Caratteristiche dei gas tossici
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I gas e i vapori prodotti, in molte circostanze, hanno effetti nocivi sui lavoratori che vi sono esposti per inalazione, assorbimento cutaneo o ingestione. Molte sostanze tossiche sono pericolose per la salute in concentrazioni pari a 1ppm (parti per milione). Considerando che 10.000 ppm equivalgono all'1% del volume di un qualsiasi spazio, si capisce che una concentrazione estremamente bassa di alcuni gas tossici può rappresentare un pericolo per la salute. Ma quali sono le caratteristiche dei gas?
Caratteristiche dei gas tossici:
| GAS | DENSITÀ RELATIVA IN ARIA | FORMULA CHIMICA | CARATTERISTICHE |
| Ammoniaca | 0.59 | NH3 | Ammoniaca è l'unico gas alcalino comune. La sua densità è circa la metà di quella dell'aria e ha un odore caratteristico. Il suo livello massimo di sicurezza è di 25 ppm, ma la sua alcalinità lo rende altamente reattivo con i gas acidi e il cloro e la sua presenza in atmosfere contenenti altri gas è spesso mascherata da questo. Ad esempio, se ammoniaca e cloro sono presenti in uguali concentrazioni, il risultato è una nuvola di cloruro di ammonio e nessuno dei due gas.
L'ammoniaca è infiammabile con un LEL del 15%. Viene prodotta in grandi quantità in tutto il mondo per fornire fertilizzanti, urea per le resine, esplosivi e fibre come il nylon. Viene anche utilizzato come gas refrigerante: questa applicazione è in aumento con la scomparsa dei CFC. Un'altra applicazione è quella di mantenere la sterilità delle forniture di acqua dopo il trattamento con cloro e anidride solforosa. |
| Arsina | 2.7 | ASH3 | L'arsina è un gas incolore, infiammabile e altamente tossico. Ha un odore simile a quello dell'aglio o del pesce che può essere rilevato a partire da concentrazioni di 0,5 ppm. Poiché l'arsina non è irritante e non produce sintomi immediati, le persone esposte a livelli pericolosi possono non accorgersi della sua presenza. Viene generalmente spedito in bombole come gas compresso liquefatto. Il gas arsina viene generato quando i metalli o i minerali grezzi contenenti impurità di arsenico vengono trattati con acido. Il gas arsina viene utilizzato anche nell'industria dei semiconduttori quando si deposita l'arsenico sui microchip. |
| Bromo | 5.5 | Br2 | Bromo viene utilizzato per la produzione di un'ampia varietà di composti utilizzati nell'industria e nell'agricoltura. Il bromo viene utilizzato anche nella produzione di fumiganti, agenti ignifughi, composti per la purificazione dell'acqua, coloranti, farmaci, sanificanti, bromuri inorganici per la fotografia, ecc. Viene anche utilizzato per formare intermedi nella sintesi organica, dove è preferito allo iodio per il suo costo molto più basso.
Il bromo viene utilizzato per produrre olio vegetale bromurato, utilizzato come emulsionante in molte bevande analcoliche aromatizzate agli agrumi. Il bromo elementare è un forte irritante e, in forma concentrata, produce vesciche dolorose sulla pelle esposta e soprattutto sulle mucose. Anche basse concentrazioni di vapore di bromo (a partire da 10 ppm) possono influire sulla respirazione e l'inalazione di quantità significative di bromo può danneggiare gravemente il sistema respiratorio. |
| Anidride carbonica | 1.53 | CO2 | Nonostante il fatto che espiriamo anidride carbonica e che è presente nell'atmosfera in misura di circa 400 ppm; il suo livello massimo di sicurezza è di 5000 ppm (0,5%). Viene prodotto durante la combustione, la produzione di birra, la distillazione e altri processi di fermentazione ed è uno dei principali costituenti, insieme al metano, dei gas di discarica e dei gas di digestione del trattamento delle acque reflue. IL CO2 rappresenta un pericolo significativo nell'industria della birra, soprattutto perché il gas è più pesante dell'aria e si raccoglie a bassi livelli. Esiste un certo grado di rischio in luoghi affollati e mal ventilati e questo problema è spesso aggravato dalla carenza di ossigeno. IL CO2 viene utilizzato anche per aumentare la crescita delle piante, elevando i livelli normali nelle serre, ecc.
