Proiect la Atmosfera si calitatea mediului, realizat de: Matei Alexandra-Bianca gr. C Ilioi Madalina-Alexandra gr.C Adumitroaie Mihaita-Gabriel gr.A Anul 3, Ecoloie si protectia mediuluiBenzenul-Aspectul de mediuCaracteristici generaleBenzenul ( figura 1) este o hidrocarbur cu un nucleu aromatic, care are formula chimic C6H6. Este ntlnit n crbuni, petrol i se obine n mod natural prin arderea incomplet a compuilor bogai n carbon. Exist patru metode de laborator din care se obine: reformare catalitic, hidrodezalchilarea toluenului, disproporionarea toluenului i cracare cu abur. Dar si prin alte metode mai putin utilizate: metodele purge and trap sau analizele headspace. Aceste metode si analize sunt propice mediilor in care se gasesc cantitati mari de fum de tigara, dar si in produsele petroliere, de exemplu in petrol. Pentru extragerea benzenului din sange sunt utilizate alte metode precum: cele doua mentionate anterior: purge and trap si headspace dar si extractia solventului. Ulterior hidrolizelor, extractiilor cu eter si analizelor GC/FID, au fost determinati majoritatea fenolilor metaboliti ai benzenului. Particip la reacii de substituie, oxidare i adiie. De asemenea benzenul poate aparea prin eliberarea in mediu de la cele mai naturale pana la cele mai artificiale surse acestea din urma fiind raspunzatoare de cele mai mari1emisii. Putem vorbi in acest caz despre doua situatii: despre aparitia naturala si respectiv cea antropica. Benzenul este un compus organic natural, fiind compus al petrolului in procentaj de 1-4% si poate fi gasit si in componenta apelor marilor in apropierea locurilor depozitelor naturale de petrol si gaz, ori poate aparea datorita tevelor de esapament ale automobilelor (este cea mai mare sursa antropogena de aparitie a benzenului), a operatiunilor de realimentare sau din cauza emisiilor industriale. Oamenii sunt expusi cel mai mult prin inhalarea aerului contaminat in zonele de trafic auto intens sau in apropierea statiilor de alimentare si distributie a carburantilor. Acest compus organic este incolor, extrem de inflamabil i volatil, avnd un punct de solidificare de 5,5 C i cel de fierbere fiind de 80,1 C. La 20 C are o densitate de 0,88 gcm3 i este mai solubil n solveni organici dect n ap.Figura 1. Diverse reprezentri ale benzenului. Benzenul, compus volatil din hidrocarburi, este unul dintre principale componentele ale diferiilor carburani, intrnd i n componena benzinei. Are o importan economic major, fiind2utilizat la: producerea de detergeni, cauciuc, plastice, vopsele n industria farmaceutic; n industria chimic; este un excelent solvent pentru diferite substane, cum ar fi grsimile, gumele, ceara, rinile, majoritatea substanelor chimice organice etc.; chiar i unii polimeri sunt solubili n benzen: cauciucul nevulcanizat dizolvat n benzen alctuiete cunoscuta soluie utilizat la lipirea articolelor de cauciuc; n industria parfumeriei; n industria igaretelor; n industria carburanilor; mai este folosit i n industria medicamentelor, pentru producerea anilinei sau fenolului etc. Cu toate acestea, benzenul este extrem de toxic, fiind duntor att omului cauza major a leucemiilor, ct i mediului.Factori de risc asupra omuluiToxicitatea benzenului este cunoscut de mai mult timp, iar expunerea la aceast substan este reglementat, n special n mediile profesionale. n Europa, ca i n Statele Unite, valoarea limit de expunere, prin inhalarea acestei hidrocarburi aromatice monociclice, a fost fixat la o parte pe milion (1 ppm). Odat intrat n organism, benzenul se concentreaz n grsimi i n mduva osoas. El blocheaz formarea globulelor sangvine n mduva osoas, astfel expunerea