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AVVELENAMENTO DA BENZENE

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In caso di avvelenamento si raccomanda:


a) Chiamare per prima cosa il 118
b) Contattare i Centri Antiveleni

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AVVELENAMENTO DA BENZENE

Il benzene è un composto chimico che a temperatura ambiente e pressione atmosferica si presenta sotto forma di liquido volatile incolore altamente infiammabile, dall'odore caratteristico e con indice di rifrazione pari a 1,50 (molto vicino a quello del vetro).
Possiede notevoli proprietà solventi: è miscibile in tutte le proporzioni con molti altri solventi organici, mentre è poco solubile in acqua (0,18% a 25 °C). Difatti, la sua viscosità è minore di quella dell'acqua. È estremamente solubile in solventi organici polari, ma la sua solubilità in acqua è bassissima (1,77 g/l a 20 °C).
Presenta odore caratteristico, per cui gli esseri umani possono percepirne la sua presenza nell'aria ad una concentrazione di soli 1,5 mg/m³ fino ad una soglia massima di 900 mg/m³ di aria.
Dal punto di vista chimico, il benzene (talvolta indicato come Ph-H o φ-H) è un idrocarburo aromatico monociclico avente formula bruta C6H6.
Il gruppo funzionale che deriva dal benzene dovuto alla perdita di un atomo di idrogeno (C6H5-) prende il nome di fenile e si indica come Ph.
Il benzene è un costituente naturale del petrolio, ma viene sintetizzato a partire da altri composti chimici presenti nel petrolio stesso.
Il benzene viene da tempo impiegato come antidetonante nelle benzine, ma a causa della sua pericolosità per la salute e della facilità con cui contamina le falde freatiche, diverse entità (tra cui gli Stati Uniti e l'Unione europea) ne stanno scoraggiando l'uso limitandone le concentrazioni ammesse per legge.
La maggior parte del benzene viene utilizzato come intermedio nella sintesi di altri composti chimici.
Alcuni dei composti chimici prodotti a partire dal benzene:

