Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) - органические соединения, состоящие из трех или более конденсированных ароматических колец, в которых определенные атомы углерода являются общими для двух или трех колец. Кольца могут располагаться по прямой линии, под углом или в виде кластерных соединений. Более того, само название углеводород указывает на то, что молекула состоит только из углерода и водорода. Простейшая слитая структура, содержащая только два конденсированных ароматических кольца - нафталин. В ароматическое кольцо могут сливаться и другие типы колец, такие как пятиуглеродные кольца или кольца, содержащие другие атомы (кислород, азот или серу) вместо углерода. Последние из перечисленных соединений называют гетероароматические или гетероциклические соединения; здесь они не будут описаны. В литературе, посвященной описанию ПАУ, можно найти много других обозначений: МАС (многоядерные ароматические соединения), ПАС (полициклические ароматические соединения) ПОВ (полициклические органические вещества). Последнее название часто включает гетероароматические соединения. К ПАУ относятся сотни соединений, которые привлекают к себе большое внимание, потому что многие из них канцерогенны, особенно ПАУ, содержащие от четырех до шести ароматических колец.
Встречающаяся в литературе номенклатура не единообразна, что может запутать читающего документы человека любого возраста и из любой страны. IUPAC приняло номенклатуру, которая широко употребляется в настоящее время. Очень краткое описание системы приведено ниже:
Были отобраны некоторые материнские ПАУ, и были сохранены их ненаучные названия. Максимально возможное количество колец выстраивается в горизонтальную линию, а наибольшее число оставшихся колец - в верхний правый квадрант. Нумерация начинается с первого атома углерода, не общего для двух колец, и находящегося в кольце, расположенном справа в верхней цепочке. Следующие атомы углерода, связывающие водород, номеруются по часовой стрелке. Внешним элементам колец присваиваются буквы в алфавитном порядке, начиная с элемента между C 1 и C 2.
Чтобы разъяснить номенклатуру ПАУ, в качестве примера возьмем название бензо(a)пирен. Бензо(a)- обозначает, что ароматическое кольцо сливается в пирен в a позиции. Слияние кольца также может происходить в позициях b, e, и т.д. Но позиции a, b, h и i одинаковы, как и позиции e и l. Соответственно, существуют только два изомера, бензо(a)пирен и бензо(e)пирен . Используется только первая буква, и формулы записываются в соответствии с правилами, описанными выше. Слияние кольца также может происходить в позициях cd, fg, и т.д. пирена. Но данное вещество, 2H-бензо(cd)пирен, насыщено в позиции 2, что обозначено буквой H.
Физико-химические свойства ПАУ. Системы сопряженных II-электронов ПАУ объясняют их химическую стабильность. При комнатной температуре это твердые вещества с очень низкой летучестью. В зависимости от ароматического характера, ПАУ поглощают ультрафиолетовые лучи, что приводит к появлению характерного флуоресцентного спектра. ПАУ растворимы во многих органических растворителях, но растворимость в воде очень низкая и уменьшается с возрастанием веса молекулы. Тем не менее, детергенты и соединения, входящие в состав водных эмульсий, а также ПАУ, абсорбированные взвешенными частицами, могут вызвать увеличение содержания ПАУ в сточных водах и в природной воде. При химических реакциях ПАУ происходит замещение водорода, либо происходят присоединительные реакции, при которых происходит насыщение. В целом, система колец сохраняется. Большинство ПАУ фотоокисляемы, реакция, имеющая большое значение для удаления ПАУ из атмосферы. Наиболее типичная фотоокислительная реакция - образование эндопероксидов, которые могут быть преобразованы в хиноны. Эндопероксид не может быть получен посредством фотоокислительной реакции бензо(a)пирена; в этом случае образуются 1,6-дион, 3,6-дион и 6,12-дион. Было обнаружено, что степень фотоокисляемости абсорбированных ПАУ больше чем ПАУ, содержащихся в растворе. Это имеет большое значение при тонкослойном хроматографическом анализе ПАУ, особенно на слоях силикагеля, где происходит быстрое фотоокисление значительного числа ПАУ при попадании на них ультрафиолетового света. Фотоокислительные реакции не играют важной роли при устранении ПАУ из промышленных помещений. ПАУ быстро вступают в реакцию с окисями азота или с . Например, антрацен окисляется до антрахинола при помощи или дает азот производное посредством реакции замещения с . ПАУ могут вступать в реакцию с , и и образуют сульфиновую и сульфоновую кислоты. То, что канцерогенные ПАУ вступают в реакцию с другими веществами, не обязательно обозначает, что они инактивируются как канцерогенные вещества; напротив, многие ПАУ, содержащие заместители, намного более канцерогенны, чем соответствующее материнское соединение. Некоторые важные ПАУ отдельно описываются ниже.
