Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) sind organische Verbindungen, die aus drei oder mehr kondensierten aromatischen Ringen bestehen, wobei bestimmte Kohlenstoffatome zwei oder drei Ringen gemeinsam sind. Eine solche Struktur wird auch als kondensiertes Ringsystem bezeichnet. Die Ringe können geradlinig, gewinkelt oder in Cluster-Formation angeordnet sein. Außerdem weist der Name Kohlenwasserstoff darauf hin, dass das Molekül nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Die einfachste kondensierte Struktur, die nur zwei kondensierte aromatische Ringe enthält, ist Naphthalin. An die aromatischen Ringe können andere Arten von Ringen ankondensiert werden, wie etwa Fünf-Kohlenstoff-Ringe oder Ringe, die andere Atome (Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel) anstelle von Kohlenstoff enthalten. Die letztgenannten Verbindungen werden als heteroaromatische oder heterocyclische Verbindungen bezeichnet und werden hier nicht betrachtet. In der PAK-Literatur finden sich viele weitere Bezeichnungen: PNA (polynuclear aromats), PAC (polyzyklische aromatische Verbindungen), POM (polyzyklische organische Substanz). Die letzte Notation umfasst oft heteroaromatische Verbindungen. Zu den PAKs gehören Hunderte von Verbindungen, die viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, weil viele von ihnen krebserregend sind, insbesondere solche PAKs, die vier bis sechs aromatische Ringe enthalten.
Die Nomenklatur ist in der Literatur nicht einheitlich, was den Leser von Arbeiten aus verschiedenen Ländern und Epochen verwirren kann. Die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) hat eine heute gebräuchliche Nomenklatur übernommen. Eine sehr kurze Zusammenfassung des Systems folgt:
Einige Eltern-PAHs werden ausgewählt und ihre Trivialnamen werden beibehalten. So viele Ringe wie möglich werden in einer horizontalen Linie gezeichnet und die meisten verbleibenden Ringe werden in den oberen rechten Quadranten gelegt. Die Nummerierung beginnt mit dem ersten Kohlenstoffatom, das zwei Ringen nicht gemeinsam ist, im Ring rechts in der obersten Zeile. Die folgenden Kohlenstoffatome, die einen Wasserstoff binden, sind im Uhrzeigersinn nummeriert. Die Außenseiten der Ringe sind in alphabetischer Reihenfolge mit Buchstaben versehen, beginnend mit der Seite zwischen C 1 und C 2.
Zur Verdeutlichung der Nomenklatur der PAK sei der Name für Benzo(a)pyren als Beispiel genommen. Benzo(a) – zeigt an, dass ein aromatischer Ring in a-Position an Pyren ankondensiert ist. Ein Ring kann auch an den Positionen b, e usw. kondensiert werden. Die Positionen a, b, h und i sind jedoch äquivalent, ebenso wie e und l. Dementsprechend gibt es nur zwei Isomere, Benzo(a)pyren und Benzo(e)pyren. Es wird nur der erste Buchstabe verwendet und die Formeln werden nach den oben genannten Regeln geschrieben. Auch in den Positionen cd, fg usw. von Pyren kann ein Ring ankondensiert werden. Allerdings ist diese Substanz, 2H-Benzo(cd)pyren, in Position 2 gesättigt, was durch ein H gekennzeichnet ist.
