Ilpompiere.it con questo articolo apre la rubrica che chiamiamo “Cosa c’è nel fumo da incendio” che vuole essere un approfondimento alla tematica gia trattata tante volte sul tema salute e sicurezza . Riteniamo fondamentale per tutti i vigili del fuoco conoscere gli agenti tossici presenti nel fumo da incendio. Iniziamo con il benzene. In quanti conoscono questo composto?
Nel 1825, il medico e chimico inglese Michael Faraday scoprì accidentalmente il benzene condensando il gas illuminante (gas di città). A quei tempi nessuno prevedeva che questo liquido trasparente sarebbe diventato una delle materie prime più rivoluzionarie, senza la quale l’industria contemporanea non potrebbe esistere. Quali sono le proprietà e le applicazioni del benzene?
Il benzene (C 6 H 6 ) è un liquido incolore altamente infiammabile che evapora rapidamente nell’aria. È dannoso per gli occhi, la pelle, le vie respiratorie, il sistema nervoso e i polmoni. Il benzene può causare tumori del sangue come la leucemia. I lavoratori possono essere danneggiati dall’esposizione al benzene. Il livello di esposizione dipende dalla dose, dalla durata e dal lavoro svolto
Il benzene si trova nei prodotti a base di carbone e petrolio. Lubrificanti, plastica, gomme, coloranti e altri prodotti chimici possono essere prodotti con il benzene. Alcuni esempi di lavoratori a rischio di esposizione al benzene includono quanto segue:
- Operai di fabbrica in cui l’acciaio o la gomma vengono fabbricati o lavorati
- Lavoratori nel settore della stampa o che lavorano con gli inchiostri da stampa
- Vigili del fuoco che entrano in contatto con il fumo tossico
- Lavoratori nelle stazioni di servizio, fabbricanti o riparatori di scarpe e che lavorano nei laboratori
NIOSH raccomanda ai datori di lavoro di utilizzare la gerarchia dei controlli per prevenire gli infortuni. Se lavori in un’industria che utilizza benzene, leggi le etichette dei prodotti chimici e la relativa scheda di sicurezza per le informazioni sui pericoli. Visita la pagina del NIOSH sulla gestione della sicurezza chimica sul posto di lavoro per saperne di più sul controllo delle esposizioni chimiche sul posto di lavoro.
Le seguenti risorse forniscono informazioni sull’esposizione professionale al benzene. Termini di ricerca utili per il benzene includono “benzolo” e “idruro di fenile”.
Profilo tossicologico del benzene (ATSDR) del registro e Sistema integrato di informazione sui rischi (IRIS) dell’EPA, che contiene informazioni sugli effetti sulla salute del benzene, compreso il rischio unitario di cancro per inalazione esposizione.
Riepilogo dei pericoli
La coesposizione al benzene con etanolo (p. es., bevande alcoliche) può aumentare la tossicità del benzene nell’uomo.
Gli individui possono anche essere esposti al benzene consumando acqua contaminata.
Il benzene è utilizzato come componente nei carburanti per motori; come solvente per grassi, cere, resine, oli, inchiostri, vernici, materie plastiche e gomma; nell’estrazione di oli da semi e noci; e nella stampa in fotocalcografia. È anche usato come intermedio chimico. Il benzene è utilizzato anche nella produzione di detergenti, esplosivi, prodotti farmaceutici e coloranti.
Effetti acuti:
Il fumo di tabacco contiene benzene e rappresenta quasi la metà dell’esposizione nazionale al benzene.
Il benzene si trova nelle emissioni della combustione di carbone e petrolio, nei gas di scarico dei veicoli a motore e nell’evaporazione delle stazioni di servizio della benzina e nei solventi industriali. Queste fonti contribuiscono a livelli elevati di benzene
nell’aria ambiente, che possono successivamente essere respirati dal pubblico.
