht mit einer schnellen Wärmefreisetzung einher und erfordert ein sofortiges Spülen des Reaktionsgefäßes. Technische Kontrollen, die einen plötzlichen Anstieg der Styrol- und Ethylbenzolkonzentrationen in der Atmosphäre am Arbeitsplatz vermeiden, sind unerlässlich, da die beteiligten Arbeitnehmer sonst gefährlichen Konzentrationen mit Folgen wie Enzephalopathie und toxischer Hepatitis ausgesetzt werden können, wenn sie nicht durch geeignete Atemschutzgeräte geschützt sind.
Chronische Toxizität. Sowohl Styrol als auch Ethylbenzol können auch chronische Vergiftungen verursachen. Längerer Kontakt mit Styrol- oder Ethylbenzoldämpfen in Konzentrationen oberhalb der zulässigen Konzentrationen kann zu Funktionsstörungen des Nervensystems, Reizungen der oberen Atemwege, hämatologischen Veränderungen (insbesondere Leukopenie und Lymphozytose) sowie zu Erkrankungen der Leber und der Gallenwege führen. Ärztliche Untersuchung von Arbeitern, die länger als 5 Jahre in Polystyrol- und Synthesekautschukfabriken beschäftigt waren, in denen atmosphärische Styrol- und Ethylbenzolkonzentrationen um 50 mg/m lagen3 Fälle von toxischer Hepatitis aufgedeckt. Längere Exposition gegenüber Styrolkonzentrationen von weniger als 50 mg/m3 verursachte Störungen bestimmter Leberfunktionen (Eiweiß, Pigment, Glykogen). Es wurde auch festgestellt, dass Arbeiter in der Polystyrolproduktion an Asthenie und Erkrankungen der Nasenschleimhaut leiden; Ovulations- und Menstruationsstörungen wurden ebenfalls beobachtet.
Experimentelle Untersuchungen an Ratten haben gezeigt, dass Styrol bei einer Konzentration von 1.5 mg/m embryotoxische Wirkungen ausübt3; sein Metabolit Styroloxid ist mutagen und reagiert mit Mikrosomen, Proteinen und der Nukleinsäure der Leberzellen. Styroloxid ist chemisch aktiv und für Ratten um ein Vielfaches giftiger als Styrol selbst. Styroloxid wird von der IARC als wahrscheinliches Karzinogen der Gruppe 2A eingestuft. Styrol selbst gilt als mögliches Karzinogen der Gruppe 2B für den Menschen.
Tierexperimente zur chronischen Toxizität von Ethylbenzol haben gezeigt, dass hohe Konzentrationen (1,000 und 100 mg/m3) kann gesundheitsschädlich sein und funktionelle und organische Störungen verursachen (Erkrankungen des Nervensystems, toxische Hepatitis und Beschwerden der oberen Atemwege). Konzentrationen so niedrig wie 10 mg/m3 kann zu einer katarrhalischen Entzündung der Schleimhäute der oberen Atemwege führen. Konzentrationen von 1 mg/m3 Leberfunktionsstörungen hervorrufen.
Trialkylderivate von Benzol. In dem Trimethylbenzole drei Wasserstoffatome im Benzolkern wurden durch drei Methylgruppen ersetzt, um eine weitere Gruppe von aromatischen Kohlenwasserstoffen zu bilden. Mit der Verwendung dieser Flüssigkeiten sind Gesundheitsschäden und Brandgefahr verbunden. Alle drei Isomere sind brennbar. Der Brennpunkt von Pseudocumol beträgt 45.5 °C, aber die Flüssigkeiten werden üblicherweise industriell als Bestandteile von Kohlenteer-Lösungsmittelnaphtha verwendet, das einen Flammpunkt irgendwo im Bereich von 32 °C bis unter 23 °C haben kann. Wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, kann eine entzündliche Dampfkonzentration vorhanden sein, wenn die Flüssigkeiten in Lösungsmittel- und Verdünnungsvorgängen verwendet werden.
Gesundheitsrisiken. Die wesentlichen Erkenntnisse über die toxischen Wirkungen der Trimethylbenzole 1,3,5-Trimethylbenzol und Pseudocumol sowohl auf Tiere als auch auf Menschen stammen aus Untersuchungen eines Lösungs- und Farbverdünners, der 80 % dieser Stoffe als Bestandteile enthält . Sie wirken als Beruhigungsmittel des zentralen Nervensystems und können die Blutgerinnung beeinflussen. Bronchitis asthmatischen Typs, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Benommenheit wurden auch von 70 % der Arbeiter, die hohen Konzentrationen ausgesetzt waren, beklagt. Ein großer Teil von 1,3,5-Trimethylbenzol wird im Körper zu Mesitylensäure oxidiert, mit Glycin konjugiert und mit dem Urin ausgeschieden. Pseudocumol wird zu oxidiert p-Xylsäure, dann auch im Urin ausgeschieden.
Cumol. Bei der Verwendung von Cumol in einem industriellen Prozess müssen bestimmte Gesundheits- und Brandgefahren beachtet werden. Cumol ist ein Hautreizmittel und kann langsam durch die Haut absorbiert werden. Es hat auch eine starke narkotische Wirkung bei Tieren, und die Narkose entwickelt sich langsamer und dauert länger als mit Benzol oder Toluol. Es neigt auch dazu, Lungen-, Leber- und Nierenschäden zu verursachen, aber solche Verletzungen wurden bei Menschen nicht beobachtet.