Physikalisch-chemische Eigenschaften von PAKs. Die konjugierten II-Elektronensysteme der PAHs erklären ihre chemische Stabilität. Sie sind bei Raumtemperatur Feststoffe und haben eine sehr geringe Flüchtigkeit. Abhängig von ihrem aromatischen Charakter absorbieren die PAKs ultraviolettes Licht und geben charakteristische Fluoreszenzspektren ab. Die PAK sind in vielen organischen Lösungsmitteln löslich, in Wasser sind sie jedoch sehr schwer löslich und nehmen mit zunehmendem Molekulargewicht ab. Allerdings können Detergenzien und Verbindungen, die in Wasser Emulsionen verursachen, oder PAKs, die an Schwebeteilchen adsorbiert sind, den PAK-Gehalt im Abwasser oder in natürlichen Gewässern erhöhen. Chemisch reagieren die PAKs durch Substitution von Wasserstoff oder durch Additionsreaktionen, bei denen eine Sättigung eintritt. Generell wird das Ringsystem beibehalten. Die meisten PAK werden photooxidiert, eine Reaktion, die für die Entfernung von PAK aus der Atmosphäre wichtig ist. Die häufigste Photooxidationsreaktion ist die Bildung von Endoperoxiden, die in Chinone umgewandelt werden können. Aus sterischen Gründen kann durch Photooxidation von Benzo(a)pyren kein Endoperoxid gebildet werden; dabei entstehen 1,6-Dion, 3,6-Dion und 6,12-Dion. Es wurde festgestellt, dass die Photooxidation von adsorbierten PAHs größer sein kann als die von PAHs in Lösung. Dies ist von Bedeutung bei der Analyse von PAKs durch Dünnschichtchromatographie, insbesondere auf Kieselgelschichten, wo viele PAKs sehr schnell photooxidieren, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Für die Elimination von PAK aus dem beruflichen Umfeld spielen die Photooxidationsreaktionen keine Rolle. PAKs reagieren schnell mit Stickoxiden oder HNO3. Beispielsweise kann Anthracen durch HNO zu Anthrachinon oxidiert werden3 oder durch eine Substitutionsreaktion mit NO ein Nitroderivat ergeben2. PAKs können mit reagieren
SO2, SO3 und H2SO4 zu Sulfinsäuren und Sulfonsäuren. Dass krebserzeugende PAK mit anderen Stoffen reagieren, bedeutet nicht zwangsläufig, dass sie als krebserzeugend inaktiviert werden; im Gegenteil, viele PAKs, die Substituenten enthalten, sind stärkere Karzinogene als die entsprechende Ausgangsverbindung. Einige wichtige PAK werden hier einzeln betrachtet.
Ausbildung. PAK entstehen durch Pyrolyse oder unvollständige Verbrennung von organischem Material, das Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Die Pyrolyse organischer Verbindungen liefert bei hohen Temperaturen Molekülbruchstücke und Radikale, die sich zu PAK verbinden. Die Zusammensetzung der entstehenden Produkte der Pyrosynthese ist abhängig vom Brennstoff, der Temperatur und der Verweilzeit im heißen Bereich. Brennstoffe, die PAHs ergeben, umfassen Methan, andere Kohlenwasserstoffe, Kohlenhydrate, Lignine, Peptide, Lipide und so weiter. Verbindungen mit Kettenverzweigung, Ungesättigtheit oder cyclischen Strukturen begünstigen jedoch im Allgemeinen die PAK-Ausbeute. Offenbar werden PAK als Dämpfe aus der Brandzone emittiert. Aufgrund ihres niedrigen Dampfdrucks kondensieren die meisten PAK sofort an Rußpartikeln oder bilden selbst sehr kleine Partikel. PAKs, die als Dampf in die Atmosphäre gelangen, werden an vorhandenen Partikeln adsorbiert. PAK-haltige Aerosole werden somit in der Luft verteilt und können durch Winde über große Entfernungen transportiert werden.
Vorkommen und Verwendungen
Viele PAK können aus Steinkohlenteer hergestellt werden. Die Reinstoffe haben außer Naphthalin und Anthracen keinen nennenswerten technischen Nutzen. Sie werden jedoch indirekt in Steinkohlenteer und Erdöl verwendet, die Mischungen verschiedener PAK enthalten.
