Znečištění toluenem: Rizika, zdroje a dopady

Toluen je přirozeně se vyskytující, těkavý, aromatický uhlovodík s typickým nasládlým zápachem. Pro chemický průmysl má nesmírný význam jako rozpouštědlo i jako výchozí surovina výroby řady dalších polymerů (nylon, PET apod.). Toluen je za normálních podmínek bezbarvá kapalina s charakteristickým nasládlým zápachem připomínajícím benzen. Bod tání toluenu je - 94, 9 °C, bod varu pak 110, 6 °C. Toluen je ve vodě nerozpustný, dobře se rozpouští v organických rozpouštědlech (alkoholy, étery, chloroform aj.). Toluen nepůsobí korozivně. Za pokojové teploty těká, je hořlavinou 1.

Využití toluenu

Toluen je běžně používanou výchozí surovinou chemického průmyslu (nylon, PET, PU). Jako rozpouštědlo ho nalezneme v barvách, lacích, lepidlech a čisticích prostředcích. Uplatňuje se při barvení kůží, v tiskařském provozu, při výrobě benzenu, léčiv, nebo některých kosmetických produktů. Přidává se do benzínu ke zvyšování oktanového čísla.

Zdroje znečištění toluenem

Přirozeně toluen vzniká při sopečných erupcích, lesních požárech, je také součástí surové ropy. Nejvíce toluenu je do prostředí uvolňováno během celého životního cyklu výroby a spotřeby benzinu. Z antropogenních vlivů se nejvíce toluenu dostává do prostředí během celého životního cyklu výroby a spotřeby benzínu. Uvolňuje se během jeho výroby, transportu a spalování i při nakládání s ostatními palivy. Dalšími zdroji znečištění jsou chemický průmysl (nitrace fenolu, destilace uhelného dehtu), strojírenství (rozpouštědlo), zpracování plastických hmot, gumárenství, výroba laků, výroba papíru a lepenky. Vzniká také při výrobě koksu, styrenu a dalších chemikálií. Uvolňuje se při výrobě, používání a zneškodňování průmyslových i domácích produktů obsahujících toluen, jako jsou nátěry, ředidla, laky, pryskyřice, inhibitory koroze nebo lepidla (např. chemopren). Do prostředí se toluen může dostat únikem ze zásobních tanků a ze skládek odpadů. Zdrojem toluenu je také cigaretový kouř.

Většina emisí toluenu je uvolňována do vzduchu. Ve formě mokré atmosférické depozice se může v malém množství dostávat do vody a půdy (je jen slabě rozpustný ve vodě). Toluen v půdě se rychle odpaří a zbývající část se uvolní do podzemních vod, nebo se mikrobiální aktivitou přemění na jiné látky. Toluen rozpuštěný ve vodě odtěká, nebo je rozložen mikroorganismy. Neakumuluje se v potravních řetězcích.

Dopady na zdraví a životní prostředí

Toluen má střední bioakumulační potenciál, v rámci potravních řetězců však není pohyblivý. Člověk může být toluenu vystaven vdechnutím, pozřením a kožním kontaktem. Toluen dráždí kůži, oči a horní cesty dýchací. Působí narkoticky, způsobují bolesti hlavy, žaludeční nevolnost. Chronická expozice vede k poruchám nervové soustavy, ztrátám paměti, trvalým bolestem, poškození mozečku. Často příznaky po ukončení expozice sami odeznějí. Toluen ovlivňuje hlavně centrální nervovou soustavu. Dráždí dýchací orgány, způsobuje srdeční arytmii a poškozuje játra a ledviny. Dráždí oči a také kůži, u jednotlivců často vzniká alergie spojená se vznikem kožních ekzémů. Akutní expozice se projevuje jako otrava alkoholem (tzv. toluenová narkomanie) a způsobuje bolesti hlavy, závratě, únavu, ztrátu koordinace a barevného vidění, zvracení, apatii, opilost až smrtelné koma. Chronická expozice se projevuje necharakteristicky, tj. způsobuje únavu, ztrátu soustředění a paměti, podrážděnost, trvalé bolesti hlavy a poškození mozečku. Ve většině případů jsou tyto příznaky (po ukončení expozice) dočasné.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Z toxikologického hlediska je toluen méně toxický než benzen, protože nemá škodlivý vliv na kostní dřeň. Jeho nižší toxicita souvisí s rozdílným metabolismem. Toluen se přednostně oxiduje na alkykovém řetězci (methylová skupina). K oxidaci na benzenovém jádře u něj prakticky nedochází, proto nevznikají mutagenní a karcinogenní metabolity. V prvním stupni vzniká benzylalkohol, ten se postupně dále oxiduje na benzaldehyd a kyselinu benzoovou, která se dále slučuje s glycinem za vzniku kyseliny hippurové a benzoylglycinu. Pokud se najednou uvolní velké množství toluenu v uzavřeném prostoru, může reagovat s kyslíkem za vzniku toxického benzaldehydu.

