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. Per esempio, se l'ammoniaca e il cloro sono presenti in concentrazioni uguali, il risultato è una nuvola di cloruro di ammonio e nessuno dei due gas.
L'ammoniaca è infiammabile con un LEL del 15%. È prodotta in grandi quantità in tutto il mondo per fornire fertilizzanti, urea per resine, esplosivi e fibre come il nylon. È anche usato come gas refrigerante: questa applicazione sta aumentando con la scomparsa dei CFC. Un'altra applicazione è quella di mantenere la sterilità dell'acqua dopo il trattamento con cloro e anidride solforosa.
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| Arsine | 2.7 | ASH3 | Arsine è un gas incolore, infiammabile e altamente tossico. Ha un odore di aglio o di pesce che può essere rilevato a concentrazioni di 0,5 ppm e oltre. Poiché l'arsina non è irritante e non produce sintomi immediati, le persone esposte a livelli pericolosi possono non essere consapevoli della sua presenza. Viene generalmente spedita in cilindri come gas compresso liquefatto. Il gas di arsina è generato quando i metalli o i minerali grezzi che contengono impurità di arsenico sono trattati con acido. Il gas arsina è anche usato nell'industria dei semiconduttori quando si deposita l'arsenico sui microchip.
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| Bromo | 5.5 | Br2 | Bromo è usato per produrre un'ampia varietà di composti usati nell'industria e nell'agricoltura. Il bromo è anche usato nella fabbricazione di fumiganti, agenti ignifughi, composti per la purificazione dell'acqua, coloranti, medicine, disinfettanti, bromuri inorganici per la fotografia, ecc. È anche usato per formare intermedi nella sintesi organica, dove è preferito allo iodio per il suo costo molto più basso.
Il bromo è usato per fare olio vegetale bromurato, che è usato come emulsionante in molte bibite aromatizzate agli agrumi. Il bromo elementare è un forte irritante e, in forma concentrata, produrrà vesciche dolorose sulla pelle esposta e specialmente sulle membrane mucose. Anche basse concentrazioni di vapore di bromo (da 10 ppm) possono influenzare la respirazione, e l'inalazione di quantità significative di bromo può danneggiare seriamente il sistema respiratorio. |
| Anidride carbonica | 1.53 | CO2 | Nonostante il fatto che respiriamo biossido di carbonio e che è presente nell'atmosfera nella misura di circa 400 ppm, il suo livello massimo di sicurezza è 5000 ppm (0,5%). Si produce durante la combustione e nei processi di fabbricazione della birra, distillazione e altri processi di fermentazione, ed è uno dei principali costituenti, con il metano, del gas di discarica e dei gas di digestione del trattamento delle acque reflue. CO2 presenta un pericolo significativo nell'industria della birra, in particolare perché il gas è più pesante dell'aria e si raccoglie a bassi livelli. C'è un certo grado di rischio in luoghi affollati e mal ventilati, e questo problema è spesso peggiorato dalla carenza di ossigeno. CO2 è anche usato per aumentare la crescita delle piante elevando i livelli normali nelle serre ecc.
È inodore e incolore e difficile da misurare in livelli ppm. L'assorbimento infrarosso è la tecnica di rilevamento solitamente adottata. |
| Monossido di carbonio | 0.97 | CO | Monossido di carbonio, che è inodore e incolore, è il gas tossico più abbondante. Avendo una densità simile a quella dell'aria, si mescola facilmente ed è facilmente inalabile. È un noto "killer silenzioso" negli ambienti domestici.
Qualsiasi processo in cui c'è una combustione incompleta del combustibile di carbonio è probabile che produca monossido di carbonio. Per esempio: motori a benzina e diesel, caldaie a carbone, gas e petrolio, e anche il fumo. La sua presenza nelle miniere è dovuta alla combustione lenta del carbone.
Viene anche usato in enormi quantità come agente chimico riducente a basso costo, per esempio nella produzione dell'acciaio e in altri processi di raffinazione dei metalli e di trattamento termico, e nella produzione di metanolo per reazione con l'idrogeno. |
| Cloro | 2.5 | Cl2 | Cloro è un gas verde/giallo dall'odore pungente e corrosivo. L'uso più noto è nella purificazione dell'acqua per le forniture domestiche e nelle piscine. È usato per fare composti clorurati come il PVC, e per sbiancare carta e tessuti. È un gas molto pesante ed è facilmente assorbito dalla maggior parte dei materiali.
Il comportamento del cloro lo rende un gas molto difficile da rilevare (così difficile che anche la calibrazione richiede tecniche speciali). L'uso dell'unità di campionamento ambientale Crowcon è un modo efficace per rilevarlo con successo nei depositi di cloro e questo riduce al minimo il numero di rilevatori richiesti.