PAK kommen fast überall in Luft, Boden und Wasser aus natürlichen und anthropogenen Quellen vor. Der Beitrag natürlicher Quellen wie Waldbrände und Vulkane ist im Vergleich zu den vom Menschen verursachten Emissionen winzig. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursacht die Hauptemissionen von PAK. Weitere Beiträge stammen aus der Verbrennung von Müll und Holz sowie aus dem Auslaufen von rohem und raffiniertem Erdöl, das per se PAK enthält. PAK kommen auch im Tabakrauch und in gegrillten, geräucherten und frittierten Speisen vor.
Die wichtigste Quelle für PAK in der Luft des beruflichen Umfelds ist Steinkohlenteer. Es entsteht durch Pyrolyse von Kohle in Gas- und Kokereien, wo Abgase aus dem heißen Teer entstehen. Die Arbeiter in der Nähe der Öfen sind diesen PAKs in hohem Maße ausgesetzt. Die meisten Untersuchungen zu PAK in Arbeitsumgebungen wurden in Gas- und Kokereien durchgeführt. In den meisten Fällen wurde nur Benzo(a)pyren analysiert, es liegen jedoch auch einige Untersuchungen zu einer Reihe anderer PAK vor. Generell weist der Benzo(a)pyren-Gehalt in der Luft über den Öfen die höchsten Werte auf. Die Luft über den Abzügen und dem Teerabscheider ist extrem reich an Benzo(a)pyren, bis zu 500 mg/m3 wurde gemessen. Bei personenbezogenen Luftproben wurde die höchste Exposition für LKW-Fahrer, Werftarbeiter, Schornsteinfeger, Deckelarbeiter und Teerjäger festgestellt. Naphthalin, Phenanthren, Fluoranthen, Pyren und Anthracen dominieren unter den PAKs, die aus Luftproben isoliert wurden, die auf der Oberseite der Batterie entnommen wurden. Es ist offensichtlich, dass einige der Arbeiter in der Gas- und Kokereiindustrie auch in modernen Anlagen hohen PAK-Pegeln ausgesetzt sind. Sicherlich ist es in diesen Industriezweigen nicht ungewöhnlich, dass eine große Anzahl von Arbeitern jahrelang exponiert war. Epidemiologische Untersuchungen haben für diese Arbeitnehmer ein erhöhtes Lungenkrebsrisiko ergeben. Kohlenteer wird in anderen industriellen Prozessen verwendet, wo es erhitzt wird und dadurch PAKs an die Umgebungsluft abgegeben werden.
Die Polyarylkohlenwasserstoffe werden hauptsächlich in der Herstellung von Farbstoffen und chemischen Synthesen verwendet. Anthracen wird zur Herstellung von Anthrachinon verwendet, einem wichtigen Rohstoff für die Herstellung echter Farbstoffe. Es wird auch als Verdünnungsmittel für Holzschutzmittel und bei der Herstellung von synthetischen Fasern, Kunststoffen und Einkristallen verwendet. Phenanthren wird bei der Herstellung von Farbstoffen und Sprengstoffen, der biologischen Forschung und der Synthese von Arzneimitteln verwendet.
Benzofuran wird bei der Herstellung von Cumaron-Inden-Harzen verwendet. Fluoranthen ist ein Bestandteil von Kohlenteer und aus Erdöl gewonnenem Asphalt, der als Auskleidungsmaterial verwendet wird, um das Innere von Trinkwasserrohren und Lagertanks aus Stahl und Sphäroguss zu schützen.
Aluminium wird in einem elektrolytischen Prozess bei einer Temperatur von etwa 970 °C hergestellt. Es gibt zwei Arten von Anoden: die Söderberg-Anode und die Graphitanode („vorgebackene“). Der erstgenannte Typ, der am häufigsten verwendet wird, ist die Hauptursache für die PAK-Exposition in Aluminiumwerken. Die Anode besteht aus einer Mischung aus Kohlenteerpech und Koks. Bei der Elektrolyse wird es in seinem unteren, heißeren Teil graphitisiert („gebacken“) und schließlich durch elektrolytische Oxidation zu Kohlenstoffoxiden verbraucht. Frische Anodenpaste wird von oben hinzugefügt, um die Elektrode kontinuierlich am Laufen zu halten. PAK-Bestandteile werden bei der hohen Temperatur aus dem Spielfeld freigesetzt und entweichen trotz Lüftungsvorkehrungen in den Arbeitsbereich. Bei vielen verschiedenen Tätigkeiten in einer Aluminiumhütte, wie z. B. Bolzenziehen, Gestellheben, Anbringen von Flaints und Hinzufügen von Anodenpaste, kann die Exposition beträchtlich sein. Auch das Stampfen von Kathoden führt zu einer Exposition gegenüber PAK, da Pech in Roding- und Slot-Mischungen verwendet wird.