Образование. ПАУ образуются в результате пиролиза или неполного сгорания органического вещества, содержащего углерод и водород. При высоких температурах в результате пиролиза органических соединений образуются фрагменты молекул и радикалы, которые соединяются и образуют ПАУ. Состав конечного продукта пиролизного синтеза зависит от топлива, температуры и от времени пребывания в зоне горения. К топливу, после сгорания которого образуются ПАУ, относится метан, другие углеводороды, углеводороды, лигнины, пептиды, липиды и т.д. Тем не менее, соединения, содержащие разветвление цепи, ненасыщенные связи или циклические структуры, обычно благоприятствуют образованию ПАУ. Очевидно, ПАУ выделяются в виде паров из зоны горения. Из-за низкого давления пара большинство ПАУ мгновенно концентрируются на частичках сажи, либо сами образуют мельчайшие частички. ПАУ, поступающие в атмосферу в виде пара, адсорбируются содержащимися в воздухе частицами. Содержащие ПАУ аэрозоли, таким образом распыляемые в воздухе, могут переноситься ветром на большие расстояния.
Распространение и применение Многие ПАУ могут быть получены из каменноугольной смолы. За исключением нафталина и антрацена, в чистом виде данные вещества практически не используются в промышленности. Тем не менее, они косвенно применяются в работах с каменноугольной смолой и нефтью, которые содержат смеси различных ПАУ.
ПАУ содержатся почти везде, в воздухе, почве, воде, образуясь из природных и антропогенных источников. Из природных источников, таких как лесные пожары и вулканы, образуется незначительное количество ПАУ по сравнению с эмиссиями, образуемыми в связи с деятельностью человека. Основной источник образования ПАУ - сжигание органического топлива. ПАУ также образуются при сжигании отходов и древесины, а также при утечке сырой и переработанной нефти, которая сама по себе содержит ПАУ. ПАУ также содержатся в табачном дыме, в копченой, жареной и приготовленной на гриле пище.
Наиболее важный источник образования ПАУ, содержащихся в воздухе на производстве - каменноугольная смола. Они образуются при пиролизе угля в газ и во время коксовых работ, когда образуются эмиссии паров от горячей смолы. Рабочие, находящиеся вблизи печей, очень сильно подвержены воздействию этих ПАУ. Большинство исследований содержания ПАУ на рабочих местах проводилось на газовых и коксовых заводах. В большинстве случаев проводился лишь анализ содержания бензо(а)пирена но также был исследован и ряд других ПАУ. Обычно наибольшие концентрации бензо(а)пирена образуются в воздухе над печами. Воздух над жаровыми трубами и осадительным бассейном для смол чрезвычайно насыщен бензо(а)пиреном, по данным измерений - до 500 . Анализ отдельных проб воздуха показал, что наибольшему воздействию ПАУ подвергаются водители грузовиков, рабочие верфи, чистильщики труб. Нафталин, фенантрен, флуорантен, пирен и антрацен преобладают среди ПАУ, выделенных из проб воздуха. Весьма очевидно, что рабочие, занятые в газовой и коксовой промышленности, подвергаются воздействию высоких концентраций ПАУ, даже в условиях использования современного оборудования. Конечно, нет ничего необычного в том, что большое количество рабочих, занятых в данных отраслях промышленности, подвергается вредному воздействию в течение многих лет. Эпидемиологические исследования выявили повышенный риск возникновения рака легких среди этих рабочих. Каменноугольная смола используется и в других производственных процессах, во время которых она нагревается, что ведет к высвобождению ПАУ и попаданию их в окружающую атмосферу.
Полиариловые углеводороды преимущественно используются в производстве красителей и для химического синтеза. Антрацен используется для производства антрахинона, важное сырье для изготовления устойчивых красителей. Он также используется как разбавитель для древесных консервантов и применяется в производстве синтетических волокон, пластмасс и монокристаллов. Фенантрен используется в производстве красящих и взрывчатых веществ, в биологических исследованиях и для синтеза лекарственных препаратов.
Бензофуран применяется при производстве кумароноинденовых смол. Флуорантен входит в состав каменноугольной смолы и нефтяного битума, применяемого в качестве покрывающего материала для защиты внутренней поверхности стальных и изготовленных из ковкого чугуна труб для питьевой воды и складских цистерн.
Алюминий производится в процессе электролиза при температуре около . Существует два типа анодов: анод седербегра и графитный (“термообработанный”) анод. Второй тип, наиболее часто используемый, является главным источником вредного воздействия ПАУ в алюминиевом производстве. Анод состоит из смеси каменноугольного битума и кокса. В процессе электролиза происходит его графитизация (спекание) в нижней, более раскаленной его части, и затем преобразование в оксиды углерода посредством электролизного окисления. Свежая анодная паста добавляется сверху, чтобы поддержать постоянный процесс электролиза. При высоких температурах элементы ПАУ высвобождаются из смолы и попадают в воздух рабочего помещения, не смотря на наличие вентиляционных установок. У занятых в алюминиевом производстве рабочих различных специальностей, подверженность вредному воздействию может быть значительной. Трамбование катодов также сопровождается воздействием ПАУ, так в смесях применяемых при армировании и заделке щелей используется битум.
