16 octombrie 2011

SOLVENŢI, MATERII PRIME ŞI AUXILIARE, POLUANŢI AI

ATMOSFEREI

Curs 1

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI grup heterogen de substanţe organice destul de abundente în societatea modernă cel mai frecvent implicate în intoxicaţii:

benzina, uleiuri lubrifiante, ulei de motor, spirt mineral, petrolul lampant, kerosenului.

alte surse comune de hidrocarburi: solvenţi de curăţare, vopsea, solvenţi pentru pete.

numeroase produse volatile care conţin hidrocarburi (de exemplu, lipici, propulsori) sunt de obicei abuzate pentru efectele lor euforice.

16 octombrie 2011

HIDROCARBURIÎn 2009, 43410 de cazuri de intoxicaţii cu hidrocarburi au fost

raportate la centrele de control al intoxicaţiilor din SUA ( peste 26126 la pacienţii sub 19 ani)

(Bronstein AC, Spyker DA, Cantilena LR Jr, et al. 2009 Annual Report of the American Association of Poison Control Centers' National Poison Data System (NPDS): 27th Annual Report. Clin Toxicol (Phila). Dec 2010;48(10):979-1178. [Medline])

În ţările în curs de dezvoltare, kerosenul este implicat în aproximativ o treime din intoxicaţiile pediatrice.

Cele mai multe decese apar la copii mai mici de 5 ani, care de multe ori ingera accidental hidrocarburi, şi în rândul adolescenţilor, care sunt mai expusi abuzului de hidrocarburi volatile.

Abuzul de inhalanti a devinit din ce în ce în ce mai comun în rândul adolescenţilor. Se estimează că aproximativ 20% dintre elevii din gimnaziu şi liceu au abuzat de substanţe volatile

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICE

Saturate (alcanii, “parafine”): metan, etan, propan, butan, pentan, hexan, heptan, octan

Nesaturate (alchene, alchine, “olefine”): butadienă, izopren, acetilenă

Ciclice nearomatice (“naftene”): ciclopropan, ciclohexan

Benzinele, petrolul lampant: amestecuri de hidrocarburi alifatice, naftene şi hidrocarburi aromatice

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICEEtiologia intoxicaţiilor

Acute şi cronice (petrolism) profesionale – inhalare vapori Risc toxic: exploatare (rafinării, staţii de cracare, mine de

cărbune- metan); manipulare (staţii de benzină); utilizare (carburanţi, solvenţi, în sinteze chimice)

Toxicocinetică Pătrund respirator; produsele lichide- ingerare , absorbţie

digestivă redusă, nu implică toxicitate sistemică gravă Difuzează în ţesuturile bogate în lipide (liposolubile) În general, nu se acumulează, nu se biotransfromă (at! hexan,

ciclohexan) Se elimină pulmonar

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICEToxicodinamie

Narcotice (conc. mari) Iritante Convulsivante (uneori) Metan, etan – inerti toxicologic (accidente la conc. mari – asfixie) C3 – C8: narcotici (uneori convulsivanţi), iritanţi (secundar) De la C9: acţiune iritantă predominantă n-hexan: polinevrite motorii şi/sau senzitivo-motorii Cicloalcanii: act. narcotică mai intensă decât alcanii Toxicitate benzine şi petrol lampant: fctie de proporţia de alcani,

cicloalcani şi arene (risc toxic major) Alchene C2 – C5: narcotice puternice; C6 – C8 iritanţi, convulsivanţi Alcadiene (butadiena, izoprenul); iritanţi (conc. mici), narcotici (conc.

mari) Alchine: efect narcotic şi iritant creşte cu nr. atomi C (redus la

acetilenă); termenii medii sunt şi convulsvanţi

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICE Hidrocarburi gazoase

Alcanii C1 – C4; alchene, alchine C2 – C4; ciclice saturate (ciclopropan)

Toxicitatea creşte în seria omologă şi datorită caracterului nesaturat

Nu se acumulează, nu se biotransformă Narcotici (conc. mari) Simptome (petrolism) Intoxicaţia acută (“beţie petrolică”): nesiguranţă în

echilibru, somn, fenomene de asfixie (hipoxie) Intoxicaţia cronică (“petrolism cronic”): tulb. respiratorii