Graphitelektroden werden in Aluminiumreduktionsanlagen, in Elektrostahlöfen und in anderen metallurgischen Prozessen eingesetzt. Das Ausgangsmaterial für diese Elektroden ist in der Regel Petrolkoks mit Teer oder Pech als Bindemittel. Das Backen erfolgt durch Erhitzen dieser Mischung in Öfen auf Temperaturen über 1,000 °C. In einem zweiten Aufheizschritt bis auf 2,700 °C erfolgt die Graphitisierung. Während des Einbrennvorgangs werden große Mengen an PAK aus der Elektrodenmasse freigesetzt. Der zweite Schritt ist mit einer eher geringen PAK-Exposition verbunden, da die flüchtigen Bestandteile beim ersten Erhitzen abgegeben werden.
In Eisen- und Stahlwerken und Gießereien kommt es zu einer Belastung durch PAK, die aus Steinkohlenteerprodukten in Kontakt mit geschmolzenem Metall stammen. Die Teerzubereitungen werden in Öfen, Läufern und Kokillen verwendet.
Der zum Pflastern von Straßen und Straßen verwendete Asphalt stammt hauptsächlich aus den Destillationsrückständen von Erdölrohölen. Der Erdölasphalt an sich ist arm an höheren PAK. In einigen Fällen wird es jedoch mit Steinkohlenteer vermischt, was die Möglichkeit einer PAK-Exposition bei der Arbeit mit heißem Asphalt erhöht. In anderen Betrieben, in denen Teer geschmolzen und auf eine große Fläche verteilt wird, können die Arbeiter PAKs stark ausgesetzt sein. Zu diesen Arbeiten gehören Pipelinebeschichtung, Wandisolierung und Dachteerung.
Gefahren
1775 beschrieb ein englischer Chirurg, Sir Percival Pott, erstmals Berufskrebs. Er brachte Hodenkrebs bei Schornsteinfegern mit deren längerer Exposition gegenüber Teer und Ruß unter Bedingungen schlechter persönlicher Hygiene in Verbindung. Hundert Jahre später wurde Hautkrebs bei Arbeitern beschrieben, die Kohlenteer oder Schieferöl ausgesetzt waren. In den 1930er Jahren wurde Lungenkrebs bei Arbeitern in Stahlwerken und Kokereien beschrieben. Ende der 1910er Jahre wurde experimentell entstandener Hautkrebs bei Versuchstieren nach wiederholter Anwendung von Steinkohlenteer beschrieben. 1933 wurde gezeigt, dass ein aus Kohlenteer isolierter polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoff krebserregend ist. Die isolierte Verbindung war Benzo(a)pyren. Seitdem wurden Hunderte von krebserregenden PAK beschrieben. Epidemiologische Studien haben eine erhöhte Häufigkeit von Lungenkrebs bei Arbeitern in der Koks-, Aluminium- und Stahlindustrie gezeigt. Ungefähr ein Jahrhundert später wurden mehrere der PAK als berufsbedingte Karzinogene reguliert.
