Ethylenoxid
Látka: Ethylenoxid
Ethylenoxid | |
---|---|
další názvy | dihydrooxiren, dimethylenoxid, 1,2-epoxyethan, ethenoxid, oxan, oxidoethan, oxiran, oxacyklopropan, amprolen, anprolin |
číslo CAS | 75–21–8 |
chemický vzorec | C2H4O |
ohlašovací práh pro úniky | |
do ovzduší (kg/rok) | 1000 |
do vody (kg/rok) | 10 |
do půdy (kg/rok) | 10 |
prahová hodnota pro přenosy | |
v odpadních vodách (kg/rok) | 10 |
v odpadech (kg/rok) | - |
rizikové složky životního prostředí | voda, půda, ovzduší |
věty R | |
R12 | Extrémně hořlavý. |
R23 | Toxický při vdechování. |
R45 | Může vyvolat rakovinu. |
R46 | Může vyvolat poškození dědičných vlastností. |
R36/37/38 | Dráždí oči, dýchací orgány a kůži. |
věty S | |
S45 | V případě nehody, nebo necítíte-li se dobře, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc (je-li možno, ukažte toto označení). |
S53 | Zamezte expozici – před použitím si obstarejte speciální instrukce. |
Základní charakteristika
Ethylenoxid je za normálních podmínek bezbarvý plyn těžší než vzduch. Pod teplotou 10,7ºC se vyskytuje jako bezbarvá kapalina s hustotou 899 kg.m-3. Tuhne při – 113ºC. Patří mezi velmi reaktivní sloučeniny a je velice dobře rozpustný ve vodě i v organických rozpouštědlech. Při vyšších koncentracích (0,9 g.m-3) je cítit a zápach se podobá etheru. Patří mezi těkavé organické látky (VOC). Molekula ethylenoxidu je znázorněna na obr. 1.

Obr. 1. Struktura molekuly ethylenoxidu
Použití
Ethylenoxid patří mezi významné průmyslové
chemikálie. Používá se jako meziprodukt při výrobě
ethylenglykolu, nemrznoucích směsí, lepidel, rozpouštědel, neionogenních
tenzidů, léčiv, textilu, polyuretanové pěny,
polyethylenteraftalových polyesterů (slouží k výrobě filmů,
vláken a lahví), ethanolaminů a dalších produktů. Většina
ethylenoxidu se spotřebuje přímo v továrnách, kde se vyrábí. Ve
směsi s dusíkem nebo oxidem uhličitým slouží ke sterilizaci
potravin, kosmetiky, oblečení, plastových výrobků, chirurgických
nástrojů a dalšího lékařského vybavení (obvazy). Velmi malé
množství ehylenoxidu se používá jako insekticid při skladování
zemědělských produktů, jako jsou oříšky nebo koření.
Používá se také jako přísada zpomalující hoření, přípravek ke
zrychlení zrání tabákových listů a jako raketové palivo.
Zdroje emisí
Významným zdrojem ethylenoxidu je chemický průmysl.. Dostává se do ovzduší také při sterilizaci (potraviny, lékařské potřeby). Dalším zdrojem jsou automobilové výfukové plyny. Odpadní vody z výroby ethylenoxidu jsou ve srovnání s odpadním vzduchem minoritním problémem. Mezi přirozené zdroje patří sopečné výbuchy a metabolické pochody savců.
Mezi nejvýznamnější antropogenní emise ethylenoxidu patří:
- výroba a zpracování ethylenoxidu;
- chemický průmysl (výroba ethylenglykolu, nemrznoucích směsí, lepidel, rozpouštědel, neionogenních tenzidů, léčiv, textilu, polyuretanové pěny a polyethylenteraftalových polyesterů);
- sterilizace ethylenoxidem;
- výfukové plyny automobilů.
Dopady na životní prostředí
Největší množství ethylenoxidu v prostředí se vyskytuje v atmosféře. Zde může docházet k oxidaci pomocí reakce s hydroxylovým radikálem. Reakce v atmosfére mohou vést ke vzniku fotochemického smogu. Vzhledem k dobré rozpustnosti ethylenoxidu dochází k jeho vymývání z atmosféry srážkami. Tento proces je kompenzován opačným pochodem, těkáním z vod. Ve vodě dochází k pomalé degradaci chemicky nebo pomocí aerobních mikroorganismů. Živočišnou skupinou nejvíce ohroženou ethylenoxidem jsou ryby. Meziproduktem degradace ve slané vodě je 2-chloroethanol, který je také toxický. Ethylenoxid se neakumuluje v potravních řetězcích.
Dopady na zdraví člověka, rizika
Ethylenoxid může vstupovat do těla inhalačně, méně obvyklý je vstup
kůží. Akutní inhalační expozice způsobuje podráždění nosu a
dýchycích cest, otok plic a ovlivňuje centrální nervovou soustavu (bolesti
hlavy, zvracení, únava, svědění, nepravidelná chůze, cukání svalů,
žaludeční křeče). Tyto symptomy vymizí běhěm asi 21 dnů.