Графитные электроды используются на алюминиевых заводах, в электрических сталеплавильных печах и во время других металлургических процессов. Сырьем для этих электродов обычно является нефтяной кокс со смолой или битумом в качестве связующего элемента. Спекание осуществляется посредством нагревания смесей в печах до температуры более чем . На втором этапе, при нагревании до происходит графитизация. Во время спекания большие количества ПАУ высвобождаются из электродной массы. Второй этап характеризуется незначительным риском воздействия ПАУ, так как летучие компоненты выделяются во время первого нагревания.
На сталелитейных заводах и в плавильных цехах возникает риск вредного воздействия ПАУ, возникающих при контакте продуктов, содержащих каменноугольную смолу, с расплавленным металлом. Смолосодержащие смеси помещаются в печи, литники и изложницы.
Асфальт, используемый для покрытия тротуаров и дорог, в основном получается из остатков дистилляции неочищенных нефтепродуктов. Нефтяной битум сам по себе содержит немного высших ПАУ. В некоторых случаях, однако, его смешивают с каменноугольной смолой, что повышает возможность вредного воздействия PAHs при работе с горячим асфальтом. При выполнении других работ, когда смолу расплавляют и покрывают ей большие участки, рабочие могут подвергаться серьезному воздействию PAHs. К таким работам относятся нанесение покрытий на трубы, изоляция стен и смоление крыш.
Опасность для здоровья В 1775 году английский хирург Потт первым описал случаи возникновения рака на производстве. Он связывал возникновение рака мошонки у чистильщиков труб с длительным воздействием смолы и сажи в условиях плохо соблюдаемой личной гигиены. Сто лет спустя были описаны случаи возникновения рака кожи у рабочих, подверженных воздействию каменноугольной смолы или сланцевого масла. В 1930-х годах были описаны случаи возникновения рака легких у рабочих сталелитейных и коксовых заводов. В конце 1910-х годов были описаны случаи возникновения искусственно вызванного рака кожи у лабораторных животных после многократного применения каменноугольной смолы. В 1933 году было установлено, что полициклический ароматический углеводород, выделяемый из каменноугольной смолы, канцерогенен. Выделенное таким образом соединение было бензо(а)пирен. С тех пор были описаны сотни канцерогенных ПАУ. Эпидемиологические исследования выявили повышенную частоту возникновения рака легких у рабочих, занятых в коксовой, алюминиевой и сталелитейной промышленности. Приблизительно столетие спустя некоторые ПАУ были классифицированы как профессиональные канцерогены.
Большой латентный период между первым воздействием и проявлением симптомов, а также многие другие факторы, привели к тому, что установление пороговых предельных значений для ПАУ стало задачей трудной и затянувшейся. Существование большого латентного периода также мешало установлению стандартов. Пороговых предельных значений (ППЗ) для ПАУ практически не существовало вплоть до 1967, когда ACGIH приняла ППЗ в 0.2 для летучих элементов каменноугольного асфальтового пека. За норму был принят вес бензол-растворимой фракции макрочастиц, собранных на фильтре. В 1970-х годах в СССР были приняты максимально допустимые концентрации (МДК) для бензо(а)пирена (БаП), основанные на лабораторных экспериментах на животных. В Швеции в 1978 году была установлена норма ППЗ в 10 . Также как и в 1997, OSHA были установлены допустимые пределы воздействия для BaP в 0.2 . ACGIH не имеет средневзвешенной величины, так как BaP - предполагаемый человеческий канцероген. NIOSH рекомендуемые пределы воздействия (РПВ) равны 0.1 (циклогексан экстрагируемая фракция).
Кроме каменноугольной смолы и битума к источникам ПАУ на производстве относятся сажа, креозот, нефтепродукты, копоть и сажа от различных видов горения и выхлопные газы автомобилей. Нефтепродукты содержат низкие концентрации ПАУ, но при различных способах использования содержание ПАУ значительно повышается. Некоторые из примеров включают моторные масла, смазочно-охлаждающие жидкости, смазочные жидкости для обработки электрическими разрядами. Но поскольку ПАУ остаются в нефти, риск вредного воздействия главным образом ограничивается контактом с кожей. Выхлопные газы автомобилей содержат низкие концентрации ПАУ по сравнению с газами, выделяемыми при работах с каменноугольной смолой и битумом. В нижеприведенном списке различные типы производств классифицируются в зависимости от степени вредного воздействия ПАУ на основании результатов измерения концентрации бензо(а)пирена.