Die lange Latenz zwischen der ersten Exposition und den Symptomen und viele andere Faktoren haben die Festlegung von Grenzwerten für PAK in der Arbeitsatmosphäre zu einer mühsamen und langwierigen Aufgabe gemacht. Auch bei der Normung bestand eine lange Latenzzeit. Threshold Limit Values (TLVs) für PAKs gab es praktisch nicht, bis 1967 die American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) einen TLV von 0.2 mg/m annahm3 für flüchtige Bestandteile von Kohlenteerpech. Es wurde als das Gewicht der in Benzol löslichen Fraktion der auf einem Filter gesammelten Partikel definiert. In den 1970er Jahren erließ die UdSSR eine maximal zulässige Konzentration (MAC) für Benzo(a)pyren (BaP) auf der Grundlage von Laborversuchen mit Tieren. In Schweden ein TLV von 10 g/m3 wurde 1978 für BaP eingeführt. Ab 1997 beträgt der zulässige Expositionsgrenzwert (PEL) der US-Arbeitsschutzbehörde (OSHA) für BaP 0.2 mg/m3. Der ACGIH hat keinen zeitgewichteten Durchschnitt (TWA), da BaP ein vermutetes menschliches Karzinogen ist. Der vom US National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) empfohlene Expositionsgrenzwert (REL) beträgt 0.1 mg/m3 (mit Cyclohexan extrahierbare Fraktion).
Berufliche PAK-Quellen außer Kohlenteer und -pech sind Ruß, Kreosot, Mineralöle, Rauch und Ruß aus verschiedenen Verbrennungsarten und Abgase von Fahrzeugen. Mineralöle enthalten geringe PAK-Gehalte, aber viele Verwendungsarten führen zu einer erheblichen Erhöhung des PAK-Gehalts. Einige Beispiele sind Motoröle, Schneidöle und Öle, die für die elektrische Entladungsbearbeitung verwendet werden. Da die PAK jedoch im Öl verbleiben, beschränkt sich das Expositionsrisiko hauptsächlich auf den Hautkontakt. Abgase von Fahrzeugen enthalten im Vergleich zu Dämpfen von Kohlenteer und -pech geringe Mengen an PAK. In der folgenden Liste wurden Messungen von Benzo(a)pyren von verschiedenen Arten von Arbeitsplätzen verwendet, um sie nach dem Grad der Exposition einzuordnen:
- sehr hohe Benzo(a)pyren-Exposition (mehr als 10 mg/m3)— Gas- und Kokereien; Aluminiumarbeiten; Graphitelektrodenanlagen; Umgang mit heißem Teer und Pech
- moderate Exposition (0.1 bis 10 g/m3)—Gas- und Kokereien; Stahlwerke; Graphitelektrodenanlagen; Aluminiumarbeiten; Gießereien
- geringe Exposition (weniger als 0.1 g/m3)—Gießereien; Asphaltherstellung; Aluminiumarbeiten mit vorgebackenen Elektroden; Kfz-Reparaturwerkstätten und Werkstätten; Eisenminen und Bau von Tunneln.
Mit ausgewählten PAK verbundene Gefahren
Anthracen ist ein mehrkerniger aromatischer Kohlenwasserstoff mit kondensierten Ringen, der durch Oxidation Anthrachinon und durch Reduktion 9,10-Dihydroanthracen bildet. Die toxischen Wirkungen von Anthracen ähneln denen von Steinkohlenteer und seinen Destillationsprodukten und hängen vom Anteil der darin enthaltenen schweren Fraktionen ab. Anthracen ist photosensibilisierend. Es kann eine akute und chronische Dermatitis mit Symptomen wie Brennen, Juckreiz und Ödemen verursachen, die in den exponierten nackten Hautregionen stärker ausgeprägt sind. Hautschäden sind mit Reizungen der Bindehaut und der oberen Atemwege verbunden. Andere Symptome sind Tränenfluss, Photophobie, Ödeme der Augenlider und konjunktivale Hyperämie. Die akuten Symptome verschwinden innerhalb weniger Tage nach Beendigung des Kontakts. Längere Exposition führt zu Pigmentierung der nackten Hautregionen, Verhornung ihrer Oberflächenschichten und Teleangioektasie. Die photodynamische Wirkung von industriellem Anthracen ist stärker ausgeprägt als die von reinem Anthracen, was offensichtlich auf Beimischungen von Acridin, Carbazol, Phenanthren und anderen schweren Kohlenwasserstoffen zurückzuführen ist. Systemische Wirkungen äußern sich durch Kopfschmerzen, Übelkeit, Appetitlosigkeit, Reaktionsverlangsamung und Adynamie. Länger anhaltende Wirkungen können zu Entzündungen des Magen-Darm-Trakts führen.