La misurazione del benzene nel respiro o nel sangue di un individuo o la misurazione dei prodotti di degradazione nelle urine (fenolo) possono stimare l’esposizione personale. Tuttavia, i test devono essere eseguiti subito dopo l’esposizione e non sono utili per misurare
bassi livelli di benzene.
Gli individui impiegati in industrie che producono o utilizzano benzene possono essere esposti ai più alti livelli di benzene.
I sintomi neurologici dell’esposizione per inalazione al benzene includono sonnolenza, vertigini, mal di testa.
Il benzene si trova nell’aria dalle emissioni della combustione di carbone e petrolio, stazioni di servizio di benzina e gas di scarico dei veicoli a motore. L’esposizione per inalazione acuta (a breve termine) degli esseri umani al benzene può causare sonnolenza,
vertigini, mal di testa, nonché irritazione degli occhi, della pelle e delle vie respiratorie e, a livelli elevati, perdita di coscienza. L’esposizione per inalazione cronica (a lungo termine) ha causato vari disturbi nel sangue, tra cui un numero ridotto di globuli rossi e anemia aplastica, in contesti professionali. Sono stati segnalati effetti riproduttivi per le donne esposte per inalazione
a livelli elevati e sono stati osservati effetti avversi sul feto in via di sviluppo nei test sugli animali. È stata osservata una maggiore incidenza di leucemia (cancro dei tessuti che formano i globuli bianchi) negli esseri umani esposti professionalmente al benzene. L’EPA ha classificato il benzene come noto cancerogeno per l’uomo per tutte le vie di esposizione.
Benzene
Effetti cronici (non cancerogeni):
L’inalazione cronica di determinati livelli di benzene provoca disturbi nel sangue negli esseri umani. Il benzene colpisce specificamente il midollo osseo (i tessuti che producono le cellule del sangue). Possono svilupparsi anemia aplastica (un fattore di rischio per la leucemia acuta non linfocitica), sanguinamento eccessivo e danni al sistema immunitario (da variazioni dei livelli ematici di anticorpi e perdita di globuli bianchi).
L’EPA ha stabilito una concentrazione di riferimento (RfC) di 0,03 milligrammi per metro cubo (0,03 mg/m3) per il benzene sulla base degli effetti ematologici nell’uomo. Il RFC è una concentrazione di esposizione per inalazione pari o inferiore alla quale è improbabile che si verifichino effetti nocivi per la salute. Non è uno stimatore diretto del rischio, ma piuttosto un
punto di riferimento per misurare il potenziale degli effetti. A esposizioni nel corso della vita sempre più elevate rispetto al livello di esposizione di riferimento, aumenta il potenziale di effetti nocivi per la salute.
La concentrazione di riferimento per il benzene è di 0,03 mg/m3 sulla base degli effetti ematologici nell’uomo. Il RFC è una stima (con incertezza che copre forse un ordine di grandezza) di un’esposizione continua per inalazione alla popolazione umana (compresi i gruppi sensibili) che è probabile che sia priva di un rischio apprezzabile di effetti non cancerogeni deleteri per tutta la vita.
L’EPA ha stabilito una dose di riferimento orale (RfD) per il benzene di 0,004 milligrammi per chilogrammo al giorno (mg/ kg/giorno) sulla base degli effetti ematologici nell’uomo. Il RfD è una stima (con incertezza che copre forse un ordine di grandezza) di un’esposizione orale giornaliera alla popolazione umana (compresi i sottogruppi sensibili) che è probabile che sia priva di un rischio apprezzabile di effetti non cancerogeni deleteri durante la vita. Non è uno stimatore diretto del rischio, ma piuttosto un punto di riferimento per misurare il potenziale degli effetti. A esposizioni sempre maggiori della RfD, aumenta il potenziale di effetti avversi sulla salute. Esposizione a vita al di sopra della RfD non implica che si verifichi necessariamente un effetto negativo sulla salute.