(dispnee), conjunctivită

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICE Hidrocarburi lichide

(sumar)

Alcani (C5 – C15), cicloalcani (C4 – C7); alchene (C5 – C17), alchine (C5 – C14)

Ca amestecuri: solvenţi pentru coloranţi, mase plastice, la degresare, curăţire

Toxicitatea creşte cu greutatea moleculară şi cu caracterul nesaturat

Acţiune narcotică (conc. mari) Moderat iritantă respirator şi la nivelul conjunctivei Cicloalcanii: toxicitate mai mare decât alcanii, dar mai

mică decât arenele În practică pot fi amestecaţi cu benzen sau omologi

(potenţial toxic mai mare!)

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI ALIFATICE Hidrocarburi lichide Hidrocarburi petroliere

În petrol rafinat, eter de petrol, benzină, white spirt, benzine speciale: alcani, cicloalcaniImportanţă toxicologică:

Hexan

Heptan

CiclohexanSolvenţi în industrie, laboratoare

Hidrocarburi petroliere: hexan, heptan, benzina şi alte produse petroliere

16 octombrie 2011

HEXAN(n-hexan, IUPAC)

Lichid incolor, volatil, cu miros particular, nemiscibil cu apa; inflamabil Solvent (pentru adezivi în industria de încălţăminte, marochinărie –

primele intoxicaţii în fabrici din Italia, Japonia, Franţa ) Ind. alimentară: extragere ulei din seminţe şi proteine din soia SUA: procesatorii din ind. alimentară responsabili pentru mai mult de

două treimi din emisiile de hexan (2007); hexanul poate persista în produsul alimentar final (ex. uleiul de soia prelucrat 10 ppm hexan); a fost luată în considerare trecerea la alţi solvenţi, inclusiv izohexan

În februarie 2010: rapoarte privind suspiciunea de intoxicaţie letală cu hexan - un angajat al Wintek Corporation (China), companie producătoare de componente touchscreen; hexanul folosit ca înlocuitor pentru alcool la curăţarea ecranelor.

Alte rapoarte: 137 de angajaţi chinezi au necesitat tratament pentru intoxicaţie cu hexan (speculaţii de expunere la hexan la fabricarea hardware-ului pentru iPhone)

16 octombrie 2011

Cornucopia Institute (2009-05-18): Behind the Bean - The Heroes and Charlatans of the Natural and Organic Soy Foods Industry

Peter J. Wan, Phillip J. Wakelyn (1997), Technology and solvents for extracting oilseeds and nonpetroleum oils The American Oil Chemists Society. ISBN 0-935315-81-0, p. 189

USDA (1996), Isohexane—New Solvent for Cottonseed Oil Processing

Worker Dies From N-hexane Poisoning At Touchscreen Factory Gizmodo, February 23, 2010

iPhone workers still sick after chemical poisoning IDG News Service February, 22 2011

Workers poisoned while making iPhones ABC News, October 25, 2010

2001 (SUA): reglementări pt. controlul emisiilor de hexan (potenţial carcinogen, poluant în mediu)

16 octombrie 2011

HEXAN Toxicocinetică

Pătrunde respirator (max. 170 mg/m3 la 8 ore); digestiv (accidental)

Difuzează în ţesuturi bogate în lipide Eliminare: pulmonar; renal (cantităţi mici) Biotransformare: hidroxilare alifatică

R CH2 H R CH2 R CH2OH

.FeO

3+FeOH

3+FeOH

3+Fe 3+

16 octombrie 2011

OH

O OH

OH

O

OH

O

O

2-hexanol

2,5-hexandiol2-hexanona

5-hidroxi-2-hexanona 2,5-hexandiona

Biotransformarea hexanului

16 octombrie 2011

O

O

N - R

O

NCH3 CH3

R

NCH3 CH3

R'S

R

NCH3 CH3

NH-R'