· очень высокая степень воздействия бензо(а)пирена (более чем 10 ) - газовая и коксовая промышленность; алюминиевое производство; заводы по изготовлению графитных электродов; работа с горячей смолой и битумом · умеренная степень воздействия (от 0.1 до 10 ) - газовая и коксовая промышленность; сталелитейные заводы; заводы по изготовлению графитных электродов; алюминиевое производство; литейные цеха · низкая степень воздействия (менее чем 0.1 ) - литейные цеха; изготовление асфальта; алюминиевое производство с использованием электродов подвергшихся термообработке; станции автообслуживания и гаражи; чернорудные шахты и строительство тоннелей
Риск, связанный с воздействием некоторых ПАУ Антрацен - полициклический ароматический углеводород, содержащий конденсированные ядра, который образует антрахинон посредством окисления и 9,10-дигидроантрацен посредством восстановления. Токсичное воздействие антрацена подобно воздействию каменноугольной смолы и ее продуктов дистилляции, и зависит от содержащейся в нем концентрации тяжелого вещества. Антрацен является фотосенсибилизирующим. Он может вызвать острые и хронические дерматиты, сопровождающиеся зудом и отеками, наиболее четко проявляющимися на подвергнутых вредному воздействию участках кожи. Повреждения кожи сопровождаются раздражением конъюнктива и верхних дыхательных путей. К другим симптомам относятся слезоточивость глаз, фотофобия, отек век и конъюнктивальная гиперемия. Острые симптомы исчезают в течение нескольких дней после прекращения контакта. Более длительное воздействие приводит к увеличению пигментации незащищенных участков кожи, кератинизации ее поверхностных слоев и телеангиэктазии. Фотодинамическое воздействие промышленного антрацена наиболее выражено по сравнению с воздействием чистого антрацена, что, вероятно, объясняется присутствием примесей акридина, карбазола, фенантрена и других тяжелых углеводородов. Системное воздействие проявляется в возникновении головной боли, тошноты, потери аппетита, замедленных реакций и астении. Более длительное воздействие может привести к воспалению желудочно-кишечного тракта.
Канцерогенность чистого антрацена доказана не была, в то время как его производные и промышленный антрацен (содержащий примеси) характеризуются канцерогенным воздействием. 1,2-Бензантрацен и отдельные его монометил и диметил производные канцерогенны. Диметил и триметил производные 1,2-бензантрацена намного более мощные канцерогены, чем монометил производные, особенно 9,10-диметил-1,2-бензантрацен , вызывающий рак кожи у мышей за 43 дня. 5,9- и 5,10- диметил производные также очень канцерогенны. Канцерогенность 5,9,10- и 6,9,10-триметил производных менее выражена. 20-метилхолантрен, по структуре подобный 5,6,10-триметил-1,2-бензантрацен, чрезвычайно мощный канцероген. Все производные диметила, содержащие заместительные метиловые группы в дополнительном бензольном ядре (в 1, 2, 3, 4 позициях), не канцерогенны. Было установлено, что канцерогенность определенных групп алкиловых производных 1,2-бензантрацена убывает с удлинением углеродных цепей.
Бенз(a)антрацен содержится в каменноугольной смоле, в концентрации до 12.5 г/кг; в древесном и табачном дыме, от 12 до 140 нг. в дыме от одной сигареты; в нефти; в атмосферном воздухе, от 0.6 до 361 ; на газовых заводах, от 0.7 до 14 . Бенз(a)антрацен - слабый канцероген, но некоторые его производные являются чрезвычайно сильными канцерогенами: например, 6-, 7-, 8- и 12-метилбенз(a)антрацен и некоторые диметиловые производные, такие как 7,12-диметилбенз(a)антрацен. Присоединение пятикомпонентного кольца, находящегося в 7, в 8 позицию бенз(a)антрацена приводит к образованию холантрена (бенз(j)ацеантрилена), который, вместе с его 3-метил производным, чрезвычайно мощный канцероген. Дибенз(a,h)антрацен) стал первым чистым ПАУ, канцерогенность которого была доказана.
Хризен содержится в каменноугольном битуме в концентрациях до 10 г/кг. По результатам измерений, его концентрация в воздухе колеблется от 1.8 до 361 от 3 до 17 в выхлопных газах дизельных двигателей. В дыме от одной сигареты может содержаться до 60 нг кризена. Дибензо(b,d,e,f)-хризен и дибензо(d,e,f,p)-хризен - канцерогенны. Хризен характеризуется слабой канцерогенной активностью.