la benzen poate provoca leucemie. Cel mai rspndit derivat al benzenului este 3-4 benzopirenul rezultat din arderea incomplet a crbunelui, benzinei, gazolinei i altor combustibili solizi utilizai n ntreprinderi, instalaii casnice de nclzire, autovehicule etc., precum i n pulberile provenite din cile rutiere gudronate i asfaltate, din uzarea cauciucurilor etc. n urma acestui proces rezulta particule care plutesc n aer sub forma de praf3foarte fin ori se depun n sol sau pe plante. Un studiu1 efectuat n anii 70 a artat c pe oselele unui ora european mediu se produceau anual circa 20 000 kg de praf rezultat din frecarea cilor de circulaie asfaltate, din aceast cantitate circa 100 kg aveau efect cancerigen. Cantitatea de benzopiren eliminat n atmosfer depinde nu att de natura combustibilului, ct de regimul de ardere. Dac e ars complet, eliminarea de benzopiren este minim, iar la arderea incomplet se elimin o cantitate mai mare. O cantitate minim de benzopiren se elimin i la arderea fiecrei igri. Aciunea cancerigen a fumului de tutun a fost dovedit experimentale pe diverse specii de animale. Dintre toate rile membre ale Uniunii Europene, cea mai interesat de studierea efectelor benzenului asupra omului i asupra mediului nconjurtor este Frana. Potrivit unui studiu al Institutului Naional francez al Sntii i Cercetrii Medicale /INSERM/, benzenul i, n special, cel coninut n benzin, ar fi un important factor de risc n apariia leucemiilor. Autorii studiului afirm c un copil al crui domiciliu familial se afl n imediata apropiere a unei staii de benzin ori a unui garaj risc de patru ori mai mult dect ceilali copii s fac o leucemie. Studiul, coordonat de dr. Jacqueline Clavel, a fost realizat n patru mari orae franceze: Paris, Lille, Lyon i Nisa. Comparnd un grup de 280 de copii - cu vrste cuprinse ntre doi i ase ani - prezentnd leucemie acut cu un grup martor de 285 de copii sntoi. Din cele 280 de cazuri de leucemie, 17 erau copii care locuiau alturi de un garaj comercial sau de o staie de benzin. Aceste rezultate par s demonstreze c ntre mbolnvire i amplasarea casei domiciliului exist o legtur cauzal. Noi iniiem i alte studii, pentru a ncerca s confirmm aceste prime date. Expunerile profesionale la benzen prin studii4constituie factori atestai i dovedii tiinific de leucemie n cazul adultului, ns, n doze mult mai mari dect cele emannd din garajele sau staiile de benzin actuale, declara dr. Jacqueline Clavel. Acelai studiu mai afirm i c, n special, expunerea de lung durat la vaporii de benzen cauzeaz leucemie sau cancer acetia pot fi absorbii att prin respiraie, ct i prin piele. Iar muncitorii din industria plasticelor i cauciucului au cele mai mari anse de a se mbolnvii, pentru c msurile de siguran n aceste industrii sunt minime. ( figura 2 ) Printre cauzele majore ale cancerelor profesionale se numr i benzenul i omologii si: toluenul i xilenul, precum i derivaii benzenului sau substanele care conin n componena lor inelul benzenic.5Figura 2. Factorul de risc al benzenului in indrustrieSe constat o cretere a riscului de cancer proporional cu creterea dozelor de benzen inhalate. Riscul e cu att mai mare, cu ct muncitorul st mai mult n prezena vaporilor de benzen.Factori de risc asupra mediuluiCele mai des ntlnite forme de poluare cu benzene sunt: poluarea apei, poluarea solului, poluarea aerului (atmosferic). Aceste elemente de baz vieii omeneti se pare c sunt i cele mai afectate de aciunile iresponsabile ale fiinei umane. Benzenul are un impact devastator asupra apei deoarece polueaz i distruge calitatea apei - cnd vorbim de poluarea apei de ctre benzen, avem n vedere nu numai apa dulce, ct