R

bază Schiff

derivat pirolic

R - NH2

- H2O

R'SH

R'NH2

2,5-hexandiona condensează cu proteine formând baze Schiff, care ciclizează la derivaţi pirolici, iar aceştia acţionează asupra proteinelor neurofibrilare cu consecinţe patologice ca axonopatia (stă la baza polinevritei hexanice) şi lezarea testiculară:

16 octombrie 2011

HEXAN Acţiune toxică

Polinevrita hexanica: Senzitivă Senzitivo-motorie Cu amiotrofie Simptome: Acut: anestezic moderat; conc. mari: euforie, somnolenţă, cefalee,

greţuri Cronic: Parestezie, astenie, oboseala membrelor, mers nesigur, anevoios,

atrofie musculară Afectare nerv optic: îngustare câmp vizual Tratament: scoatere din mediu, vitaminoterapie (B), gimnastică

recuperatorie, simptomatic Sechele senzitivo-motorii

16 octombrie 2011

HEPTAN

Solvent ind. cauciuc, pt. extracţii Polinevrite (la animale; asem. cu hexanul) Simptome: cefalee, greţuri, anorexie,

tulburări respiratorii

16 octombrie 2011

BENZINA ŞI ALTE PRODUSE PETROLIERE

Amestec de hidrocarburi alifatice (C5 – C8), olefinice, cicloolefinice, alcani cu lanţuri ramificate, hidrocarburi aromatice (proporţii variabile).

Toxicocinetică: Pătrund respirator, mai puţin cutanat şi accidental

digestiv Se absorb uşor, difuzează şi se localizează în ţesuturi

bogate în lipide Nu se acumulează Eliminare respirator, în timp relativ scurt

16 octombrie 2011

BENZINA ŞI ALTE PRODUSE PETROLIERE

Acţiune toxică Însumarea efectelor nocive ale hidrocarburilor din compoziţie (mai

ales alcani şi cicloalcani) Narcotică Iritantă (căi respiratorii, piele, conjunctivă) Pulmonar: edem şi hemoragie pulmonară sau pneumonie acută

toxică Expuneri prelungite: modificări în structura lipidelor sanguine; la

conţinut mare de benzen: modificări hematologice citopenice Expuneri asociate: cu xilidină risc de methemoglobinemie şi lezare

hepatică Sensibilitate crescută: femeile însărcinate, persoanele hipotensive,

bolnavii de tuberculoză

16 octombrie 2011

BENZINA ŞI ALTE PRODUSE PETROLIERE

Simptomatologie: Intoxicaţia subacută – inhalare (mai frecvent) Ameţeli, cefalee, greţuri, palpitaţii, iritarea conjunctivei, iritaţie

faringo-laringiană (disfonie) Tulburări prenarcotice cu caracter euforic Intoxicaţia acută - inhalare Conc mici: iritarea conjunctivei (lăcrimare), stare ebrioasă (“beţie

hidrocarburică”: mers ebrios, euforie, tulburări de vorbire şi deglutiţie), somn profund şi amnezie parţială

Cazuri grave: delir, comă; conc mari: pierderea cunoştinţei, convulsii, comă, moarte prin paralizie respiratorie

Intoxicaţia acută – ingerare Vărsături cu miros de benzină, Tablou clinic de pneumopatie

16 octombrie 2011

BENZINA ŞI ALTE PRODUSE PETROLIERE

Intoxicaţia cronică Sindrom neuropsihic (astenie, iritabilitate, nelinişte, episoade de

confuzie mentală, scăderea memoriei) Sindrom digestiv (tulburări dispeptice, gust de benzină, scădere

apetit) Sindrom pulmonar (durere şi junghi toracic, “pneumopatii petrolice”

cu pleurezie dreaptă) Sindrom cutaneo-mucos (hiperkeratoză, dermatită, conjunctivită,

faringită, bronşită) Sindrom sanguin (anemie şi leucopenie Sechele: nervoase (cefalee, ameţeli, polinevrite) Tratament: scoatere din mediu, respiraţie artificială, oxigenoterapie,

spălare tegumente cu apă şi săpun, spălare globi oculari cu ser fiziologic, asistenţă oftalmologică, neuroprotecţie (vitamine B, piracetam)

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI CICLICE SATURATE ŞI NESATURATE