Toluen působí škodlivě na vodu a půdu.

Limity a regulace

PEL - 200 mg.m-3, NPK - P - 500 mg.m-3. Z hlediska toxicity toluenu je významná hlavně profesionální chronická expozice. U koncentrace toluenu ve venkovním ovzduší není výrazné poškození zdraví nebo ekosystému pravděpodobné. Rovněž rizika pro kvalitu životního prostředí nepatří mezi nejvyšší.

Toluen je na evropském trhu regulován nařízením REACH 1907/2006, příloha XVII.

Obecný emisní limit: Toluen náleží podle vyhl. č. 356/2002 Sb. do skupiny „ostatní těkavé organické látky“, obsahující dále 1,4-dichlorbenzen, etylbenzen, chlorbenzen, xyleny a další látky.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Pitná voda: Mezná hodnota 50 µg/l a nejvyšší mezná hodnota je 700 µg/l (Vyhláška Ministerstva zdravotnictví ČR č. 376/2000 Sb.).

V odpadech jsou limity pro benzen vyjádřené sumou BTEX, což je sumární hodnota pro benzen, toluen, ethylbenzen a xyleny. Tyto limity obsahuje příloha č. 6 k vyhlášce č. 383/2001 Sb. Limitní koncentrace škodlivin pro odpady, které je zakázáno ukládat na skládky všech skupin je pro BTEX rovna 5000 mg/kg sušiny. Limitní koncentrace škodlivin pro odpady, které nemohou být využívány v podzemních prostorách a na povrchu terénu je pro BTEX 10 mg/kg sušiny.

Zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší obsahuje řadu upřesnění a pravidel pro sledování a omezování těkavých organických látek, k nimž je benzen řazen. Další upřesnění ohledně emisních limitů pro těkavé organické látky (VOC) obsahuje Příloha č. 1 k nařízení vlády č. 354/2002 Sb.

Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do ozduší = nestanoven, pro emise do vody = 200 jako BTEX, pro emise do půdy = 200 jako BTEX a pro přenosy mimo provozovnu = 2000 jako BTEX.

Stanovení toluenu v prostředí

Toluen je zapáchající látka, proto k prvnímu určení jeho úniku může posloužit čich. K detailnějším analýzám a zjištění emisí je možné použít laboratorní stanovení. Ke stanovení toluenu se převážně používá plynová chromatografie. Jako detektor může sloužit plamenoionizační detektor (FID). Plynová chromatografie se může také kombinovat s hmotnostní spektrometrií. Veškeré služby poskytují komerční laboratoře.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Pro toluen nejsou udávány ohlašovací prahy pro emise do prostředí.

Pro stanovení množství toluenu v kapalných matricích (a jiných těkavých organických sloučenin - VOC) lze použít normu ČSN EN ISO 15680 metodou purge-and-trap a plynovou chromatografií (GC). Nejvhodnější detekci zde představuje hmotnostní spektrometrie v režimu elektronového nárazu (EI), ale mohou být použity i jiné detektory. Mez detekce do značné míry závisí na detektoru, který se používá a na provozních parametrech. Podle této normy lze analyzovat pitnou, povrchovou a podzemní vodou. Odpadní a mořské vody lze stanovit touto metodou po naředění.