I test che coinvolgono l’esposizione acuta di ratti, topi, conigli e porcellini d’India hanno dimostrato che il benzene ha una bassa tossicità acuta per inalazione, moderata tossicità per ingestione e acuta bassa o moderata tossicità da esposizione cutanea.
Il benzene causa aberrazioni cromosomiche sia strutturali che numeriche negli esseri umani.
Gli studi sugli animali mostrano effetti neurologici, immunologici ed ematologici dall’inalazione e dall’esposizione orale al benzene.
Negli animali, l’inalazione cronica e l’esposizione orale al benzene produce gli stessi effetti osservati negli esseri umani.
L’esposizione a liquidi e vapori può irritare la pelle, gli occhi e il tratto respiratorio superiore negli esseri umani. Arrossamento e vesciche possono derivare dall’esposizione cutanea al benzene.
I sintomi neurologici dell’esposizione per inalazione al benzene includono sonnolenza, vertigini, mal di testa e perdita di coscienza negli esseri umani. L’ingestione di grandi quantità di benzene può provocare vomito, vertigini e convulsioni negli esseri umani.
come l’aumento del rischio nel corso della vita di un individuo che è continuamente
In animali gravidi esposti al benzene per inalazione sono stati osservati effetti avversi sul feto, tra cui basso peso alla nascita,
formazione ossea ritardata e danni al midollo osseo.
L’EPA utilizza modelli matematici, basati su studi sull’uomo e sugli animali, per stimare la probabilità che una persona sviluppi il cancro respirando aria contenente una specifica concentrazione di una sostanza chimica. L’EPA ha calcolato un intervallo -6 -6 da 2,2 x 10 a 7,8 x 10
Gli studi sugli animali hanno fornito prove limitate che l’esposizione al benzene può influenzare gli organi riproduttivi, tuttavia questi effetti sono stati osservati solo a livelli di esposizione superiori alla dose massima tollerata.
L’EPA ha classificato il benzene come un gruppo A, noto cancerogeno per l’uomo.
Esistono alcune prove da studi epidemiologici sull’uomo di tossicità riproduttiva e dello sviluppo del benzene, tuttavia i dati non forniscono prove conclusive di un legame tra esposizione ed effetto.
È stata osservata una maggiore incidenza di leucemia (cancro dei tessuti che formano i globuli bianchi) negli esseri umani esposti professionalmente al benzene. (1,4) esposti a 1 µg/m3 di benzene nell’aria durante la loro vita.
Il benzene viene assorbito per ingestione, inalazione e applicazione cutanea. Dati sperimentali indicano che gli animali possono assorbire fino al 95% delle dosi orali e che l’uomo può assorbire fino all’80% del benzene inalato (dopo 5 minuti di esposizione) (Sabourin et al., 1987; Srobova et al., 1950). Gli esseri umani possono assorbire i vapori di benzene attraverso la pelle così come i polmoni; della dose totale assorbita dalle due vie, si stima che il 22-36% entri nell’organismo attraverso la pelle (Susten, 1985).
L’autopsia di un giovane morto mentre sniffava benzene rivelò che la sostanza chimica era distribuita nell’urina, nello stomaco, nella bile, nel fegato, nei reni, nel grasso addominale e nel cervello (Winek e Collum, 1971). I depositi di benzene e dei suoi metaboliti negli animali sono simili a quelli negli esseri umani e, inoltre, includono il feto e la placenta, il midollo osseo, la ghiandola di Zimbal e le cavità orale e nasale (Ghantous e Danielsson, 1986; Rickert et al., 1979 ; Basso et al., 1989).
Numerosi studi indicano che il metabolismo del benzene è necessario per la sua tossicità (Kalf et al., 1987). Il fegato è il sito principale per il metabolismo del benzene; il midollo osseo, una sede minore (ATSDR, 1992). Fenolo, idrochinone, catecolo e ossido di benzene sono i principali metaboliti (Kalf et al, 1987; Snyder, 1987). I metaboliti del benzene responsabili della sua tossicità non sono stati identificati positivamente, ma i probabili candidati includono muconaldeide, chinoni e radicali liberi generati da enzimi ossidanti (Henderson et al., 1989; Snyder, 1987).