Lichide relativ volatile, miscibile cu solvenţi organici

Solvenţi Impurităţile cresc potenţialul toxic (ex.

benzen) Ciclohexan, tetralina, decalina, terebentina

16 octombrie 2011

CICLOHEXAN Lichid incolor, volatil, miros asemănător benzenului,

solubil în solvenţi organici şi grăsimi, inflamabil Toxicocinetică: Pătrunde respirator, cutanat, digestiv (accidental) Absorbţie lentă Biotrasformare oxidativă:

OH O HOOC (- CH2-)4COOH

ciclohexanol (45%) ciclohexanonaAcid adipic

Trans ciclohexandiolCO2 + H2O

16 octombrie 2011

CICLOHEXAN Eliminare: respirator (ca atare 35%), renal (glucuronoconjugaţi şi

sulfoconjugaţi) Acţiune toxică: Narcotică Hematică (leucopenie, trombocitopenie, anemie hipercromă) – produs

impurificat cu benzen Simptome: necaracteristice; acţiunea toxică şi manifestările depind mai

mult de concentraţia toxicului decât de durata de acţiune Inhalare: cefalee, ameţeli înroşire ochi greţuri, anorexie Intoxicaţie cronică: acţiune iritantă la nivelul ochilor dermatoze Tratament: Scoatere din mediu; simptomatic

16 octombrie 2011

TETRALINA(TETRAHIDRONAFTALINA)

C10H12

Solvent pt grăsimi, uleiuri, răşini, cauciuc, substituent al terebentinei în diverse lacuri, pesticid (larvicid pt ţânţari)

Lichid incolor, relativ volatil, miros de naftalină, miscibil cu solvenţi organici

Toxicocinetică Pătrunde respirator, cutanat, digestiv (accidental) Se absoarbe şi difuzează în ţesuturile bogate în lipide Se biotransformă parţial

16 octombrie 2011

TETRALINA

Eliminare: renal ca atare şi ca metaboliţi conjugaţi Colorează urina în verde – metaboliţii (la muncitorii expuşi profesional) Acţiune toxică: Iritant puternic al mucoaselor: greaţă, vărsături, iritaţie oculară,

nazală, faringiană; pe tegumente: dermatite Methemoglobinizant Narcotic (proporţie mai mică) La animale: cataractă, lezare hepatică, renală Simptome: la muncitorii supraexpuşi Cefalee, greaţă, iritaţie oculară, nazală, faringiană; dermatite Sindrom urinar (lezare renală) Modificări sanguine Caracteristic: coloraţia verde a urinei (diferenţiere de fenol prin

reacţie cu nitrit de sodiu şi ferocianură de potasiu: negativ la fenol, pozitiv la tetralină)

Tratament: asemănător cu hidrocarburile aromatice

16 octombrie 2011

DECALINA(DECAHIDRONAFTALINA)

Lichid incolor, relativ volatil, miros specific, miscibil cu solvenţi organici; inflamabil

Utilizări similare cu tetralina Toxicocinetica: similar cu tetralina; metaboliţii colorează urina în

verde Acţiune toxică: similar cu tetralina La animale: atrofie hepatică, lezări tubulare renale Simptome: dermatite eczematiforme de tip vezicular, pruriginoase în

regiunea sacrată Lezare renală (proteinurie) Inhalare concentraţii mari: iritare oculară, cefalee, ameţeli, stare

ebrioasă Tratament: similar cu tetralina

16 octombrie 2011

TEREBENTINA

Amestec de hidrocarburi ciclenice de tip terpenic: pinen, terpen, caren, dipenten etc

Se obţine prin distilarea uscată a lemnului sau răşinilor uleioase de la plante din familia coniferelor.