È inodore e incolore e difficile da misurare in ppm. L'assorbimento infrarosso è la tecnica di rilevamento normalmente adottata. |
| Monossido di carbonio | 0.97 | CO | Monossido di carbonio, inodore e incolore, è il gas tossico più abbondante. Avendo una densità simile a quella dell'aria, si mescola facilmente e viene facilmente inalato. È un noto "killer silenzioso" negli ambienti domestici.
Qualsiasi processo in cui la combustione del combustibile carbonioso è incompleta può produrre monossido di carbonio. Ad esempio: motori a benzina e diesel, caldaie a carbone, a gas e a olio e persino il fumo. La sua presenza nelle miniere è dovuta alla lenta combustione del carbone. Viene inoltre utilizzato in enormi quantità come agente chimico riducente a basso costo, ad esempio nella produzione di acciaio e in altri processi di raffinazione dei metalli e di trattamento termico, nonché nella produzione di metanolo per reazione con l'idrogeno. |
| Cloro | 2.5 | Cl2 | Cloro è un gas dall'odore pungente, corrosivo, di colore verde/giallo. L'uso più noto è quello della purificazione dell'acqua per le forniture domestiche e per le piscine. Viene utilizzato per produrre composti clorurati come il PVC e per sbiancare carta e tessuti. È un gas molto pesante e viene facilmente assorbito dalla maggior parte dei materiali.
Il comportamento del cloro lo rende un gas molto difficile da rilevare (tanto che persino la calibrazione richiede tecniche speciali). L'uso dell'unità di campionamento ambientale Crowcon è un modo efficace per rilevarlo nei depositi di cloro, riducendo al minimo il numero di rilevatori necessari. |
| Biossido di cloro | 2.3 | ClO2 | Biossido di cloro è un gas giallo-rossastro che è uno dei diversi ossidi di cloro conosciuti. Può decomporsi spontaneamente ed esplosivamente in cloro e ossigeno. Il biossido di cloro viene utilizzato principalmente per lo sbiancamento della pasta di legno, ma anche per lo sbiancamento della farina e per la disinfezione dell'acqua.
Il biossido di cloro viene anche utilizzato insieme all'ozono per la disinfezione dell'acqua per ridurre la formazione di bromati, che sono sostanze cancerogene regolamentate. Il biossido di cloro viene utilizzato come biocida in molte applicazioni industriali di trattamento delle acque, tra cui torri di raffreddamento, acque di processo e processi alimentari. Se inalato, il biossido di cloro provoca irritazione a naso, gola e polmoni. |
| Diborane | 0.96 | B2H6 | Diborane ha una soglia di odore compresa tra 2 e 4 ppm, che è significativamente più alta del limite di esposizione di 0,1 ppm. Esposizioni prolungate a basso livello, come quelle che si verificano sul posto di lavoro, possono portare a un affaticamento olfattivo e alla tolleranza degli effetti irritanti del diborano.