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Il benzene è un composto chimico molto pericoloso, e necessita quindi di molte precauzioni. Deve essere conservato tra i 15 e 25 °C.
L'intossicazione provocata dal benzene o dai suoi derivati (ad esempio toluene, xileni o fenoli) è detta benzolismo.
L'inalazione di un tasso molto elevato di benzene può portare al decesso; un'esposizione da cinque a dieci minuti ad un tasso di benzene nell'aria al 2% (ovvero 20000 ppm) è sufficiente a condurre un uomo alla morte. Dei tassi più bassi possono generare sonnolenza, vertigini, tachicardia, mal di testa, tremori, stato confusionale o perdita di coscienza. La dose letale per ingestione è di circa 50÷500 mg/kg (milligrammo di sostanza ingerita rispetto al peso dell'individuo espresso in chilogrammi). L'ingestione di cibi o bevande contenenti tassi elevati di benzene possono scatenare vomito, irritazione gastrica, vertigini, sonnolenza, convulsioni, tachicardia, e nei casi più gravi provocare la morte.
Il principale effetto di un'esposizione cronica al benzene è il danneggiamento dei tessuti ossei e la diminuzione delle cellule del midollo osseo, che può causare una diminuzione del tasso di globuli rossi nel sangue e un'anemia aplastica o una leucemia. Può anche dare origine a coaguli, difficoltà di coagulazione del sangue ed indebolimenti del sistema immunitario.
Effetti dell'azione di un agente intercalante sulla sequenza del DNA. In rosso sono evidenziate le porzioni del DNA modificate dall'agente intercalante.
Il benzene è stato classificato dall'IARC come agente cancerogeno del gruppo 1. La sua cancerogenicità è legata al suo comportamento da agente intercalante: esso infatti "scivola" tra i nucleotidi di un acido nucleico (come il DNA) provocando errori di lettura o scrittura del codice genetico; ciò danneggia la sintesi proteica e rende incontrollata la riproduzione cellulare (portando al cancro). Danneggia soprattutto le cellule germinali.
Non tutti i composti planari sono necessariamente cancerogeni. Ad esempio, l'acido benzoico, molto simile al benzene, perfettamente planare (sia l'anello che il gruppo carbossilico sono planari), non è cancerogeno (viene trasformato in acido ippurico) e i suoi sali di sodio e potassio vengono utilizzati come conservante alimentare. Allo stesso modo, la fenilalanina, un amminoacido essenziale, comprende nel suo residuo un gruppo fenile (un anello benzenico), non è assolutamente cancerogena, anzi, la mancata assunzione di tale sostanza può provocare seri problemi.
Alcune donne esposte a livelli elevati di benzene per molti mesi hanno avuto anomalie nel ciclo mestruale ed una diminuzione del volume delle ovaie. Studi condotti su animali hanno dimostrato che l'esposizione al benzene durante la gravidanza porta a nascite sotto peso, ritardi nello sviluppo osseo e danni al midollo osseo.
L'effetto del benzene sulla fertilità dell'uomo o il corretto sviluppo del feto non è conosciuto, ma uno studio recente fatto su di un campione di 271 donne incinte e non fumatrici ha mostrato un aumento del rischio della riduzione del piede del bebè alla nascita e della circonferenza cranica se la mamma è stata esposta a del benzene ed agli altri inquinanti ad esso legato. Queste madri, giunte alla ventisettesima settimana di gravidanza, hanno portato degli apparecchi in grado di dosare e misurare la quantità degli inquinanti nell'aria. Il risultato è stato che sono state esposte mediamente a 1,8 μg/m3, con dei tassi oscillanti tra 0,5 e 7,5 μg/m3. Questo studio ha dimostrato anche che il limite di 5 μg/m3, proposto dall'UE come obiettivo per il 2010 è stato superato nel 10% dei casi.
Per purificare l'ambiente interno, possono essere usate delle piante (soprattutto rampicanti, e in particolare l'edera), che hanno la capacità di utilizzare il benzene dell'aria per il loro metabolismo.
È possibile misurare l'esposizione al benzene dosandone la concentrazione nelle urine, nel sangue e nell'aria espirata, sebbene vi siano delle limitazioni a tali metodologie dovute alla trasformazione dei metaboliti del benzene. Il trans,trans-acido muconico è un metabolita del benzene nell'uomo. La determinazione della sua concentrazione nelle urine è pertanto usata come biomarcatore dell'esposizione al benzene. Nel caso dell'analisi delle urine, l'esame può essere però falsato dal fatto che i prodotti di degradazione metabolica del benzene sono gli stessi derivati dal metabolismo di altre sostanze. Negli altri due casi, le analisi vanno eseguite in tempi brevi dopo l'esposizione, dato che il benzene viene metabolizzato abbastanza rapidamente.
A causa del suo uso nell'industria della gomma, della plastica, delle vernici e petrolchimica, il benzene rappresenta un contaminante ambientale molto diffuso. La sua inalazione cronica negli umani si associa inizialmente a discrasia ematologica, che può degenerare nel corso degli anni in anemia aplastica e leucemia mieloide acuta. Per poter esercitare azione mutagena e cancerogena, il benzene deve andare incontro a metabolismo ossidativo e trasformarsi in intermedi reattivi (detti "metaboliti"). Questi includono lo stesso fenolo, l'idrochinone, il catecolo, l'1,2,4-benzentriolo, il benzene-1,2-diidrodiolo e l'acido muconico.
Esperimenti in vitro e in vivo hanno dimostrato la presenza di addotti covalenti nel midollo osseo in seguito all'esposizione a benzene. Tali addotti vengono formati dai metaboliti del benzene.