Es ist nicht erwiesen, dass reines Anthracen krebserzeugend ist, aber einige seiner Derivate und industrielles Anthracen (das Verunreinigungen enthält) haben krebserregende Wirkungen. 1,2-Benzanthracen und bestimmte Monomethyl- und Dimethylderivate davon sind Karzinogene. Das Dimethyl und Trimethyl Derivate von 1,2-Benzanthracen sind stärkere Karzinogene als insbesondere die Monomethylderivate 9,10-Dimethyl-1,2-benzanthracen, das bei Mäusen innerhalb von 43 Tagen Hautkrebs verursacht. Das 5,9- und 5,10-Dimethylderivate sind auch sehr krebserregend. Die Karzinogenität von 5,9,10- und 6,9,10-Trimethylderivate sind weniger ausgeprägt. 20-Methylcholanthren, das eine ähnliche Struktur wie 5,6,10-Trimethyl-1,2-benzanthracen hat, ist ein außergewöhnlich starkes Karzinogen. Alle Dimethylderivate, die am zusätzlichen Benzolring (in den Positionen 1, 2, 3, 4) mit Methylgruppen substituiert sind, sind nicht krebserregend. Es wurde festgestellt, dass die Karzinogenität bestimmter Gruppen von Alkylderivaten von 1,2-Benzanthracen mit der Verlängerung ihrer Kohlenstoffketten abnimmt.
Benz (a) Anthracen kommt in Steinkohlenteer vor, bis zu 12.5 g/kg; Holz- und Tabakrauch, 12 bis 140 ng im Rauch einer Zigarette; Mineralöl; Außenluft, 0.6 bis 361 ng/m3; Gaswerke, 0.7 bis 14 mg/m3. Benz(a)anthracen ist ein schwaches Karzinogen, aber einige seiner Derivate sind sehr starke Karzinogene – zum Beispiel 6-, 7-, 8- und 12-Methylbenz (a) anthracen und einige der Dimethylderivate wie 7,12-Dimethylbenz(a)anthracen. Die Einführung eines fünfgliedrigen Rings an der Position 7 bis 8 von Benz(a)anthracen führt zu Cholanthren (Benz(j)aceanthrylen), das zusammen mit seinem 3-Methylderivat ein äußerst starkes Karzinogen ist. Dibenz(a,h)anthracen war das erste reine PAK mit nachgewiesener krebserzeugender Aktivität.
Chrysene tritt in Kohlenteerpech bis zu 10 g/kg auf. Von 1.8 bis 361 ng/m3 wurde in Luft und 3 bis 17 mg/m gemessen3 im Abgas von Dieselmotoren. Der Rauch einer Zigarette kann bis zu 60 ng Chrysen enthalten. Dibenzo(b,d,e,f)-chrysen und Dibenzo(d,e,f,p)-chrysen sind krebserregend. Chrysen hat eine schwache krebserzeugende Aktivität.
Diphenyle. Über die toxischen Wirkungen von Diphenyl und seinen Derivaten mit Ausnahme von polychloriertem Biphenyl (PCB) liegen nur wenige Informationen vor. Aufgrund ihres geringen Dampfdrucks und Geruchs ist die Exposition durch Einatmen bei Raumtemperatur normalerweise nicht mit einem ernsthaften Risiko verbunden. In einer Beobachtung kam es jedoch bei Arbeitern, die Packpapier mit einem Fungizidpulver aus Diphenyl imprägnierten, zu Hustenanfällen, Übelkeit und Erbrechen. Bei wiederholter Exposition gegenüber einer Lösung von Diphenyl in Paraffinöl bei 90 °C und Luftkonzentrationen deutlich über 1 mg/m3, starb ein Mann an akuter gelber Atrophie der Leber, und acht Arbeiter litten an zentralen und peripheren Nervenschäden und Leberverletzungen. Sie klagten über Kopfschmerzen, Magen-Darm-Störungen, polyneuritische Symptome und allgemeine Müdigkeit.