Come per tutti i gas tossici, l'odore non fornisce un'adeguata segnalazione di concentrazioni pericolose. Il diborano è più leggero dell'aria e l'esposizione può provocare irritazioni cutanee, respiratorie e oculari in aree poco ventilate, chiuse o a bassa quota. Il diborano è utilizzato nei propellenti per razzi, come vulcanizzante della gomma, come catalizzatore per la polimerizzazione degli idrocarburi, come acceleratore di fiamma e come agente drogante per la produzione di semiconduttori. |
| Ossido di etilene (ETO) | 1.52 | C2H4O | Ossido di etilene è utilizzato come intermedio nella produzione di glicole etilenico, ampiamente utilizzato come refrigerante e antigelo per autoveicoli. Viene anche utilizzato per sterilizzare alimenti e forniture mediche. Si tratta di un gas incolore infiammabile o di un liquido refrigerato dall'odore leggermente dolce. Il gas ossido di etilene uccide batteri, muffe e funghi e può essere utilizzato per sterilizzare sostanze che verrebbero danneggiate da tecniche di sterilizzazione come la pastorizzazione che si basano sul calore. Inoltre, l'ossido di etilene è ampiamente utilizzato per sterilizzare forniture mediche come bende, suture e strumenti chirurgici.
L'ossido di etilene è tossico per inalazione. I sintomi della sovraesposizione comprendono cefalea e vertigini, che con l'aumentare dell'esposizione progrediscono fino a convulsioni, convulsioni e coma. L'inalazione può causare il riempimento dei polmoni con acqua alcune ore dopo l'esposizione. |
| Fluoro | 1.3 | F2 | Atomico fluoro e il fluoro molecolare sono utilizzati per l'incisione al plasma nella produzione di semiconduttori e di schermi piatti. Il fluoro viene aggiunto ad alcune forniture di acqua cittadina in proporzione di circa una parte per milione per aiutare a prevenire la carie.
I composti del fluoro, tra cui il fluoruro di sodio, sono utilizzati nei dentifrici per prevenire le carie dentali. Il fluoro è altamente tossico e deve essere maneggiato con grande attenzione, evitando assolutamente il contatto con la pelle e gli occhi. Il fluoro è un potente ossidante che può provocare l'accensione di materiali organici, combustibili o altri materiali infiammabili. |
| Germano | 2.65 | GeH4 | Germano brucia in aria per produrre GeO2 e acqua.
Il germano è utilizzato nell'industria dei semiconduttori per la crescita epitassiale del germanio mediante MOVPE o epitassia a fascio chimico. Il germano è infiammabile, tossico e asfissiante. |
| Cianuro di idrogeno | 0.94 | HCN | Il cianuro di idrogeno è un noto veleno che si presenta come un gas incolore e dall'odore dolce, con un livello massimo di sicurezza di 15 minuti pari a 10 ppm. La principale applicazione industriale è la raffinazione dell'oro. |
| Cloruro di idrogeno | 1.3 | HCL | Il cloruro di idrogeno è un gas incolore altamente corrosivo e tossico che, a contatto con l'umidità, forma fumi bianchi. Questi fumi sono costituiti da acido cloridrico che si forma quando il cloruro di idrogeno si scioglie in acqua. Il cloruro di idrogeno gassoso e l'acido cloridrico sono importanti nell'industria, in particolare in quella farmaceutica, dei semiconduttori, del trattamento della gomma e del cotone. Viene anche emesso dagli inceneritori di rifiuti in cui viene bruciato il PVC. L'inalazione dei fumi può causare tosse, soffocamento, infiammazione del naso, della gola e delle vie respiratorie superiori e, in casi gravi, la morte. |
| Fluoruro di idrogeno | 0.92 | HF | Fluoruro di idrogeno è utilizzato per la raffinazione del petrolio, la lavorazione del vetro, la produzione di alluminio, il decapaggio del titanio, la purificazione del quarzo e la finitura dei metalli.
L'idrogeno fluoruro provoca irritazioni agli occhi, al naso e alla pelle. Respirare una grande quantità di HF può danneggiare i polmoni, il cuore e i reni e, infine, può causare la morte. Può anche bruciare gli occhi e la pelle. |
| Idrogeno solforato | 1.2 | H2S | Solfuro di idrogeno è noto per il suo cattivo odore di uova, che può essere percepito fino a meno di 0,1 ppm. Concentrazioni elevate (>60 ppm) non possono essere percepite a causa della paralisi delle ghiandole olfattive e l'esposizione può portare alla paralisi istantanea. H2S è leggermente più pesante dell'aria, pertanto i rilevatori fissi vengono solitamente montati a 1 - 1,5 metri dal suolo o in prossimità di potenziali fonti di perdite.
