Gunnar Nordberg
Evento e usi
Il bario (Ba) è abbondante in natura e rappresenta circa lo 0.04% della crosta terrestre. Le fonti principali sono i minerali barite (solfato di bario, BaSO4) e witherite (carbonato di bario, BaCO3). Il bario metallico viene prodotto solo in quantità limitate, mediante riduzione dell'alluminio dell'ossido di bario in una storta.
Bario è ampiamente utilizzato nella produzione di leghe per parti di nichel-bario che si trovano nelle apparecchiature di accensione per automobili e nella produzione di vetro, ceramica e cinescopi televisivi. barite (BaSO4), o solfato di bario, viene utilizzato principalmente nella produzione di litopone, una polvere bianca contenente il 20% di solfato di bario, il 30% di solfuro di zinco e meno dell'8% di ossido di zinco. Il litopone è ampiamente impiegato come pigmento nelle vernici bianche. Solfato di bario precipitato chimicamente—bianco fisso—è utilizzato nelle vernici di alta qualità, nei lavori diagnostici ai raggi X e nell'industria del vetro e della carta. Viene anche utilizzato nella fabbricazione di carte fotografiche, avorio artificiale e cellophane. La barite grezza viene utilizzata come fango tissotropico nella perforazione di pozzi petroliferi.
Idrossido di bario (Ba(OH)2) si trova nei lubrificanti, nei pesticidi, nell'industria dello zucchero, negli inibitori di corrosione, nei fluidi di perforazione e negli addolcitori d'acqua. Viene anche utilizzato nella fabbricazione del vetro, nella vulcanizzazione della gomma sintetica, nella raffinazione di oli animali e vegetali e nella pittura ad affresco. Carbonato di bario (BaCO3) si ottiene come precipitato di barite ed è utilizzato nell'industria dei mattoni, della ceramica, delle vernici, della gomma, della perforazione di pozzi petroliferi e della carta. Trova impiego anche in smalti, succedanei del marmo, vetri ottici ed elettrodi.
Ossido di bario (BaO) è una polvere alcalina bianca che viene utilizzata per essiccare gas e solventi. A 450°C si combina con l'ossigeno per produrre perossido di bario (BaO2), agente ossidante in sintesi organica e materiale sbiancante per sostanze animali e fibre vegetali. Perossido di bario viene utilizzato nell'industria tessile per la tintura e la stampa, in polvere di alluminio per la saldatura e nella pirotecnica.
Cloruro di bario (BaCl2) si ottiene arrostendo la barite con carbone e cloruro di calcio, ed è utilizzato nella fabbricazione di pigmenti, lacche coloranti e vetro, e come mordente per coloranti acidi. È utile anche per l'appesantimento e la tintura di tessuti e nella raffinazione dell'alluminio. Il cloruro di bario è un pesticida, un composto aggiunto alle caldaie per addolcire l'acqua, e un agente conciante e finissaggio per la pelle. Nitrato di bario (Ba(NO3)2) è utilizzato nell'industria pirotecnica e nell'industria elettronica.
Pericoli
Il metallo di bario ha solo un uso limitato e presenta un pericolo di esplosione. I composti solubili del bario (cloruro, nitrato, idrossido) sono altamente tossici; l'inalazione dei composti insolubili (solfato) può dare origine a pneumoconiosi. Molti dei composti, compresi il solfuro, l'ossido e il carbonato, possono causare irritazione locale agli occhi, al naso, alla gola e alla pelle. Alcuni composti, in particolare il perossido, il nitrato e il clorato, presentano rischi di incendio durante l'uso e lo stoccaggio.
Tossicità
Quando i composti solubili entrano per via orale sono altamente tossici, con una dose letale del cloruro che si pensa sia compresa tra 0.8 e 0.9 g. Tuttavia, sebbene occasionalmente si verifichino avvelenamenti dovuti all'ingestione di questi composti, sono stati segnalati pochissimi casi di avvelenamento industriale. L'avvelenamento può verificarsi quando i lavoratori sono esposti a concentrazioni atmosferiche di polvere di composti solubili come possono verificarsi durante la macinazione. Questi composti esercitano una forte e prolungata azione stimolante su tutte le forme muscolari, aumentandone notevolmente la contrattilità. Nel cuore, contrazioni irregolari possono essere seguite da fibrillazione e vi è evidenza di un'azione di costrizione coronarica. Altri effetti includono la peristalsi intestinale, la costrizione vascolare, la contrazione della vescica e un aumento della tensione muscolare volontaria. I composti del bario hanno anche effetti irritanti sulle mucose e sull'occhio.