Flüssiges Cumol entwickelt keine Dämpfe in brennbaren Konzentrationen, bis seine Temperatur 43.9 °C erreicht. Brennbare Dampf-Luft-Gemische bilden sich daher nur bei unkontrolliertem Betrieb mit höheren Temperaturen. Wenn cumolhaltige Lösungen oder Beschichtungen im Laufe eines Prozesses erhitzt werden (z. B. in einem Trockenofen), kommt es leicht zu Bränden und unter Umständen zu Explosionen.
Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen
Da der Haupteintrittsweg die Lungen sind, ist es wichtig zu verhindern, dass diese Mittel in die Atemzone gelangen. Effektive Absaugsysteme zur Verhinderung der Ansammlung von Toxinen sind eine der wichtigsten Methoden zur Verhinderung einer übermäßigen Inhalation. Offene Behälter sollten abgedeckt oder geschlossen gehalten werden, wenn sie nicht verwendet werden. Die oben genannten Vorsichtsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass keine schädliche Dampfkonzentration in der Arbeitsatmosphäre vorhanden ist, sind völlig ausreichend, um unter normalen Umständen entzündliche Gemische in der Luft zu vermeiden. Um das Risiko eines versehentlichen Auslaufens oder Überlaufens von Flüssigkeit aus Lager- oder Prozessbehältern abzudecken, sind zusätzliche Vorkehrungen erforderlich, wie z. B. Erdwälle um Lagertanks, Schwellen an Eingängen oder speziell konstruierte Böden, um die Ausbreitung austretender Flüssigkeit zu begrenzen. Wo diese Mittel gelagert oder verwendet werden, sollten offene Flammen und andere Zündquellen ausgeschlossen werden. Effiziente Mittel zum Umgang mit Leckagen und Verschüttungen müssen verfügbar sein.
Atemschutzgeräte sind zwar wirksam, sollten aber nur als Backup (oder in Notfällen) verwendet werden und sind vollständig benutzerabhängig. Schutz vor dem zweiten Hauptexpositionsweg, der Haut, kann durch Schutzkleidung wie Handschuhe, Gesichtsschutz/-schilde und Kittel gewährleistet werden. Darüber hinaus sollten Arbeiter, die Gefahr laufen, diese Substanzen in die Augen zu spritzen, Augenschutz erhalten. Arbeitnehmer sollten das Tragen von Kontaktlinsen vermeiden, wenn sie in Bereichen arbeiten, in denen eine Exposition (insbesondere im Gesicht und in den Augen) möglich ist; Kontaktlinsen können die schädliche Wirkung dieser Substanzen verstärken und Augenspülungen häufig weniger wirksam machen, wenn die Linsen nicht sofort entfernt werden.
Bei Hautkontakt mit diesen Stoffen die Haut sofort mit Wasser und Seife waschen. Kontaminierte Kleidung sofort entfernen. Aromatische Kohlenwasserstoffe in den Augen sollten durch mindestens 15-minütige Spülung mit Wasser entfernt werden. Verbrennungen durch Spritzer verflüssigter Verbindungen erfordern sofortige ärztliche Hilfe. Bei schwerer Exposition sollte der Patient bis zum Eintreffen eines Arztes zur Ruhe an die frische Luft gebracht werden. Verabreichen Sie Sauerstoff, wenn der Patient Schwierigkeiten beim Atmen zu haben scheint. Die Mehrheit der Personen erholt sich schnell an der frischen Luft, und eine symptomatische Therapie ist selten erforderlich.
Ersatz für Benzol. Es wird heute anerkannt, dass die Verwendung von Benzol für industrielle oder kommerzielle Zwecke aufgegeben werden sollte, wenn ein wirksamer, weniger schädlicher Ersatz verfügbar ist, obwohl oft kein Ersatz verfügbar ist, wenn das Benzol als Reaktant in einer chemischen Synthese verwendet wird. Andererseits hat es sich als möglich erwiesen, bei fast allen der sehr zahlreichen Operationen, bei denen Benzol als Lösungsmittel verwendet wurde, auf Ersatzstoffe zurückzugreifen. Der Ersatzstoff ist nicht immer ein so gutes Lösungsmittel wie Benzol, kann sich aber dennoch als bevorzugtes Lösungsmittel erweisen, da weniger belastende Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind. Zu solchen Ersatzstoffen gehört Benzol
Homologe (insbesondere Toluol und Xylol), Cyclohexan, aliphatische Kohlenwasserstoffe (entweder rein, wie im Fall von Hexan, oder als Gemische, wie im Fall der breiten Palette von Erdöllösungsmitteln), Lösungsmittelnaphthas (die relativ komplexe Gemische unterschiedlicher Zusammensetzung sind aus Kohle gewonnen) oder bestimmte Erdölprodukte. Sie enthalten praktisch kein Benzol und sehr wenig Toluol; die Hauptbestandteile sind Homologe dieser beiden Kohlenwasserstoffe in Anteilen, die je nach Herkunft der Mischung variieren. Verschiedene andere Lösungsmittel können gewählt werden, um dem aufzulösenden Material und den relevanten industriellen Prozessen zu entsprechen. Dazu gehören Alkohole, Ketone, Ester und chlorierte Derivate von Ethylen.
Tabellen zu aromatischen Kohlenwasserstoffen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.