L'H2Sviene prodotto durante il decadimento dei materiali organici, estratto con il petrolio (quando il petrolio è detto acido) e si trova spesso nel sottosuolo durante le gallerie e nelle fognature. È un componente del biogas e si trova in grandi quantità negli impianti di trattamento delle acque reflue, nelle stazioni di pompaggio, nelle presse, nelle caldaie e praticamente ovunque vengano trattate le acque reflue. Ha alcuni usi industriali e viene prodotto come sottoprodotto in altri (ad esempio, nella produzione di fibre). |
| Metilmercaptano | 1.66 | CH3SH | Mercaptano viene aggiunto al gas naturale (metano) per facilitarne l'individuazione in caso di perdite: il gas naturale allo stato naturale è incolore e inodore. Il mercaptano contiene zolfo e ha un forte odore simile a quello dei cavoli marci o delle uova avariate. Aggiungendo il mercaptano al gas naturale, è possibile individuare facilmente eventuali perdite da caldaie, forni e scaldabagni senza dover ricorrere a costose apparecchiature.
Altri usi del mercaptano nell'industria includono il carburante per jet, i prodotti farmaceutici, gli additivi per mangimi, gli impianti chimici, l'industria della plastica e i pesticidi. È una sostanza naturale presente nel sangue, nel cervello e in altri tessuti di persone e animali. Viene rilasciata dalle feci degli animali. Si trova naturalmente in alcuni alimenti, come alcune noci e formaggi. Il mercaptano è meno corrosivo e meno tossico di composti simili dello zolfo (H2S). I livelli massimi di esposizione raccomandati nel Nord America variano da 0,5 ppm (limite di 15 minuti NIOSH) a 10 ppm (limite di esposizione consentito OSHA). L'Heath and Safety Executive britannico non ha fissato un valore per il limite di esposizione sul luogo di lavoro. |
| Protossido di azoto
Ossido nitrico Biossido di azoto |
1.53
1.04 1.60 |
N2O,
NO NO2 |
Gli ossidi di azoto sono tre. Protossido di azoto (o gas esilarante) ha un LTEL (secondo il documento EH40) di 100 ppm. Non ha un valore di TSTEL. Può provocare la morte se viene inalato in modo tale da non respirare abbastanza ossigeno. Anche l'inalazione di protossido di azoto di tipo industriale è pericolosa, poiché contiene molte impurità e non è destinato all'uso sull'uomo. Il protossido di azoto è un anestetico generale debole e in genere non viene utilizzato da solo nell'anestesia. Tuttavia, poiché ha una tossicità a breve termine molto bassa ed è un ottimo analgesico, una miscela 50/50 di protossido di azoto e ossigeno è comunemente usata durante il parto, per le procedure dentistiche e nella medicina d'emergenza.