Дифенилы. Мало информации получено относительно токсичного воздействия дифенила и его производных, за исключением многохлористого бифенила. Благодаря низкому давлению пара и отсутствию запаха, риск их попадания в организм через легкие при комнатной температуре незначителен. Тем не менее, по результатам одного исследования, у рабочих, занятых на пропитке оберточной бумаги порошком фунгицида, изготовленного из дифенила, наблюдались приступы кашля, тошнота и рвота. Из-за регулярного воздействия раствора дифенила в керосине при температуре и воздушных концентраций, значительно превышающих 1 , один человек умер от острой желтой атрофии печени, а у восьми других рабочих было обнаружено расстройство центральной и периферической нервной системы и повреждения печени. Они жаловались на головную боль, желудочно-кишечные нарушения, симптомы полиневрита и общую слабость.
Расплавленный дифенил может вызвать серьезные ожоги. Абсорбция через кожу также представляет умеренную опасность. Попадание в глаза вызывает от легкого до умеренного раздражение. Обработка и взаимодействие с дифениловым эфиром в обычном употреблении представляет небольшую опасность для здоровья. Очень неприятным может быть запах, и длительное воздействие может привести к раздражению в глазах и горле.
При контакте с веществом могут появиться дерматиты. Смеси дифенилового эфира с дифенилом в концентрациях от 7 до 10 не оказывают серьезного действия на экспериментальных животных после многократного воздействия. Но у человека такие концентрации могут вызвать раздражение глаз и дыхательных путей. При случайном приеме внутрь данного соединения возникают серьезные нарушения функции печени и почек.
Флуорантен содержится в каменноугольной смоле, табачном дыме и присутствующих в воздухе ПАУ. Он не канцерогенен, не смотря на то, что бензо(b)-, бензо(j)- и бензо(k)- изомеры являются канцерогенами.
Нафтацен содержится в табачном дыме и каменноугольной смоле. Он вызывает окрашивание других бесцветных веществ, выделяемых из каменноугольной смолы, таких как антрацен.
Нафталин легко воспламеняется, и в форме макрочастиц или пара образует взрывоопасные смеси с воздухом. Его токсичное действие проявилось в первую очередь в возникновении желудочно-кишечных расстройств у детей, перепутавших нафталиновые шарики от моли с конфетами, а также в возникновении острой гемолитической анемии, сопровождающейся повреждениями печени и почек и мочепузырной закупоркой.
Зафиксированы случаи серьезной интоксикации рабочих, подвергшихся воздействию концентрированных паров нафталина через легкие; наиболее типичными симптомами были гемолитическая анемия с телами Heinz-а, расстройства почек и печени, и ретробульбарный неврит. Более длительная абсорбция нафталина может привести к возникновению точечного помутнения в периферии хрусталика, без функциональных ухудшений. Контакт с глазами концентрированных паров и конденсированных микрокристаллов может привести к точечному кератиту и даже к хориоретиниту.
Было обнаружено, что при контакте с кожей появляются эритемно-экссудативные дерматиты; но такие случаи связывают с воздействием неочищенного нафталина, который также содержит фенол, вызывающего дерматиты ног, наблюдавшиеся у рабочих, занятых на очистке лотков для кристаллизации нафталина.
Фенантрен получается из каменноугольной смолы, а также его можно синтезировать, пропуская дифенилэтилен через раскаленную трубку. Он также содержится в табачном дыме и в присутствующих в воздухе ПАУ. Его канцерогенное действие не выявлено, но некоторые алкил производные бензо(c)фенантрена канцерогенны. Фенантрен - рекомендованное исключение из систематической нумерации; 1 и 2 обозначены в формуле.
Пирен содержится в каменноугольной смоле, табачном дыме и присутствующих в воздухе ПАУ. В концентрациях от 0.1 до 12 мг/мл он обнаружен в нефтепродуктах. Пирен не канцерогенен, но его бензо(a) и дибензо производные являются очень сильными канцерогенами. Результаты измерений содержания бензо(а)пирена (БаП) в атмосферном воздухе выявили концентрации от 0.1 и ниже в незагрязненных районах до величин в несколько тысяч раз больших в загрязненном городском воздухе. БаП содержится в битуме, каменноугольной смоле, древесной смоле, выхлопных газах автомобилей, табачном дыме, нефтепродуктах, отработанном моторном масле, отработанном масле от обработки электрическими зарядами. БАП и многие его алкил производные очень сильные канцерогены.
Пары терфенила вызывают конъюнктивное раздражение и некоторые системные эффекты. Опыты на животных показали, что п-терфенил плохо абсорбируется при приеме внутрь и является слабо токсичным; мета- и особенно орто-терфенилы опасны для почек, а последний может также нарушать функции печени. У крыс, подвергшихся воздействию концентраций в 50 , были зафиксированы морфологические изменения в митохондриях (мелкие клеточные тельца, осуществляющие дыхательную и другие ферментные функции, необходимые для биологического синтеза). Средства теплопередачи, изготовленные из гидрированных терфенилов, терфениловых смесей и изопропил-мета-терфенила, у экспериментальных животных вызвали функциональные изменения нервной системы, почек и крови, сопровождаемые некоторыми органическими повреждениями. Опыты на мышах, подвергнувшихся воздействию облученного хладагента, продемонстрировали его канцерогенность, в то время как необлученная смесь оказалась безопасной.