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| 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 diossido di cloro è usato principalmente per lo sbiancamento della pasta di legno, ma è anche usato per lo sbiancamento della farina e per la disinfezione dell'acqua.
Il biossido di cloro è anche usato insieme all'ozono per la disinfezione dell'acqua per ridurre la formazione di bromati che sono cancerogeni regolamentati. Il biossido di cloro è usato in molte applicazioni industriali di trattamento dell'acqua come biocida, comprese le torri di raffreddamento, l'acqua di processo e la lavorazione degli alimenti. Se inalato, il gas biossido di cloro causa irritazione al naso, alla gola e ai polmoni.
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| Diborane | 0.96 | B2H6 | Diborane ha una soglia di odore 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 ad un affaticamento olfattivo e alla tolleranza degli effetti irritanti del diborano.
Come per tutti i gas tossici, l'odore non fornisce un adeguato avvertimento di concentrazioni pericolose. Il diborano è più leggero dell'aria e l'esposizione può provocare irritazioni alla pelle, alle vie respiratorie e agli occhi in aree poco ventilate, chiuse o a bassa quota. Il diborano è usato nei propellenti per razzi, come vulcanizzatore di gomma, come catalizzatore per la polimerizzazione degli idrocarburi, come acceleratore di fiamma e come agente di drogaggio per la produzione di semiconduttori. |
| Ossido di etilene (ETO) | 1.52 | C2H4O | Ossido di etilene è usato come intermedio nella produzione di glicole etilenico; che è ampiamente usato come refrigerante e antigelo per automobili. È anche usato per sterilizzare prodotti alimentari e forniture mediche. È un gas incolore infiammabile o un liquido refrigerato con un odore vagamente dolce. Il gas ossido di etilene uccide i batteri, le muffe e i funghi, e può essere usato per sterilizzare sostanze che sarebbero danneggiate da tecniche di sterilizzazione come la pastorizzazione che si basano sul calore. Inoltre, l'ossido di etilene è ampiamente usato per sterilizzare forniture mediche come bende, suture e strumenti chirurgici.
L'ossido di etilene è tossico per inalazione. I sintomi della sovraesposizione includono mal di testa e vertigini, che progrediscono con l'aumentare dell'esposizione a convulsioni, convulsioni e coma. L'inalazione può causare il riempimento dei polmoni con acqua diverse ore dopo l'esposizione. |
| Fluoro | 1.3 | F2 | Atomico fluoro e fluoro molecolare sono usati per l'incisione al plasma nella produzione di semiconduttori e di schermi piatti. Il fluoro è aggiunto ad alcuni rifornimenti d'acqua della città nella proporzione di circa una parte per milione per aiutare a prevenire la carie.
I composti del fluoro, incluso il fluoruro di sodio, sono usati nei dentifrici per prevenire la carie. Il fluoro è altamente tossico e deve essere maneggiato con grande attenzione e qualsiasi contatto con la pelle e gli occhi deve essere rigorosamente evitato. Il fluoro è un potente ossidante che può causare l'accensione di materiale organico, combustibili o altri materiali infiammabili.
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| Germano | 2.65 | GeH4 | Germano brucia in aria per produrre GeO2 e acqua.
Il germano è usato nell'industria dei semiconduttori per la crescita epitassiale del germanio tramite MOVPE o epitassia a fascio chimico. Il germano è infiammabile, tossico e asfissiante.
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| Cianuro di idrogeno | 0.94 | HCN | Cianuro di idrogeno è un noto veleno che è un gas incolore e dall'odore dolce con un livello massimo di sicurezza di 15 minuti di 10 ppm. La principale applicazione industriale è nella raffinazione dell'oro.
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| Cloruro di idrogeno | 1.3 | HCL | Cloruro di idrogeno è un gas incolore altamente corrosivo e tossico che forma fumi bianchi a contatto con l'umidità. Questi fumi consistono in acido cloridrico che si forma quando il cloruro di idrogeno si dissolve in acqua. Il gas cloruro di idrogeno così come l'acido cloridrico sono importanti nell'industria, specialmente 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.
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| Fluoruro di idrogeno | 0.92 | HF | Fluoruro di idrogeno è usato 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.
Il fluoruro di idrogeno causa irritazione agli occhi, al naso e alla pelle. Respirare una grande quantità di HF può anche danneggiare i polmoni, il cuore e i reni e alla fine può causare la morte. Può anche bruciare gli occhi e la pelle.
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| Solfuro di idrogeno | 1.2 | H2S | Solfuro di idrogeno è ben noto per il suo cattivo odore di uova, che può essere annusato fino a meno di 0,1 ppm. Concentrazioni elevate (>60 ppm) non possono essere annusate a causa della paralisi delle ghiandole olfattive, e l'esposizione può portare a una paralisi istantanea. H2S è leggermente più pesante dell'aria, e quindi i rivelatori fissi sono di solito montati da 1 a 1,5 metri dal suolo, o vicino a potenziali fonti di perdite.