Materie primă pentru camfor sintetic În industria cauciucului, solvent, la preparare cremă de

ghete, ceară de lustruit, sicativ pentru vopsele de ulei Lichid uleios, incolor sau uşor galben-verzui, volatil, cu

miros aromatic, caracteristic, solubil în solvenţi organici, inflamabil

16 octombrie 2011

TEREBENTINA Toxicocinetică: Pătrunde respirator, cutanat, digestiv (accidental) Se absoarbe lent şi difuzează în ţesuturile bogate în lipide Acţiune toxică: Iritantă pe mucoase şi piele (dermită) Narcotic moderat Leziuni renale Simptome: Intoxicaţie supraacută: evoluţie rapidă, pierderea cunoştinţei,

convulsii, comă, moarte Intoxicaţie acută: fenomene iritative (tuse, dispnee, jenă oculară),

tulburări prenarcotice (cefalee, ameţeli, greaţă, tahicardie, tulburări vizuale, stare ebrioasă) – fenomenele cedează la scoaterea la aer

Intoxicaţie cronică: sindrom psihonervos (cefalee, astenie, somnolenţă, iritabilitate); sindrom digestiv (inapetenţă, greaţă, dureri abdominale difuze); sindrom cutaneo-mucos (iritaţie tegumente – eczeme, eritem, erupţii papuloase, căi respiratorii, oculară),; sindrom renal (proteinurie, cilindrurie, hematurie)

Tratament: simptomatic; scoatere din mediu, oxigenoterapie

16 octombrie 2011

HIDROCARBURI AROMATICEBENZEN

Solvent; industria chimică şi farmaceutică Clasa 1 de solvenţi (în produse farmaceutice max. 2 ppm –

carcinogen) Lichid incolor, cu miros caracteristic, mai uşor decât apa, insol

în apă, volatil, inflamabil American Petroleum Institute (API) a declarat în 1948 că "în

general, se consideră că singura concentraţie sigură pentru benzen este zero."

Departamentul de Sanatate si Servicii Umane (SUA) clasifică benzenul cancerigen uman.

Expunerea pe termen lung la niveluri excesive de benzen în aer provoacă leucemie, la persoanele sensibile (in special, leucemia mieloida acuta sau leucemia non-limfocitara sunt incontestabil cauzate de benzen.

IARC clasifică benzenul în Grupa 1 "cunoscute a fi cancerigen la om"

16 octombrie 2011

BENZEN

Toxicocinetică Pătrunde respirator, mai rar cutanat, exceptional digestiv 50% din cel inhalat este absorbit, în circulaţie este

vehiculat de lipoproteine şi distribuit în ţesuturi şi organe Se localizează în organele bogate în lipide (creier,

măduvă osoasă) – conc de benzen de 20 x mai mare decât în sânge.

Eliminare respirator ca atare şi renal (metaboliţi conjugaţi)

16 octombrie 2011

O

OOH

HH

OH

OH H

SG

H

C

CO

H

O

H

OH

OH

O

OH

OH

OH

OH

O

O HH

HHOOC

COOHH

OH

OH

OH

O

O

HOH

arenoxid(oxiran)

oxepin trans-1,2-dihidroxidiol

butendienal(aldehida muconică)

- mielotoxică -

izomerizare(rearanjare)

fenol

izomerizare izomerizare

hidrochinonăpirocatechina

epoxidare++izomerizare

epoxidare++izomerizare

oxidare

o - benzochinonă acid trans--trans-muconic

oxidare

p - benzochinonă hidroxihidrochinonă

16 octombrie 2011

OH OH

OH

OH

O

OH

OH

hidrochinonă

fenolbenzen

radical liberfenoxil

CYP 450hidroxilare

CYP 450hidroxilare

FICAT

MĂDUVA OSOASĂ

PHSsau mieloperoxidaza

din leucocitele dinmăduva osoasă)

H+, e–

legarea de proteine şiADN (conduce la supresia

măduvei osoase)

stimulare

Acţiunea toxică asupra măduvei osoase produsă în benzenism poate fi explicată printr–o „conlucrare” nedorită a PHS cu CYP450

16 octombrie 2011

Acţiune toxică

•Toxic de tip narcotic•SNC: excită, apoi deprimă•Hematic: modificări de tip citopenic, trombocitopenie (tendinţă la hemoragii)•Iritant pe tegumente şi mucoase (degresant, deshidratant)•EPA (tensiune superficială mică)•Ingerare: corodare mucoasă digestivă•Blocare grupe tiol – carentă de cisteină şi glutation•Acţiune toxică dependentă de sensibilitatea individuală şi starea organismului