Expozice ethylenoxidem může vyvolat astma. U některých lidí se může
vyvinout silná alergická reakce. Vyšší koncnetrace vyvolávají otok plic,
bronchitidu, selhání dýchání, ztrátu vědomí i smrt.
Kontakt s kůží vyvolává podráždění pokožky až
popáleniny, hlavně na místech, která jsou mokrá. Odpařování
většího množství kapaliny může způsobovat omrznutí tkání a vznik
puchýřů. Malé množství však nemá žádný efekt. Při expozici vodnými
roztoky jsou nejnebezpečnější koncentrace okolo 50% ethylenoxidu. Více
koncentrované roztoky se rychle odpaří, zředěné roztoky jsou méně
dráždivé. Ethylenoxid dráždí oči, může poškozovat rohovku a
vyvolávat šedý zákal oční čočky.
Chronická expozice vyvolává poškození mozku a nervové
soustavy (snížení citlivosti v prstech a koordinace pohybů, zeslabení
svalů dolních končetin), dermatitidy a poškození jater a ledvin. Způsobuje
také poruchy dýchání, kašel, závratě, bolesti břicha, srdeční arytmii,
otok plic a ochrnutí. Podle klasifikace EPA patří ethylenoxid mezi lidské
karcinogeny (leukemie, rakovina slinivky břišní a pobřišniční
dutiny). Způsobuje také tzv. Hodgkinovu nemoc. Je
teratogenní a mutagenní, vyvolává chromozomální
poškození krevních lymfocytů.
V České republice platí pro ethylenoxid následující limity
v ovzduší pracovišť:
PEL – 1 mg.m-3,
NPK – P –
3 mg.m-3.
Ethylenoxid je silně hořlavý jak v plynné, tak
v kapalné formě. Při zahřátí nebo v přítomnosti jiných
kontaminantů (kyseliny, kovy) se rozkládá, případně polymerizuje a
může dojít k explozi. Exploze hrozí i při
smísení ethylenoxidu se vzduchem. Rozprášená kapalina (při rozlití,
rozstřikování) může akumulovat statický elektrický náboj.
Celkové zhodnocení nebezpečnosti z hlediska životního prostředí
Ethylenoxid je velmi toxická látka. Ve venkovním prostředí se vyskytuje převážně ve velmi nízkých koncentracích, které riziko nepředstavují. Jeho zdravotní rizika při expozicích zvýšeným množstvím jsou velmi závažná (karcinogenita, mutagenita).
Důvody zařazení do registru
- nařízení o E-PRTR
- CLRTAP
- zákon č. 254/2001 Sb. (příloha č. 1)
- vyhláška č. 205/2009 Sb. (příloha č. 1)
- vyhláška č. 221/2004 Sb. (příloha č. 2)
- vyhláška č. 232/2004 Sb. (příloha č. 1)
Způsoby zjišťování a měření
Ethylenoxid je zapáchající látka, proto k prvnímu určení úniku
může posloužit čich (etherický zápach). Hrubou představu
o únicích v průmyslových procesech je možné učinit ze
spotřeby látky či bilance procesu (vstup x výstup).
Ke stanovení ethylenoxidu se nejčastěji používá plynová
chromatografie s plamenoionizačním detektorem. Je možné použít
i detektor elektronového záchytu, avšak k tomu je nutné nejprve
provést reakci s bromovodíkem. Další možností je stanovení
ethylenoxidu infračervenou spektrometrií nebo pomocí kolorimetrické reakce.
Měření mohou provést komerční laboratoře nebo specializovaná
pracoviště.
Jeden kilogram této látky v kaplném stavu představuje objem asi
1,1l. Při například 0,02% obj. ethylenoxidu v odpadním vzduchu
je ohlašovací práh pro emise do ovzduší dosažen při vypouštění asi 1 800 000 m3
ročně (při teplotě 20ºC a tlaku
101,325 kPa). Pokud je vypouštěna odpadní voda o koncentraci
například
10 mg.l-1 ethylenoxidu, je ohlašovací práh pro
emise do vody dosažen při vypouštění
1000 m3 odpadní vody za rok.
Informační zdroje
- Harte J., Holdren C., Schneider R., Shirley Ch.: Toxics A to Z, A Guide to Everyday Pollution Hazards, University of California Press, 1991
- U.S Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/ethylene.html
- Environment Agency, http://www.environment-agency.gov.uk/business/topics/pollution/157.aspx
- Agency for toxic substances and disease registery, http://www.atsdr.cdc.gov/substances/toxsubstance.asp?toxid=133
- IPCS INCHEM, http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc55.htm
- Encyklopedie Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide
- New Jersey Department of Health and Senior Service, http://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0882.pdf, http://web.doh.state.nj.us/rtkhsfs/indexfs.aspx?lan=english
- Agency for toxic substances and disease registery, http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/index.asp