L'H2Sè prodotto durante il decadimento di materiali organici, estratto con il petrolio (quando il petrolio è detto acido) e si trova spesso sottoterra durante le gallerie e nelle fogne. È un costituente 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 si trattino le acque reflue. Ha alcuni usi industriali e viene prodotto come sottoprodotto in altri (per esempio la fabbricazione di fibre). |
| Mercaptano di metile | 1.66 | CH3SH | Mercaptan viene aggiunto al gas naturale (metano) per renderlo più facile da individuare in caso di perdita: il gas naturale allo stato nativo è incolore e inodore. Il mercaptano contiene zolfo e ha un forte odore simile al cavolo marcio o alle uova marce. Aggiungendo il mercaptano al gas naturale, eventuali perdite da caldaie, forni e scaldabagni sono facilmente rilevabili senza bisogno di attrezzature costose.
Altri usi del mercaptano nell'industria includono carburante per jet, prodotti farmaceutici, additivi per mangimi, impianti chimici, industria della plastica e pesticidi. È una sostanza naturale che si trova nel sangue, nel cervello e in altri tessuti di persone e animali. Viene rilasciato dalle feci animali. Si trova naturalmente in alcuni alimenti, come alcune noci e formaggi. Il mercaptano è meno corrosivo e meno tossico di composti di zolfo simili (H2S). I livelli massimi di esposizione raccomandati in Nord America vanno da 0,5 ppm (limite di 15 minuti NIOSH) a 10 ppm (limite di esposizione ammissibile OSHA). L'UK Heath and Safety Executive non ha stabilito un valore per un limite di esposizione sul posto di lavoro. |
| Ossido di azoto
Ossido nitrico Biossido di azoto |
1.53
1.04 1.60 |
N2O,
NO NO2 |
Ci sono tre ossidi di azoto. Protossido di azoto (o Laughing Gas) ha un LTEL (secondo il documento EH40) di 100 ppm. Non ha un valore aSTEL. La morte può avvenire se viene inalato in modo tale da non respirare abbastanza ossigeno. Anche l'inalazione di protossido d'azoto di tipo industriale è pericolosa, poiché contiene molte impurità e non è destinato all'uso su esseri umani. Il protossido d'azoto è un debole anestetico generale, e generalmente non è usato da solo nell'anestesia. Tuttavia, poiché ha una tossicità a breve termine molto bassa ed è un eccellente analgesico, una miscela 50/50 di protossido d'azoto e ossigeno è comunemente usata durante il parto, per le procedure dentistiche e nella medicina d'emergenza.
L'ossido di az oto (nome moderno monossido di azoto) e il diossido di azoto sono i costituenti del cosiddetto NOx che con il diossido di zolfo causa le piogge acide. La causa principale 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 nitrico rappresenta circa il 90% dei NOx. Tuttavia reagisce spontaneamente con l'ossigeno nell'atmosfera aperta per produrre diossido di azoto. L'ossido di azoto è un gas incolore, mentre il diossido di azoto è un gas acido, dall'odore pungente e marrone.
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| Ozono | 1.6 | O3 | Ozono è un gas instabile e viene generato man mano che è necessario. È sempre più utilizzato al posto del cloro per il trattamento dell'acqua. Può essere rilevato a bassi livelli di ppm per via elettrochimica.
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| Fosgene | 3.48 | COCL2 | Fosgene è un importante prodotto chimico industriale usato nella produzione di plastica, coloranti e pesticidi. È anche usato nell'industria farmaceutica. Il gas fosgene può apparire incolore o come una nuvola da bianca a giallo pallido. A basse concentrazioni, ha un odore piacevole di fieno appena tagliato o di mais verde, ma il suo odore può non essere notato 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 adeguato avvertimento di concentrazioni pericolose. Il gas fosgene è più pesante dell'aria, quindi è più probabile che si trovi in zone basse. Il gas fosgene può danneggiare la pelle, gli occhi, il naso, la gola e i polmoni. |
| Fosfina | 1.2 | PH3 | Fosfina è altamente tossico, e quindi ha unSTEL di soli 0,3 ppm. Il gas fosfina è usato per il controllo dei parassiti tramite fumigazione. La fosfina è anche usata nell'industria dei semiconduttori.
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| Silano | 1.3 | SiH4 | Silano a temperatura ambiente è un gas, ed è piroforico, il che significa che va incontro a combustione spontanea in aria, senza bisogno di accensione esterna.