Geschmolzenes Diphenyl kann schwere Verbrennungen verursachen. Die Aufnahme durch die Haut ist ebenfalls ein mäßiges Risiko. Augenkontakt verursacht leichte bis mäßige Reizung. Die Verarbeitung und Handhabung von Diphenylether bei normalem Gebrauch ist gesundheitlich unbedenklich. Der Geruch kann sehr unangenehm sein und eine übermäßige Exposition führt zu Augen- und Rachenreizungen.
Kontakt mit der Substanz kann Dermatitis hervorrufen.
Die Mischung aus Diphenylether und Diphenyl in Konzentrationen zwischen 7 und 10 ppm beeinträchtigt Versuchstiere bei wiederholter Exposition nicht ernsthaft. Beim Menschen kann es jedoch Augen- und Atemwegsreizungen und Übelkeit verursachen. Die versehentliche Einnahme der Verbindung führte zu schweren Leber- und Nierenschäden.
Fluoranthen kommt in Kohlenteer, Tabakrauch und PAKs in der Luft vor. Es ist kein Karzinogen, im Gegensatz zu den Benzo(b)-, Benzo(j)- und Benzo(k)-Isomeren.
Naphthacen kommt in Tabakrauch und Kohlenteer vor. Es verursacht eine Färbung anderer farbloser Substanzen, die aus Steinkohlenteer isoliert werden, wie z. B. Anthracen.
Naphthalin ist leicht entzündlich und bildet in Partikel- oder Dampfform mit Luft explosionsfähige Gemische. Seine toxische Wirkung wurde hauptsächlich als Folge von Magen-Darm-Vergiftungen bei Kindern beobachtet, die Mottenkugeln mit Süßigkeiten verwechselten, und äußert sich in einer akuten hämolytischen Anämie mit Leber- und Nierenläsionen und Blasenstauung.
Es liegen Berichte über schwere Vergiftungen bei Arbeitern vor, die konzentrierte Naphthalindämpfe eingeatmet hatten; Die häufigsten Symptome waren hämolytische Anämie mit Heinz-Körperchen, Leber- und Nierenerkrankungen und Optikusneuritis. Bei längerer Aufnahme von Naphthalin können auch kleine punktförmige Trübungen in der Peripherie der Augenlinse ohne Funktionsbeeinträchtigung entstehen. Augenkontakt mit konzentrierten Dämpfen und kondensierten Mikrokristallen kann zu punktförmiger Keratitis und sogar Chorioretinitis führen.
Es wurde festgestellt, dass Hautkontakt erythemato-exsudative Dermatitis verursacht; solche Fälle wurden jedoch dem Kontakt mit rohem Naphthalin zugeschrieben, das noch Phenol enthielt, das der Erreger der Fußdermatitis war, die bei Arbeitern auftritt, die Naphthalinkristallisationsschalen entleeren.
Phenanthren wird aus Kohlenteer hergestellt und kann synthetisiert werden, indem Diphenylethylen durch ein rotglühendes Rohr geleitet wird. Es kommt auch im Tabakrauch vor und wird unter luftgetragenen PAHs gefunden. Es scheint keine krebserzeugende Wirkung zu haben, aber einige Alkylderivate von Benzo(c)phenanthren sind krebserregend. Phenanthren ist eine empfohlene Ausnahme von der systematischen Nummerierung; 1 und 2 sind in der Formel angegeben.