i cea srat. Benzenul este mai puin dens dect apa (densitate 0,9) fiind, n acelai timp, puin miscibil cu ea (dou lichide care nu se solv unul n altul) formnd un strat deasupra acesteia. O toxicitate extrem de nalt o posed fenolii. Ei, interacionnd cu clor, formeaz clorfenolii, care sunt substane cu proprieti cancerigene evideniate. Concentraia maxim admisibil a benzenului n ap este de 0,3 mg/l, iar pentru fenoli concentraia maxim admisibil constituie 0,001 mg/l.5 innd cont c produsele petroliere conin benzen, trebuie s analizm i impactul produselor petroliere asupra apei. Aciunea6toxic a acestora se manifest, mai ales, prin afectarea sistemului cardiovascular i a sistemului nervos att la om, ct i la animale. Concentraia maxim admisibil a produselor petroliere n ap este de 0,3 mg/l. Exist numeroi ageni care contribuie la poluarea aerului (gazele cu efect de ser: dioxidul de carbon, metanul, ozonul etc., printre acetia numrndu-se i benzenul. Benzenul polueaz aerul n primul rnd prin vaporii toxici pe care i elimin n aer - acetia provin, n principal, din gazele de eapament sau sunt eliminate de diverse fabrici i uzine. Echilibrul de energie intervine atunci cnd cldura evacuat de Pmnt egaleaz energia care vine de la Soare. Din pcate, n acest moment exist un dezechilibru energetic - aerosolii produi de om au mrit reflecia luminii solare de ctre Pmnt, iar aceast reflecie este mai mult dect compensat de captarea radiaiei cldurii de ctre gazele cu efect de ser. Energia n exces, aproximativ un watt/m2, nclzete oceanul i topete gheaa. Dezechilibrul de energie planetar (figura 3) este confirmat de msurtorile cldurii depozitate n oceane. Dezechilibrul energiei planetare este o msur critic, deoarece msoar constrngerea climateric net i prezice nclzirea global viitoare care se anun deja. Rezult astfel c: Energia total care intr = Energia total care iese + Rezultatul net (adic - energia n exces, care nclzete oceanele i topete ghearii, produs de om, din care fac parte i vaporii de benzen).7Figura 3. Atenia cea mai mare pe plan internaional este concentrat asupra efectelor polurii pe termen lung. A devenit o problem global ncetinirea sau chiar oprirea polurii de ctre om, supravieuirea rasei umane depinznd de acest fapt. Distrugerea stratului de ozon este o preocupare crescnd pentru c stratul de ozon respinge ntre 95% i 99% din radiaiile ultraviolete. Pot rezulta multe consecine datorit nivelelor ridicate de UV (ultraviolete), incluznd efecte genetice, boli de ochi, efecte negative asupra vieii marine etc. Radiaiile UV n cantiti mari n troposfer (primul strat al atmosferei) pot s creasc cantitatea de smog din atmosfer. Smogul este deja un lucru grav n marile orae. Scderea cantitii de ozon stratosferic a fost raportat pentru prima dat n 1974. Sunt numeroi factorii care determin distrugerea stratului de ozon, printre acetia situndu-se i vaporii de benzen. S-a dovedit tiinific c prezena unor cantiti mari de vapori de benzen n8atmosfer duce la distrugerea ozonului. Valoarea limit pentru protecia sntii umane / an calendaristic este 5/m3 (2005). Cu specificaia c aceasta trebuie redus ncepnd cu 1 ianuarie 2007; i apoi din 12 n 12 luni cu 1/m3, pentru a ajunge la 1 ianuarie 2010 la 0%. Nicolae Rdulescu Dobrogea, preedintele fundaiei Ecocivica, explic efectele benzenului pe timpul caniculei n Bucureti: se tie c n Bucureti, benzenul din resturi de hidrocarburi nearse n motoare depete de patru pn la zece ori concentraia maxim admis, dup msurtorile fcute de Registrul Auto Romn. Benzenul are punctul de fierbere la 80 de grade. Astfel, cu ct temperatura este mai ridicat, cu att benzenul se elibereaz mai rapid i