Esistono diverse applicazioni industriali e mediche per i silani. Per esempio, i silani sono usati come agenti di accoppiamento per far aderire le fibre di vetro a una matrice polimerica, stabilizzando il materiale composito. Le applicazioni includono idrorepellenti, sigillanti e protezioni per muratura/cemento, controllo dei graffiti e applicazione di strati di silicio policristallino su wafer di silicio nella produzione di semiconduttori e sigillanti. Gli effetti sulla salute includono mal di testa, nausea e importanti irritazioni della pelle, degli occhi e del tratto respiratorio.
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| Solfuro di zolfo | 2.25 | SO2 | Biossido di zolfo è incolore e ha un caratteristico odore soffocante. Si forma quando si brucia lo zolfo e i materiali contenenti zolfo come il petrolio e il carbone. È altamente acido, formando acido solforico quando dissolto in acqua. Insieme agli ossidi di azoto, è una causa di pioggia acida.
La SO2 si trova nelle aree industriali e vicino alle centrali elettriche, ed è una materia prima per molti processi. Ha un uso nel trattamento dell'acqua per sostituire il cloro in eccesso e per le sue proprietà sterilizzanti è usato nella lavorazione degli alimenti. È due volte più pesante dell'aria e tende a cadere a livello del suolo, quindi un'unità di campionamento ambientale Crowcon posizionata vicino al suolo assicura un rilevamento rapido in caso di perdita. Nota: il triossido di zolfo S03 si trova nello scarico delle centrali elettriche. Non è un gas ma un solido, che sublima facilmente (cioè passa dallo stato solido allo stato gassoso al riscaldamento).
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| Esafluoruro di zolfo | 5 | SF6
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SF6 è usato nell'industria elettrica come mezzo isolante gassoso, altamente resistente alla corrente elettrica, per gli interruttori ad alta tensione, gli interruttori e altre apparecchiature elettriche. SF6 sotto pressione è usato come isolante nei quadri isolati in gas (GIS) perché ha una resistenza dielettrica molto più alta dell'aria o dell'azoto secco. Anche se la maggior parte dei prodotti di decomposizione tende a riformare rapidamente SF6L'arco o la corona possono produrre decafluoruro di zolfo (S2F10), un gas altamente tossico, con una tossicità simile al fosgene.
Il plasma SF6 è anche usato nell'industria dei semiconduttori come mordenzante e nell'industria del magnesio. È stato usato con successo come tracciante in oceanografia per studiare la miscelazione diapiclica e lo scambio di gas aria-mare. Viene anche emesso durante il processo di fusione dell'alluminio. Quando si inala l'SF6, il tono della voce di una persona diminuisce drammaticamente perché la velocità del suono nell'SF6 è considerevolmente inferiore a quella dell'aria. Questo è un effetto simile a quello del protossido di azoto. Poiché l'SF6 è cinque volte più pesante dell'aria, sposta l'ossigeno necessario per la respirazione. Tracce di tetrafluoruro di zolfo tossico possono avere gravi effetti sulla salute. L'esecutivo britannico per la salute e la sicurezza ha fissato un valore per il limite di esposizione sul posto di lavoro (WEL) di 8 ore di 1000 ppm |
| Composti organici volatili | n/a | VOC | Composti organici volatili (COV) sono emessi come gas da alcuni solidi o liquidi. I COV includono una varietà di sostanze chimiche, alcune delle quali possono avere effetti negativi sulla salute a breve e lungo termine. I COV possono essere incontrati 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, compresi colle e adesivi, marcatori permanenti e soluzioni fotografiche.
I combustibili sono costituiti da sostanze chimiche organiche e possono rilasciare composti organici durante l'uso e, in una certa misura, quando vengono conservati. Gli effetti sulla salute includono irritazione agli occhi, al naso e alla 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 includono disturbi al naso e alla gola, mal di testa e reazioni cutanee. Come per altri inquinanti, l'estensione e la natura dell'effetto sulla salute dipendono da molti fattori, tra cui il livello di esposizione e la durata dell'esposizione. I VOC 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 VOC possono essere rilevati utilizzando sensori PID o in alcuni casi sensori elettrochimici. |
| Freons
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In generale, Freons sono composti di carbonio contenenti cloro, fluoro e/o bromo. I freon sono ampiamente usati nell'industria a causa delle loro alte densità, bassi punti di ebollizione, bassa viscosità e bassa tensione superficiale. Inoltre, sono facilmente liquefatti, il che li rende ideali per l'uso come refrigeranti e solventi. I freon sono ampiamente usati come solventi, propellenti, estintori e agenti espandenti.
I gas freon sono classificati usando i numeri "R". Per esempio R125 è Pentafluoroetano (CHF2-CF3). I composti del 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'impoverimento dello strato di ozono. I freon possono essere rilevati usando semiconduttori o sensori IR. |
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