Pyren kommt in Kohlenteer, Tabakrauch und PAKs in der Luft vor. In Erdölprodukten sind 0.1 bis 12 mg/ml enthalten. Pyren hat keine krebserzeugende Aktivität; seine Benzo(a)- und Dibenzoderivate sind jedoch sehr starke Karzinogene. Benzo (a) pyren (BaP) in der Außenluft wurde ab 0.1 ng/m gemessen3 oder niedriger in unverschmutzten Gebieten bis hin zu mehreren tausendfach höheren Werten in verschmutzter Stadtluft. BaP kommt in Steinkohlenteerpech, Steinkohlenteer, Holzteer, Autoabgasen, Tabakrauch, Mineralöl, gebrauchtem Motoröl und gebrauchtem Öl aus der Elektroerosionsbearbeitung vor. BaP und viele seiner Alkylderivate sind sehr starke Karzinogene.
Terphenyl Dämpfe verursachen Bindehautreizungen und einige systemische Wirkungen. Bei Versuchstieren p-Terphenyl wird oral schlecht resorbiert und scheint nur leicht toxisch zu sein; meta und speziell ortho-Terphenyle sind nierengefährdend, letztere können auch die Leberfunktion beeinträchtigen. Morphologische Veränderungen der Mitochondrien (kleine Zellkörper, die respiratorische und andere enzymatische Funktionen ausüben, die für die biologische Synthese wesentlich sind) wurden bei Ratten berichtet, die 50 mg/m ausgesetzt waren3. Wärmeübertragungsmittel aus hydrierten Terphenylen, Terphenylgemisch und Isopropyl-Ziel-terphenyl führte bei Versuchstieren zu funktionellen Veränderungen des Nervensystems, der Niere und des Blutes, mit einigen organischen Läsionen. Für Mäuse, die dem bestrahlten Kühlmittel ausgesetzt waren, wurde ein karzinogenes Risiko nachgewiesen, während die nicht bestrahlte Mischung sicher zu sein schien.
Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen
PAK werden hauptsächlich als Luftverunreinigungen an den unterschiedlichsten Arbeitsplätzen gefunden. Analysen zeigen immer den höchsten PAK-Gehalt in Luftproben, die dort genommen werden, wo sichtbarer Rauch oder Dämpfe auftreten. Eine allgemeine Methode zur Vermeidung einer Exposition besteht darin, solche Emissionen zu verringern. In Kokereien geschieht dies durch Abdichten von Lecks, Erhöhung der Belüftung oder Verwendung von Kabinen mit gefilterter Luft. In Aluminiumwerken werden ähnliche Maßnahmen ergriffen. In einigen Fällen sind Rauch- und Dampfableitungssysteme erforderlich. Durch die Verwendung vorgebackener Elektroden werden PAK-Emissionen nahezu eliminiert. In Gießereien und Stahlwerken können die PAK-Emissionen durch den Verzicht auf steinkohlenteerhaltige Zubereitungen gesenkt werden. Es sind keine besonderen Vorkehrungen erforderlich, um PAK aus Werkstätten, Bergwerken usw. zu entfernen, wo Abgase von Kraftfahrzeugen emittiert werden; Lüftungsvorkehrungen, die zur Entfernung anderer, giftigerer Substanzen erforderlich sind, verringern gleichzeitig die PAK-Exposition. Hautkontakt mit gebrauchten Ölen, die PAKs enthalten, kann vermieden werden, indem Handschuhe getragen und kontaminierte Kleidung gewechselt werden.
An anderer Stelle in diesem Dokument beschriebene technische, persönliche Schutz-, Schulungs- und Sanitäreinrichtungen Enzyklopädie anzuwenden sind. Da so viele Mitglieder dieser Familie bekanntermaßen oder im Verdacht stehen, krebserzeugend zu sein, müssen die Vorsichtsmaßnahmen für den sicheren Umgang mit krebserzeugenden Stoffen besonders sorgfältig eingehalten werden.
Tabellen zu polyaromatischen Kohlenwasserstoffen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.