L'ossido di azoto (nome moderno del monossido di azoto) e il biossido di azoto sono i costituenti dei cosiddetti NOx che, insieme al biossido di zolfo, causano le piogge acide. La causa principale della presenza di questi gas nell'atmosfera è la combustione di combustibili fossili nei motori dei veicoli e nelle centrali elettriche. Al punto di scarico, l'ossido di azoto rappresenta circa il 90% degli NOx. Tuttavia, reagisce spontaneamente con l'ossigeno nell'atmosfera aperta per produrre biossido di azoto. L'ossido di azoto è un gas incolore, mentre il biossido di azoto è un gas acido, dall'odore pungente e di colore marrone. |
| Ozono | 1.6 | O3 | L'ozono è un gas instabile e viene generato in base alle necessità. È sempre più utilizzato al posto del cloro per il trattamento dell'acqua. Può essere rilevato a bassi livelli di ppm per via elettrochimica. |
| Fosgene | 3.48 | COCL2 | Fosgene è un importante prodotto chimico industriale utilizzato nella produzione di plastiche, coloranti e pesticidi. Viene utilizzato anche nell'industria farmaceutica. Il gas fosgene può apparire incolore o come una nube di colore bianco o giallo pallido. A basse concentrazioni, ha un odore gradevole di fieno appena tagliato o di mais verde, ma il suo odore può non essere avvertito da tutte le persone esposte. Ad alte concentrazioni, l'odore può essere forte e sgradevole.
Come per tutti i gas tossici, l'odore non fornisce un'adeguata segnalazione di concentrazioni pericolose. Il gas fosgene è più pesante dell'aria, quindi è più probabile che si trovi in aree a bassa quota. Il gas fosgene può danneggiare la pelle, gli occhi, il naso, la gola e i polmoni. |
| Fosfina | 1.2 | PH3 | La fosfina è altamente tossica e per questo ha un TSTEL di sole 0,3 ppm. Il gas fosfina viene utilizzato per la disinfestazione mediante fumigazione. La fosfina è utilizzata anche nell'industria dei semiconduttori. |
| Silano | 1.3 | SiH4 | Silano a temperatura ambiente è un gas ed è piroforico, cioè subisce una combustione spontanea in aria, senza bisogno di un'accensione esterna.
I silani trovano diverse applicazioni industriali e mediche. Ad esempio, i silani sono utilizzati come agenti di accoppiamento per far aderire le fibre di vetro a una matrice polimerica, stabilizzando il materiale composito. Tra le applicazioni vi sono gli idrorepellenti, i sigillanti e le protezioni per muratura e calcestruzzo, il controllo dei graffiti, l'applicazione di strati di silicio policristallino sui wafer di silicio nella produzione di semiconduttori e i sigillanti. Gli effetti sulla salute includono mal di testa, nausea e gravi irritazioni della pelle, degli occhi e delle vie respiratorie. |
| Biossido di zolfo | 2.25 | SO2 | Biossido di zolfo è incolore e ha un caratteristico odore di soffocamento. Si forma quando si brucia lo zolfo e i materiali che lo contengono, come il petrolio e il carbone. È altamente acido e forma acido solforico se disciolto in acqua. Insieme agli ossidi di azoto, è causa delle piogge acide.
L 'SO2si trova nelle aree industriali e in prossimità delle centrali elettriche ed è una materia prima per molti processi. Viene utilizzato nel trattamento dell'acqua per sostituire il cloro in eccesso e, grazie alle sue proprietà sterilizzanti, viene utilizzato nella lavorazione degli alimenti. È due volte più pesante dell'aria e tende a cadere a livello del suolo, per cui un'unità di campionamento ambientale Crowcon posizionata vicino al terreno garantisce un rilevamento rapido in caso di perdite. Nota: il triossido di zolfo S03 si trova negli scarichi delle centrali elettriche. Non è un gas ma un solido, che sublima facilmente (cioè passa dallo stato solido allo stato gassoso al riscaldamento). |
| Esafluoruro di zolfo | 5 | SF6 | SF6 è utilizzato nell'industria elettrica come mezzo isolante gassoso, altamente resistente alla corrente elettrica, per gli interruttori ad alta tensione, i commutatori e altre apparecchiature elettriche. SF6 è utilizzato come isolante nei quadri elettrici isolati in gas (GIS) perché ha una rigidità dielettrica molto più elevata dell'aria o dell'azoto secco. Sebbene la maggior parte dei prodotti di decomposizione tenda a riformare rapidamente l'SF6, l'arco o la corona possono produrre decafluoruro di zolfo (S2F10), un gas altamente tossico, con una tossicità simile a quella del fosgene.
