Benzene, toluene, etilbenzene e xilene: quali sono i danni delle sostanze chimiche BTEX?
15/02/2023
Nell'industria chimica, ci sono alcune sostanze che sono più pervasive di altre, il più delle volte per le loro proprietà come solventi o precursori di importanti materiali fabbricati.
I prodotti chimici BTEX, l'abbreviazione colloquiale per benzene, toluene, etilbenzene e le tre configurazioni dello xilene, sono idrocarburi aromatici utilizzati da decine di milioni di tonnellate in tutto il mondo. Svolgono un ruolo in quasi tutti gli aspetti della sintesi chimica, in particolare plastica e combustibili. Ma quanto sono sicuri? Qual è la storia dietro queste sostanze chimiche onnipresenti?
I BTEX provengono quasi sempre da raffinerie di petrolio, separati da una miscela di idrocarburi nota come nafta.
Benzene
Composto da sei atomi di carbonio e sei idrogeni in un anello perfetto, il benzene è il manifesto della chimica organica, in particolare come base dei composti aromatici. Il suo utilizzo principale è come intermedio per la produzione di altri prodotti chimici, come etilbenzene, cumene, cicloesano e nitrobenzene.
Oltre ad essere estremamente infiammabile, il benzene è altamente pericoloso per le persone e per l'ambiente, ed è il più dannoso del gruppo BTEX. Può causare cancro, difetti genetici e infertilità e può essere fatale se ingerito o inalato. Standard australiani di esposizione sul posto di lavoro (WES) impongono che l'esposizione al benzene non debba superare 1 parte per milione in una giornata lavorativa di otto ore, tuttavia le concentrazioni ambientali raccomandate nelle fonti di aria e acqua sono di gran lunga inferiori. Il benzene non deve essere rilevato nell'acqua potabile al di sopra di una concentrazione di 1 parte per miliardo, o nell'aria al di sopra di 3 parti per miliardo, per ridurre al minimo il potenziale di effetti cancerogeni, mutageni o reprotossici.
toluene
Il toluene, noto anche come metilbenzene, è un composto aromatico come il benzene, ma con un gruppo metilico sostituito attaccato. Viene regolarmente utilizzato come solvente per la produzione di vernici, gomma, prodotti farmaceutici e altri prodotti chimici di base.
Il toluene è considerato un'alternativa meno dannosa al benzene, tuttavia ci sono ancora rischi intrinseci associati al suo utilizzo. Il toluene e solventi volatili simili sono stati collegati all'asma professionale, anche da livelli di esposizione apparentemente sicuri, e WES raccomanda che l'esposizione nell'aria non superi le 50 parti per milione in una giornata di otto ore. Le linee guida australiane sull'acqua potabile consigliano che la concentrazione di toluene non deve superare le 800 parti per miliardo, tuttavia i cambiamenti nel gusto e nell'odore dell'acqua possono essere rilevati a partire da 25 ppb. Le linee guida sulla qualità dell'aria ambientale suggeriscono che le concentrazioni di toluene non superino i 100 ppb.
Le fuoriuscite di petrolio sono una delle fonti più comuni e concentrate di esposizione accidentale a BTEX e hanno dimostrato di causare asma negli addetti alla risposta alle fuoriuscite e alle pulizie.
etilbenzene
L'etilbenzene è particolarmente noto per il suo utilizzo nella produzione di polistirene, come precursore della molecola di stirene. Si trova anche come solvente nella produzione di gomma sintetica, vernici, colle e insetticidi, oltre che nei carburanti per automobili e aviazione. Consiste in un anello benzenico con un gruppo etilico sostituito da uno degli idrogeni.
L'etilbenzene è altamente infiammabile e ad alti livelli di esposizione può causare vertigini, irritazione degli occhi e del sistema respiratorio. L'esposizione sul posto di lavoro non deve superare le 100 parti per milione in una giornata di otto ore. Le linee guida sulla qualità dell'aria non specificano un limite per l'etilbenzene nell'ambiente più ampio, tuttavia si raccomanda che le concentrazioni nell'acqua non superino le 300 parti per miliardo.
xilene
Conosciuto anche come dimetilbenzene, lo xilene è costituito da un anello benzenico con due gruppi metilici sostituiti, che possono essere in una delle tre configurazioni. Il para-xilene, dove i gruppi metilici si trovano uno di fronte all'altro attorno all'anello aromatico, è il più comunemente usato di questi isomeri. Il para-xilene è più spesso utilizzato come materia prima per la produzione di plastica in polietilene tereftalato (PET), mentre l'orto-xilene è estremamente utile nella produzione di prodotti farmaceutici, plastificanti e coloranti come precursore dell'anidride ftalica.
Lo xilene è spesso considerato il meno intrinsecamente pericoloso della categoria BTEX, tuttavia può essere comunque dannoso se inalato e irritante per gli occhi e la pelle. Le linee guida WES affermano che l'esposizione giornaliera sul posto di lavoro non deve superare le 80 parti per milione. Si raccomanda che la concentrazione nell'acqua potabile non sia superiore a 600 parti per miliardo e che le concentrazioni nell'aria ambiente non superino i 200 ppb.
Esposizione accidentale
Le fuoriuscite di petrolio e la contaminazione da attività industriali sono potenti fonti di esposizione al BTEX negli ambienti quotidiani e comportano il rischio di effetti significativi sulla salute, dall'irritazione respiratoria all'asma fino persino al cancro.
Il solo fumo di sigaretta può contribuire alla metà della propria esposizione giornaliera ai composti BTEX.
Oltre alle fonti industriali, le sigarette contengono livelli significativi di queste sostanze chimiche, con il toluene che è uno dei più comuni. È stato riscontrato che alti livelli di emissioni provengono anche dagli scarichi dei veicoli e dalle stazioni di servizio. Mentre gli studi hanno dimostrato che queste emissioni accidentali non superano i livelli "sicuri" nell'aria o nell'acqua potabile per un breve periodo di tempo, il livello più sicuro di esposizione per tutta la vita è il minimo possibile per ridurre al minimo i rischi di vertigini, sonnolenza, asma, o condizioni più gravi come il cancro.
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