Безопасность и охрана здоровья В основном ПАУ присутствуют в качестве загрязнителей воздуха на различных производствах. Анализ всегда выявляет наибольшее содержание ПАУ в пробах воздуха, взятых в местах, где присутствует видимый дым или пары. Обычный метод предотвращения воздействия - уменьшить такие эмиссии. На коксовых заводах это достигается посредством устранения течей, улучшения вентиляции или использования отсеков с отфильтрованным воздухом. На алюминиевых заводах предпринимаются похожие меры. В некоторых случаях может оказаться необходимым использование систем для очистки паров и дыма. Использование электродов подвергшихся термообработке практически устраняет выбросы ПАУ. В литейных цехах и на сталеплавильных заводах выбросы ПАУ могут быть уменьшены, если избегать приготовлений, содержащих каменноугольную смолу. Нет необходимости в применении специальных установок для удаления ПАУ из гаражей, шахт и т.п., где присутствуют выхлопные газы автомобилей; вентиляционные установки, необходимые для удаления других, более токсичных, веществ одновременно понижают уровень ПАУ. Воздействия отработанных масел, содержащих ПАУ, на кожу можно избежать, используя перчатки и меняя загрязненную одежду.
Необходимо применять технические средства, средства личной защиты, обучающие и санитарно-гигиенические средства, описанные в данной Энциклопедии. Поскольку известно, либо предполагается, что большое число веществ данной семьи канцерогенны, следует особенно тщательно соблюдать меры предосторожности, необходимые для безопасной работы с канцерогенными веществами.
Для класса ООН (UN): 1.5 = очень нечувствительные вещества, которые представляют опасность массового взрыва; 2.1 = легковоспламеняющийся газ; 2.3 = токсичный газ; 3 = легковоспламеняющаяся жидкость; 4.1 = легковоспламеняющееся твердое вещество; 4.2 = вещество подвержено самовозгоранию; 4.3 = вещество, которое при контакте с водой испускает легковоспламеняющиеся газы; 5.1 = окислитель; 6.1 = токсичное вещество; 7 = радиоактивно; 8 = коррозийное вещество
Название химиката CAS-номер
Физические опасности
Химические опасности
Класс или категория по классификации ООН/дополнительные риски
АНТРАЦЕН 120-12-7
· Взрыв присыпки возможен в том случае, если она в порошкообразной или гранулообразной форме смешана с воздухом
· Вещество распадается при нагревании, при контакте с солнечным светом, под воздействием сильных окислителей, производя едкое вещество , токсичные пары, что порождает опасности возгорания и взрыва
3
БЕНЗО (b)ФЛУОРАНТЕН 205-99-2
· При нагревании, формируются токсичные пары
БЕНЗО (ghi)ФЛУОРАНТЕН 203-12-3
· При нагревании, формируются токсичные пары
БЕНЗО (k)ФЛУОРАНТЕН 207-08-9
· При нагревании, формируются токсичные пары · Реагирует с сильными окислителями
БЕНЗО(ghi)ПЕРИЛЕН 191-24-2
· При нагревании, формируются токсичные пары · Реагирует c NO и
Моноклинные пластины при образовании из рекристаллизации спирта; в чистом виде, бесцветные с фиолетовой флюоресценцией; при кристаллизации из бензола формируются бесцветные, блестящие пластины с синей флюоресценцией; желтые кристаллы с синей флюоресценцией
342
218
178.22
нерастворим
1.283 @ 25 °C
6.15
1 мм р.с. @ 145 °C
0.6 н.г. ? в.г.
121 з.ч.
540
БЕНЗ (a)АНТРАЦЕН 56-55-3
Бесцветные пластины рекристаллизованные из ледяной уксусной кислоты или спирта
400
162
228.3
0.014 мг/л @ 25 °C
торр
БЕНЗ(г,h,i)ФЛУОРАНТЕН 203-12-3
Кристаллы
149
нерастворим
<10 Па
БЕНЗО(г,h,i)ПЕРИЛЕН 191-24-2
Большие, бледно-желто-зеленые пластины (перекристаллизованные из ксилола)
550
277
276.3
нерастворим
мм р.с. @ 25 °C
БЕНЗО (k)ФЛУОРАНТЕН 207-08-9
бледно-желтые игольчатые кристаллы при образовании из бензола
480
217
252.3
Нерастворим
торр
БЕНЗО (a)ПИРЕН 50-32-8
бледно-желтые моноклинные игольчатые кристаллы при образовании из бензола и метанола; кристаллы могут быть моноклинными или орторомбическими; желтоватые пластины (из бензола и лигроина)
>360
179-179.3
252.30
Нерастворим
1.351
8.7
>1 мм р.с.