Il plasma SF6 è utilizzato anche nell'industria dei semiconduttori come mordenzante e nell'industria del magnesio. È stato utilizzato con successo come tracciante in oceanografia per studiare il mescolamento diapico e lo scambio di gas aria-mare. Viene anche emesso durante il processo di fusione dell'alluminio. Quando l'SF6 viene inalato, l'intonazione della voce di una persona diminuisce drasticamente perché la velocità del suono nell'SF6 è notevolmente inferiore a quella dell'aria. Si tratta di un effetto simile a quello del protossido di azoto. Poichél 'SF6è cinque volte più pesante dell'aria, sostituisce l'ossigeno necessario per la respirazione. Tracce di tetrafluoruro di zolfo tossico possono avere gravi effetti sulla salute. L'Heath and Safety Executive del Regno Unito ha fissato un valore per il limite di esposizione sul luogo di lavoro (WEL) di 8 ore pari a 1000 ppm. |
| Composti organici volatili | n/a | COV | Composti organici volatili (COV) sono emessi come gas da alcuni solidi o liquidi. I COV comprendono una serie di sostanze chimiche, alcune delle quali possono avere effetti negativi a breve e lungo termine sulla salute. I COV possono essere riscontrati in ambienti interni domestici o commerciali a causa delle emissioni di prodotti per la pulizia della casa, pesticidi, materiali da costruzione, apparecchiature per ufficio come fotocopiatrici e stampanti, materiali per la grafica e l'artigianato, tra cui colle e adesivi, pennarelli indelebili e soluzioni fotografiche.
I carburanti sono costituiti da sostanze chimiche organiche e possono rilasciare composti organici durante l'uso e, in una certa misura, durante lo stoccaggio. Gli effetti sulla salute includono irritazione di occhi, naso e gola, mal di testa, perdita di coordinazione, nausea, danni al fegato, ai reni e al sistema nervoso centrale. I principali segni o sintomi associati all'esposizione ai COV comprendono fastidio al naso e alla gola, mal di testa e reazioni cutanee. Come per altri inquinanti, l'entità e la natura dell'effetto sulla salute dipendono da molti fattori, tra cui il livello di esposizione e la durata dell'esposizione. I COV più comuni sono acetaldeide, butadiene, disolfuro di carbonio, solfuro di dimetile, etanolo, etilene, metanolo, metil mercaptano, toluene, acetato di vinile, acetone, benzene, acetato di etile, metilammina, metiletilchetone, tetracloroetilene e cloruro di vinile. I COV possono essere rilevati con sensori PID o, in alcuni casi, con sensori elettrochimici. |
| Freoni | In generale, Freoni sono composti del carbonio contenenti cloro, fluoro e/o bromo. I freon sono ampiamente utilizzati nell'industria grazie alla loro elevata densità, al basso punto di ebollizione, alla bassa viscosità e alla bassa tensione superficiale. Inoltre, sono facilmente liquefacibili, il che li rende ideali per l'uso come refrigeranti e solventi. I freon sono ampiamente utilizzati come solventi, propellenti, estintori e agenti espandenti.
I gas freon sono classificati con il numero "R". Ad esempio, R125 è il pentafluoroetano (CHF2-CF3). I composti freon comprendono i clorofluorocarburi o CFC. La proprietà di inerzia che rende i CFC così utili nell'industria si è rivelata il fattore che li rende così pericolosi per il pianeta. I CFC non si biodegradano naturalmente e di conseguenza, una volta emessi, persistono nell'atmosfera contribuendo all'assottigliamento dello strato di ozono. I freon possono essere rilevati utilizzando semiconduttori o sensori IR. |
Volete saperne di più sui gas tossici? Consultate i nostri articoli Monitoraggio dei gas tossici o Limiti di esposizione ai gas tossici e livelli di allarme.
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