Il carbonato di bario, composto insolubile, non sembra avere effetti patologici per inalazione; tuttavia, può causare gravi avvelenamenti per assunzione orale e nei ratti compromette la funzione delle gonadi maschili e femminili; il feto è sensibile al carbonato di bario durante la prima metà della gravidanza.
pneumoconiosi
Il solfato di bario si caratterizza per la sua estrema insolubilità, proprietà che lo rende non tossico per l'uomo. Per questo motivo e per la sua elevata radiopacità, il solfato di bario viene utilizzato come mezzo opaco nell'esame radiografico dell'apparato gastrointestinale, respiratorio e urinario. È anche inerte nel polmone umano, come è stato dimostrato dalla sua assenza di effetti avversi in seguito all'introduzione deliberata nel tratto bronchiale come mezzo di contrasto nella broncografia e dall'esposizione industriale ad alte concentrazioni di polveri sottili.
L'inalazione, tuttavia, può portare alla deposizione nei polmoni di quantità sufficienti a produrre baritosi (una pneumoconiosi benigna, che si verifica principalmente nell'estrazione, macinazione e insaccamento della barite, ma è stata segnalata nella produzione di litopone). Il primo caso segnalato di baritosi era accompagnato da sintomi e disabilità, ma questi sono stati successivamente associati ad altre malattie polmonari. Studi successivi hanno messo a confronto la natura insignificante del quadro clinico e la totale assenza di sintomi e segni fisici anomali con le alterazioni radiografiche ben marcate, che mostrano opacità nodulari disseminate in entrambi i polmoni. Le opacità sono discrete ma talora così numerose da sovrapporsi e apparire confluenti. Non sono state segnalate ombre massicce. La caratteristica saliente delle radiografie è la marcata radiopacità dei noduli, comprensibile in considerazione dell'utilizzo della sostanza come mezzo radiopaco. La dimensione dei singoli elementi può variare tra 1 e 5 mm di diametro, anche se la media è di circa 3 mm o meno, e la forma è stata variamente descritta come “tonda” e “dendritica”. In alcuni casi, è stato riscontrato che un numero di punti molto densi si trova in una matrice di densità inferiore.
In una serie di casi, concentrazioni di polvere fino a 11,000 particelle/cm3 sono stati misurati sul posto di lavoro e l'analisi chimica ha mostrato che il contenuto totale di silice era compreso tra 0.07 e 1.96%, il quarzo non era rilevabile mediante diffrazione di raggi X. Gli uomini esposti fino a 20 anni e che mostravano alterazioni ai raggi X erano asintomatici, avevano un'eccellente funzionalità polmonare ed erano in grado di svolgere lavori faticosi. Anni dopo che l'esposizione è cessata, gli esami di follow-up mostrano una marcata scomparsa delle anomalie radiografiche.
Le segnalazioni di reperti post mortem nella baritosi pura sono praticamente inesistenti. Tuttavia, la baritosi può essere associata alla silicosi nell'estrazione mineraria a causa della contaminazione del minerale di barite da roccia silicea e, nella macinazione, se vengono utilizzate macine silicee.
Misure di sicurezza e salute
Dovrebbero essere forniti lavaggi adeguati e altre strutture sanitarie per i lavoratori esposti a composti di bario solubili tossici e dovrebbero essere incoraggiate misure rigorose di igiene personale. Dovrebbe essere vietato fumare e consumare cibi e bevande nelle officine. I pavimenti nelle officine dovrebbero essere fatti di materiali impermeabili e frequentemente lavati. I dipendenti che lavorano a processi come la lisciviazione della barite con acido solforico devono essere forniti di indumenti resistenti agli acidi e di un'adeguata protezione per le mani e il viso. Sebbene la baritosi sia benigna, dovrebbero comunque essere compiuti sforzi per ridurre al minimo le concentrazioni atmosferiche di polvere di barite. Inoltre, si dovrebbe prestare particolare attenzione alla presenza di silice libera nella polvere aerodispersa.