Il benzene viene eliminato immodificato nell’aria espirata o come metaboliti nelle urine (ATSDR, 1992). Le proporzioni della dose somministrata escreta per ciascuna via e i tempi di dimezzamento per l’escrezione dipendono dalla via, dalla dose e dalla durata dell’esposizione.
Si stima che le dosi orali letali di benzene siano di 10 ml nell’uomo; i valori di DL 50 orale per il benzene nei ratti vanno da 0,93 a 5,96 g/kg (Cornish e Ryan, 1965; Withey e Hall, 1975). Questi dati indicano che il benzene è di bassa tossicità acuta (O’Bryan e Ross, 1986).
Dati limitati mostrano che dosi orali non letali di benzene possono avere un impatto sui sistemi nervoso, ematologico e immunologico. Il benzene ingerito produce sintomi di neurotossicità a dosi acute di 2 mL per l’uomo e di 325 mg/kg per i ratti (Thienes e Haley, 1972; Clayton e Clayton, 1981; Cornish e Ryan, 1965). Un’esposizione di quattro settimane di topi a >=8 mg di benzene/kg/giorno nell’acqua potabile ha indotto la sintesi e il catabolismo dei neurotrasmettitori monoaminici e ha prodotto diminuzioni dose-correlate nei parametri dei globuli rossi e nel numero dei linfociti (Hsieh et al., 1988b). Ratti e topi che sono stati trattati con benzene mediante sonda gastrica per 103 settimane hanno sviluppato una linfocitopenia dose-correlata (LOAEL, 25 mg/kg/giorno) e i topi hanno presentato iperplasia del midollo osseo e deplezione linfoide dei follicoli splenici e del timo (100 mg/ kg/giorno) (Huff et al., 1989).
L’inalazione di concentrazioni di vapori di benzene di 20.000 ppm per 5-10 minuti può essere fatale per l’uomo; la morte deriva dalla depressione del sistema nervoso centrale (Clayton e Clayton, 1981). Il valore stimato di LC50 per il ratto è di 13.700 ppm (Drew e Fouts, 1974).
Come con il benzene somministrato per via orale, i bersagli per le concentrazioni non letali di benzene inalato includono i sistemi nervoso, ematologico e immunologico. I sintomi neurologici negli esseri umani possono comparire a concentrazioni di esposizione di 700 ppm (Clayton e Clayton, 1981). Negli animali, 1 settimana di esposizione a 300 ppm ha indotto effetti comportamentali (Drew e Fouts, 1974) e da una a quattro settimane di esposizione a concentrazioni di benzene comprese tra 21 e 50 ppm hanno soppresso il midollo osseo (NOAEL, 10 ppm) (Cronkite et al. al., 1985; Toft et al., 1982), la risposta immunitaria cellulare (NOAEL, 10 ppm) (Rosenthal e Snyder, 1985) e la risposta immunitaria umorale (LOAEL, 50 ppm) (Aoyama, 1986).
Le esposizioni subcroniche e croniche ai vapori di benzene inducono un progressivo impoverimento del midollo osseo e disfunzione del sistema ematopoietico. I primi sintomi della depressione del midollo osseo includono leucopenia, anemia o trombocitopenia o una combinazione dei tre (Snyder, 1984). Un gruppo di lavoratori esposti a concentrazioni di benzene di 30 e 150 ppm per un periodo compreso tra 4 mesi e 1 anno presentava una maggiore incidenza di pancitopenia (Aksoy et al., 1971; Aksoy et al., 1972; Aksoy e Erdem, 1978). Un gruppo di pazienti che erano stati esposti a concentrazioni di benzene da 150 a 650 ppm per un periodo compreso tra 4 mesi e 15 anni presentava gravi discrasie ematiche e otto dei 32 pazienti morirono con emorragia trombocitopenica e infezione (Aksoy et al., 1972).