БЕНЗО (b)ФЛУОРАНТЕН 205-99-2
Игольчатые кристаллы (рекристаллизованные из бензола), бесцветные игольчатые кристаллы (рекристаллизованные из толуола или ледяной уксусной кислоты)
168
252.3
Нерастворим
<10 Па
ХРИЗЕН 218-01-9
красно-синие флуоресцентные ромбические пластины при образовании из бензола, уксусной кислоты; орторомбические бипирамидальные пластины при образовании из бензола; бесцветные пластинчатые структуры с синей флюоресценцией
448
255-256
228.28
Нерастворим
1.274
мм р.с.
ДИБЕНЗ (a,h)АКРИДИН 226-36-8
желтые кристаллы
228
279.35
ДИБЕНЗ (a,h)АНТРАЦЕН 53-70-3
бесцветные пластины или листки рекристаллизованные из уксусной кислоты; раствор в концентрированной серной кислоте имеет красный цвет; кристаллы могут быть моноклинными или орторомбическими
524
266
278.33
Нерастворим
1.282
мм р.с.
ДИБЕНЗ ( (a,j)АКРИДИН 224-42-0
желтые игольчатые кристаллы или призмы
216
279.35
ДИБЕНЗО (a,e)ПИРЕН 192-65-4
бледно-желтые игольчатые кристаллы в ксилоле; желто-красные в растворе концентрированной серной кислоты
234
302.4
ДИБЕНЗО (a,h)ПИРЕН 189-64-0
Золотисто-желтые пластины при образовании из ксилена или трихлоробензола; в растворе H2SO4 имеют красный цвет сменяющийся позже на фиолетовый или синий
308
302.38
ДИБЕНЗО(ai)ПИРЕН 189-55-9
Зеленовато-желтые игольчатые кристаллы, призмы или пластины
275 @ 0.05 мм р.с.
281
302.4
мм р.с.
ДИБЕНЗОФУРАН 132-64-9
листок или игольчатые кристаллы при образовании из спирта; белые кристаллы; кристаллическое твердое вещество
287
168.19
@ 25 °C
1.0886 @ 99 °C/4 °C
5.8
0.0044 мм р.с. @ 25 °C
ФЛУОРАНТЕН 206-44-0
окрашенные игольчатые кристаллы; бледно-желтые игольчатые кристаллы или пластины при образовании из спирта
375
111
202.2
нерастворимо
1.252 @ 0 °C/4 °C
0.01 мм р.с.
НАФТАЦЕН 83-32-9
белые игольчатые кристаллы; орторомбические бипирамидальные кристаллы при образовании из спирта
279
95
154.21
нерастворимо
1.0242 при 90 °C/4 °C
5.32
10 мм р.с. при 131.2 °C
ФЕНАНТРЕН 85-01-8
моноклинные пластины при образовании из спирта; бесцветные блестящие кристаллы; листки
340
101
178.22
нерастворимо
0.9800 @ 4 °C
6.15
1 мм р.с. @ 118.2 °C
171 о.ч.
ПИРЕН 129-00-0
Моноклинные призматические таблетки при образовании из спирта или посредством возгонки; чистый пирен бесцветен; бледно-желтые пластины (при перекристаллизации из толуола); бесцветное твердое вещество (тетраценовые примеси придают желтый цвет)
. Например, антрацен окисляется до антрахинола при помощи 
или дает азот производное посредством реакции замещения с 
. ПАУ могут вступать в реакцию с 
, 
и 
и образуют сульфиновую и сульфоновую кислоты. То, что канцерогенные ПАУ вступают в реакцию с другими веществами, не обязательно обозначает, что они инактивируются как канцерогенные вещества; напротив, многие ПАУ, содержащие заместители, намного более канцерогенны, чем соответствующее материнское соединение. Некоторые важные ПАУ отдельно описываются ниже.
. Анализ отдельных проб воздуха показал, что наибольшему воздействию ПАУ подвергаются водители грузовиков, рабочие верфи, чистильщики труб. Нафталин, фенантрен, флуорантен, пирен и антрацен преобладают среди ПАУ, выделенных из проб воздуха. Весьма очевидно, что рабочие, занятые в газовой и коксовой промышленности, подвергаются воздействию высоких концентраций ПАУ, даже в условиях использования современного оборудования. Конечно, нет ничего необычного в том, что большое количество рабочих, занятых в данных отраслях промышленности, подвергается вредному воздействию в течение многих лет. Эпидемиологические исследования выявили повышенный риск возникновения рака легких среди этих рабочих. Каменноугольная смола используется и в других производственных процессах, во время которых она нагревается, что ведет к высвобождению ПАУ и попаданию их в окружающую атмосферу.