Pro stanovení množství toluenu v kapalných matricích lze použít také normu ISO 11423-1. Metoda je použitelná pro stanovení toluenu, benzenu, xylenů a ethylbenzenu (v normě se používá pro tyto látky zkratka BTX - benzene-toluene-xylene) ve všech vodách, včetně vod odpadních, v koncentracích vyšších než 2 µg/l. Ve vzorcích, které jsou více organicky znečištěny může být tato koncentrace vyšší v závislosti na matrici vzorku. Stanovení je založeno na izolaci toluenu statickou head-space metodou založenou na rovnováze mezi kapalnou a plynnou fází v uzavřeném systému s následující plynovou chromatografií. Nefiltrovaný vzorek vody se zahřívá v nenaplněné uzavřené nádobce. Po ustavení rovnováhy se odebere injekční stříkačkou určitý objem plynné fáze, který se analyzuje na plynovém chromatografu s kapilární kolonou a s plamenovým ionizačním detektorem (FID). Identifikace se provádí podle retenčních časů a kvantifikace podle výšky píku.

Pro stanovení množství toluenu lze použít s úspěchem také metodu ISO 11423-2. Metoda popisuje stanovení toluenu, benzenu, xylenů a ethylbenzenu (BTX) ve vodách, včetně odpadních vod, v koncentracích nad 5 µg/l. Tímto postupem lze stanovit také další deriváty s obdobnými body varu. Stanovení je založeno na extrakci vzorku vody nepolárním rozpouštědlem (např. pentanem) s následující analýzou plynovým chromatografem (GC) s plamenovým ionizačním detektorem (FID).

Bezpečnostní opatření

Rizika spojená s jeho používáním vyniknou především při požárech. V chemických továrnách v centrech měst, ale i při požárech různých skladů. Domov si můžete zamořit použitím chemoprenu, malé množství se uvolní z odpařovacích měřičů tepla.

• P210 Chraňte před teplem, horkými povrchy, jiskrami, otevřeným plamenem a jinými zdroji zapálení.
• P303 + P361 + P353 PŘI STYKU S KŮŽÍ (nebo s vlasy): Veškeré kontaminované části oděvu okamžitě svlékněte. Opláchněte kůži vodou [nebo sprchou].
• P403 + P235 Skladujte na dobře větraném místě. Uchovávejte v chladu.
• P403 + P233 Skladujte na dobře větraném místě. Uchovávejte obal těsně uzavřený.

Páry toluenu působí narkoticky, způsobují bolesti hlavy, žaludeční nevolnost, dráždění očí a dýchacích cest. Toluen místně odmašťuje a dráždí pokožku, kterou se také vstřebává. Působení na kůži závisí na době trvání a intensitě expozice. Při dlouhotrvajícím a intenzivním kožním kontaktu dochází k vysušení a silnému podráždění pokožky (dermatitis - zánět kůže). Vysoké koncentrace par nebo styk s kapalinou silně dráždí sliznici očí. Prahová koncentrace toluenu, při níž se projevují účinky na centrální nervovou soustavu a dráždění očí je 375 mg/m3.

Vysoké koncentrace byly naměřeny ve vnitřních prostorech budov, kde se toluen může uvolnit z nekvalitní podlahové krytiny, vysoké emise může způsobit neodborné použití lepidel. Např. Státní zdravotní ústav provádí jeho monitoring v rámci programu monitorování zdravotního stavu obyvatelstva. Dle dostupných údajů jsou v uzavřených prostorech asi čtyřikrát vyšší koncentrace než ve venkovním prostředí. Dle údajů z roku 1996 byly ve venkovním prostředí naměřeny hodnoty v rozsahu 0 až 24 µg/m3, v kuchyních 5 až 516 µg/m3 a dětských pokojích 6 až 410 µg/m3. K zatíženějším oblastem patří oblast Ústí nad Labem, kde hodnoty ve venkovním prostředí v zimním období dosahují až 160 µg/m3.

Hořlavost: vysoce hořlavá kapalina, I. Vhodné ochranné rukavice (fluorovaný kaučuk, min. tl. 0,7 mm, doba průniku >480 min). Podmínky, kterým je třeba zabránit: Horko, plameny a jiskry. Při vdechnutí - Při nadýchání dopravte postiženého na čerstvý vzduch. Pokud postižený nedýchá, provádějte umělé dýchání. Při požití - NEVYVOLÁVEJTE zvracení. Osobám v bezvědomí nikdy nepodávejte nic ústy. Vypláchněte ústa vodou. Při styku s kůží - Omývejte mýdlem a velkým množstvím vody.

tags: #sulfonace #toluenu #znečištění

Oblíbené příspěvky:

• Hrádek u Sušice
• Vše o bioodpadu
• Znečištění odpadních vod v ČR
• Systémy odpadového hospodářství
• Důležitost třídění odpadu