Gli studi al riguardo sono stati confermati anche dieci anni dopo e sono stati aggiornati da varie scoperte:
l'anione superossido è responsabile della catalisi ossidativa dell'anello del benzene;
la contemporanea presenza dell'enzima superossido dismutasi (SOD), neutralizza l'ossidazione del benzene da parte del superossido;
lo ione rame bivalente (Cu2+) catalizza il "cycling" ossidoriduttivo delle forme idrossi-chinoniche e la sua azione può essere bloccata dalla SOD o dalla catalasi;
gli studi di risonanza paramagnetica elettronica (EPR) e di intrappolamento di spin ("spin-trapping") suggeriscono che la specie radicalica che danneggia il DNA per auto-ossidazione del benzene-1,2,4-triolo non è il radicale idrossile (OH•).
l'intervento degli enzimi ferro-dipendenti citocromo P450 è fondamentale perché il fenolo venga convertito in idrochinone.
La rilevanza biologica di queste scoperte è supportata dalle osservazioni che l'esposizione di topi a benzene (per inalazione) porta a riarrangiamenti cromosomici del tipo scambio cromatidico (SCE o sister chromatid exchange). Mutazioni analoghe ed altre aberrazioni sono state ritrovate nei soggetti che sono stati esposti al benzene.
Per quanto riguarda il metabolismo, il benzene, essendo molto volatile, viene facilmente assorbito dall'organismo in seguito ad inalazione, contatto dermico o ingestione.
Il modo più pericoloso per assorbire il benzene è tramite inalazione, in quanto, una volta arrivato negli alveoli polmonari viene assorbito dai fitti capillari. L'assorbimento per via cutanea può avvenire solo se il benzene è presente allo stato liquido. La velocità di assorbimento cutaneo nell'uomo è pari a 0,4 mg/cm2•h.
L'assorbimento per ingestione è teorizzato intorno al 100%, in seguito ad un esperimento su cavie da laboratorio.
Molti autori sostengono che la frazione di benzene eliminato mediante l'espirazione di un soggetto contaminato varia tra il 10 ed il 50%, mentre per via urinaria viene espulso, senza modifiche, una quota inferiore all'1%.
La rimanente parte, quella ancora presente nel corpo, viene metabolizzata dal sistema delle monossigenasi del citocromo microsomiale P-450 2E1 (CYP2E1) per ottenere benzene epossido (agente cancerogeno e mutageno). L'ossidazione del benzene viene svolta dagli enzimi CYP2E1 e la reazione tra il benzene ed un radicale idrossile formando un radicale idrossicicloesadienile intermedio rappresentano i principali sistemi metabolici utilizzati dal corpo per eliminare il benzene.
Il benzene epossido può anche reagire con il glutatione dando acido S-fenilmercapturico, abbreviato con S-PMA, eliminato con le urine. Il metabolismo completo del benzene porta alla formazione di tre differenti classi di composti: metaboliti con anello idrossilato, metaboliti con anello dimerico e metaboliti ad anello aperto.
I metaboliti ad anello idrossilato, come fenolo, p-idrochinone, catecolo e 1,4-benzentriolo, formano soprattutto solfati e coniugati glucuronidici, sempre espulsi per via urinaria, in oltre tali metaboliti possono essere ulteriormente ossidate ai rispettivi semichinoni per reagire con le macromolecole cellulari.
Per quanto riguarda le fonti di emissione del benzene, il traffico veicolare costituisce una delle maggiori fonti di emissione.
Il benzene è annoverato nella lista degli inquinanti atmosferici redatta nel documento del Clean Air Act e come inquinante delle acque nel Clean Water Act.
Il benzene è presente nei gas di scarico delle vetture: ad esempio è stato stimato che in provincia di Bolzano il 75% delle emissioni di benzene sia attribuibile al traffico dei veicoli.
Uno dei luoghi in cui si hanno maggiori esposizioni al benzene del pubblico e dei lavoratori sono le stazioni di servizio, in quanto è inevitabile che una certa quantità di benzene, che è contenuto nella benzina come additivo, si disperda durante le operazioni di rifornimento. Infatti, al momento del rifornimento, la manichetta può lasciare scappare una piccola quantità di benzene che a causa della sua estrema volatilità si disperde nell'aria, venendo inalato dal benzinaio e dal cliente.
Per questo motivo, in alcuni Stati (ad esempio in California) le manichette sono provviste di opportune "protezioni" che minimizzano tali emissioni di benzene.[senza fonte] Nel 2008, la Commissione Europea ha proposto un progetto con lo scopo di rendere obbligatorio il recupero dei vapori della benzina durante il rifornimento. Il recupero è già obbligatorio nell'UE per lo stoccaggio e la consegna alle stazioni di servizio.
Altre vie di esposizione al benzene sono: le industrie di produzione e utilizzo del benzene stesso, il fumo di tabacco e le acque inquinate da idrocarburi.
Per quanto riguarda i limiti di sicurezza, l'EPA (Environmental Protection Agency, agenzia di protezione ambientale statunitense) ha fissato il tasso limite di benzene nelle acque potabili a 5 μg/l ed ha posto l'obbligo di denunciare versamenti accidentali di benzene nell'ambiente superiori a 10 libbre (circa 4,5 kg).
Il limite TLV-TWA è fissato a 0,5 ppm per un'esposizione prolungata di 8 ore al giorno e a 2,5 ppm per esposizioni non superiori ai 15 minuti.
Secondo il cosiddetto MSAT2 (Mobile Source Air Toxics rule) dell'EPA, pubblicato nel 26 febbraio 2007, a partire dal 2011 le aziende che raffinano e importano benzina devono sottostare ad un contenuto limite di benzene pari allo 0,62% in volume.