ajunge n cantiti mai mari n organism. Intoxicarea cu benzen este dezastruoas fiindc este cancerigen i deterioreaz ficatul. De asemenea, cnd temperatura crete foarte mult, micarea aerului este mai rapid, iar praful st suspendat i prin urmare inhalm cantiti mai mari. In ceea ce priveste solul, acesta ca i aerul i apa este un factor de mediu cu influen deosebit asupra sntii. De calitatea solului depinde formarea i protecia surselor de ap, att a celei de suprafa, ct mai ales a celei subterane. El este capitalul cel mai preios de care dispune omul pentru satisfacerea nevoilor sale. Benzenul afecteaz solul prin deversri accidentale. De asemenea, innd cont c numeroase substane chimice, cum ar fi pesticide, erbicide, insecticide, sunt obinute din benzen sau din reaciile acestuia cu diferite alte substane, trebuie s se ia n calcul efectele negative pe care aceste substane le au asupra solului. De exemplu, D.D.T. este un insecticid ntrebuinat mpotriva duntorilor agricoli i este cunoscut sub numele detexan, iar hexaclor-ciclohexanul este numit i hexacloran sau gamexan i este9folosit ca insecticid (amndou sunt substane obinute din reaciile benzenului cu alte substane chimice). ndeprtarea efectelor negative ale benzenului este un proces greu, de lung durat, ce antreneaz numeroase costuri economice i sociale. Cantitatea mare de benzen este ameliorata prin doua tipuri de degradare: degradarea abiotica si biodegradare. Degradarea abiotica a benzenului din aer apare mai ales datorita reactiilor de hydro-, alko- si peroxizi radicali, atomilor de oxigen si ozonul cu hidroxidul, reactie ce este foarte importanta. Fotoliza directa a benzenului in troposfera este probabil de cand spectrul UV vizibil nu a aratat o putere foarte mare de absortie mai mare de 260 m a lungimilor de unda. In laborator, nu a fost observata nici o degradare inainte de 6 zile a iradierii in conditiile unei lumini a lungimii de unda mai mare de 290m. Benzenul este biodegradabil datorita microorganismelor aerobe dar si celor anaerobe, atat in apele adanci cat si de suprafata. De obicei, benzenul nu este biodegradabil in conditii anaerobe. In 1989, Wilson si Battersby au examinat biodegradarea benzenului in conditii metanotropice. La un nivel de 50 mg carbon / litru a ramas nedegradat dupa 11 saptamani de digestie. Altfel spus, este o degradare lenta in conditii anaerobice nivelurile de benzen canalizate au influentat cu 6mg / litru, insa nu au afectat canalizarea tratamentului astfel ca procesele au utilizat sisteme active de namol. Jackson si Brown nu au raportat efecte toxice ale benzenului in digestia anaeroba a sistemelor de namol ce au cuprins concentratii atinse sub 50 si 200 mg / litru.n concluzie, benzenul este un produs foarte des folosit, n foarte multe industrii i domenii, se gsete pn i n fumul de igar, e des folosit n industria parfumeriei i e de baz n producia benzinei. ns, pe ct este de necesar, pe att de periculos este din punct de vedere ecologic polueaz i distruge mediul nconjurtor,10economic din cauza costurilor pe care le implic diminuarea efectelor negative ale benzenului, ct i social, avnd efecte dezastruoase asupra omului.Bibliografie Avram, Margareta, Chimie Organic, vol.1, editura Zecasin, Bucureti, 1994. Hansen, J., Dezamorsarea bombei cu ceas a nclzirii globale, Scientific American, nr. 3/2004. (http://www.sciam.com/media/pdf/Hansen.pdf). http://www.benzene-lawyers.info/benzene.htm http://www.infomedicina.ro/pagmed/showpm.asp?id=144&dir=medgen http://www.iatp.md/mediu-sanatate/Morb_onco.html http://www.iatp.md/tnbuletin/interest.htm http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc150.htm 1112