. Существует два типа анодов: анод седербегра и графитный (“термообработанный”) анод. Второй тип, наиболее часто используемый, является главным источником вредного воздействия ПАУ в алюминиевом производстве. Анод состоит из смеси каменноугольного битума и кокса. В процессе электролиза происходит его графитизация (спекание) в нижней, более раскаленной его части, и затем преобразование в оксиды углерода посредством электролизного окисления. Свежая анодная паста добавляется сверху, чтобы поддержать постоянный процесс электролиза. При высоких температурах элементы ПАУ высвобождаются из смолы и попадают в воздух рабочего помещения, не смотря на наличие вентиляционных установок. У занятых в алюминиевом производстве рабочих различных специальностей, подверженность вредному воздействию может быть значительной. Трамбование катодов также сопровождается воздействием ПАУ, так в смесях применяемых при армировании и заделке щелей используется битум.
. На втором этапе, при нагревании до 
происходит графитизация. Во время спекания большие количества ПАУ высвобождаются из электродной массы. Второй этап характеризуется незначительным риском воздействия ПАУ, так как летучие компоненты выделяются во время первого нагревания.
для летучих элементов каменноугольного асфальтового пека. За норму был принят вес бензол-растворимой фракции макрочастиц, собранных на фильтре. В 1970-х годах в СССР были приняты максимально допустимые концентрации (МДК) для бензо(а)пирена (БаП), основанные на лабораторных экспериментах на животных. В Швеции в 1978 году была установлена норма ППЗ в 10 
. Также как и в 1997, OSHA были установлены допустимые пределы воздействия для BaP в 0.2 
. ACGIH не имеет средневзвешенной величины, так как BaP - предполагаемый человеческий канцероген. NIOSH рекомендуемые пределы воздействия (РПВ) равны 0.1 
(циклогексан экстрагируемая фракция).
) - газовая и коксовая промышленность; алюминиевое производство; заводы по изготовлению графитных электродов; работа с горячей смолой и битумом
) - газовая и коксовая промышленность; сталелитейные заводы; заводы по изготовлению графитных электродов; алюминиевое производство; литейные цеха
) - литейные цеха; изготовление асфальта; алюминиевое производство с использованием электродов подвергшихся термообработке; станции автообслуживания и гаражи; чернорудные шахты и строительство тоннелей
; на газовых заводах, от 0.7 до 14 
. Бенз(a)антрацен - слабый канцероген, но некоторые его производные являются чрезвычайно сильными канцерогенами: например, 6-, 7-, 8- и 12-метилбенз(a)антрацен и некоторые диметиловые производные, такие как 7,12-диметилбенз(a)антрацен. Присоединение пятикомпонентного кольца, находящегося в 7, в 8 позицию бенз(a)антрацена приводит к образованию холантрена (бенз(j)ацеантрилена), который, вместе с его 3-метил производным, чрезвычайно мощный канцероген. Дибенз(a,h)антрацен) стал первым чистым ПАУ, канцерогенность которого была доказана.
от 3 до 17 
в выхлопных газах дизельных двигателей. В дыме от одной сигареты может содержаться до 60 нг кризена. Дибензо(b,d,e,f)-хризен и дибензо(d,e,f,p)-хризен - канцерогенны. Хризен характеризуется слабой канцерогенной активностью.
и воздушных концентраций, значительно превышающих 1 
, один человек умер от острой желтой атрофии печени, а у восьми других рабочих было обнаружено расстройство центральной и периферической нервной системы и повреждения печени. Они жаловались на головную боль, желудочно-кишечные нарушения, симптомы полиневрита и общую слабость.
не оказывают серьезного действия на экспериментальных животных после многократного воздействия. Но у человека такие концентрации могут вызвать раздражение глаз и дыхательных путей. При случайном приеме внутрь данного соединения возникают серьезные нарушения функции печени и почек.
и ниже в незагрязненных районах до величин в несколько тысяч раз больших в загрязненном городском воздухе. БаП содержится в битуме, каменноугольной смоле, древесной смоле, выхлопных газах автомобилей, табачном дыме, нефтепродуктах, отработанном моторном масле, отработанном масле от обработки электрическими зарядами. БАП и многие его алкил производные очень сильные канцерогены.
, были зафиксированы морфологические изменения в митохондриях (мелкие клеточные тельца, осуществляющие дыхательную и другие ферментные функции, необходимые для биологического синтеза). Средства теплопередачи, изготовленные из гидрированных терфенилов, терфениловых смесей и изопропил-мета-терфенила, у экспериментальных животных вызвали функциональные изменения нервной системы, почек и крови, сопровождаемые некоторыми органическими повреждениями. Опыты на мышах, подвергнувшихся воздействию облученного хладагента, продемонстрировали его канцерогенность, в то время как необлученная смесь оказалась безопасной.
мм р.с.