Il benzene può anche avere effetti a lungo termine sul sistema nervoso centrale. I lavoratori esposti al benzene da 0,5 a 4 anni hanno mostrato alterazioni dell’EEG e attività del sonno atipica coerenti con la neurotossicità (Kellerova, 1985). Altri esposti a concentrazioni di benzene di 210 ppm per 6-8 anni hanno subito danni ai nervi periferici (Baslo e Aksoy, 1982).
Nell’uomo il benzene attraversa la placenta ed è presente nel sangue del cordone ombelicale in quantità pari a quelle del sangue materno (Dowty et al., 1976); tuttavia, gli studi sugli effetti del benzene sulla riproduzione e lo sviluppo umani sono stati confusi dalla presenza di altre sostanze chimiche nell’ambiente (USAF, 1989). Il benzene produce effetti sullo sviluppo (tossicità fetale, ma non malformazioni) nella prole degli animali trattati, per lo più a dosi tossiche per la madre (Nawrot e Staples, 1979; Seidenberg et al., 1986; Keller e Snyder, 1988).
Le dosi/concentrazioni di riferimento per il benzene non sono state stabilite. Una valutazione orale del rischio per il benzene sarà esaminata da un gruppo di lavoro dell’EPA ed è attualmente in fase di revisione una valutazione del rischio inalatorio (US EPA, 1992a).
Il benzene è cancerogeno nell’uomo e negli animali per inalazione e negli animali per via di esposizione orale. L’esposizione occupazionale al benzene è stata associata principalmente ad un aumento dell’incidenza di leucemie mieloblastiche o eritroblastiche acute e di leucemie mieloidi e linfoidi croniche tra i lavoratori (Aksoy, 1989). I lavoratori a rischio sono stati esposti in uno studio a concentrazioni di TWA di 8 ore comprese tra 10 e 100 ppm (Rinsky et al., 1981) e in un altro a concentrazioni di TWA di 8 ore comprese tra <2 e >25 ppm (Ott et al. , 1978). In uno studio prospettico storico sulla mortalità dei lavoratori chimici, Yin et al. (1987) hanno descritto una relazione dose-risposta tra esposizione al benzene e tumori linfatici ed ematopoietici, che aggiunge forza all’associazione tra esposizione sul posto di lavoro e sviluppo del cancro. Studi sugli animali hanno dimostrato un’associazione tra l’esposizione orale e inalatoria al benzene e lo sviluppo di una varietà di tumori, tra cui linfomi e carcinomi della ghiandola zimbarica, della cavità orale, della ghiandola mammaria, delle ovaie, del polmone e della pelle (Huff et al., 1989; Maltoni et al., 1989). In uno studio i topi C57Bl/BNL avevano un’aumentata incidenza di leucemia, linfoma e tumori solidi dopo l’esposizione a 300 ppm per sole 16 settimane (Cronkite et al., 1985; Cronkite, 1983).
Sulla base di “diversi studi sull’aumento dell’incidenza di leucemia non linfocitica da esposizione professionale, aumento dell’incidenza di neoplasia in ratti e topi esposti per inalazione e sonda gastrica e alcuni dati di supporto”, il benzene è stato inserito nella classificazione A del peso dell’evidenza EPA, cancerogeno per l’uomo (US EPA, 1991a). I fattori di pendenza per via orale e per inalazione per il benzene sono 2,9 E-2 (mg/kg/giorno) -1 e i valori di rischio unitario per via orale e per inalazione sono rispettivamente 8,3 E-7 e 8,3 E-6, sulla base degli studi di Ott et al. al. (1978), Rinsky et al. (1981) e Wong et al. (1983) (US EPA, 1992a,b)
