- Właściwości związków lotnych
- Naturalne źródła lotnych związków organicznych
- Sztuczne źródła lotnych związków organicznych
- Przykłady i zastosowania lotnych związków organicznych
- Zagrożenia dla zdrowia
Sztucznie powstałe związki lotne reguluje prawo (przede wszystkim ich stężenia w pomieszczeniach). Jednakże szkodliwość lotnych związków organicznych nie jest nazbyt duża ze względu na występujące zwykle niskie ich stężenia. Natomiast długotrwała ekspozycja na te związki staje się niebezpieczna dla zdrowia, przy czym objawy rozwijają się powoli, a badania są trudne prowadzenia.
W wielu krajach świata, w tym także w Polsce istnieją normy ograniczające emisję lotnych związków organicznych do środowiska. Ograniczenia te występują w postaci określania dopuszczalnych wartości maksymalnej zawartości danej substancji w produktach. Zawartość ta określana jest jako masa lotnych związków organicznych, która wyrażona jest w gramach na litr (w przypadku cieczy), miligramach na niutonometr sześcienny (w przypadku gazów) lub w gramach na metr kwadratowy (w przypadku powierzchni płaskich).
Czosnek jest naturalnym źródłem lotnych związków organicznych. Źródło: shutterstock
Właściwości związków lotnych
Związki lotne będące organicznymi substancjami chemicznymi wykazują wysoką prężność pary i niską rozpuszczalność w wodzie. Z łatwością zmieniają stan skupienia i przechodzą w postać pary. LZO charakteryzują się temperaturą wrzenia w zakresie od 50 do 250 °C (przy ciśnieniu normalnym wynoszącym 101,3 kPa). Ze względu na różnorodność, w skład lotnych związków organicznych wchodzić mogą następujące pierwiastki: azot, brom, chlor, fluor, siarka, tlen, wodór.Naturalne źródła lotnych związków organicznych
Głównymi naturalnymi producentami lotnych związków organicznych są rośliny, przy czym najpowszechniejszym związkiem jest izopren. O wiele mniejszy udział w produkcji LZO mają zwierzęta. LZO roślin związany jest z substancjami lotnymi pochodzącymi głównie z liści. Na powstawanie i emisję tych substancji mają wpływ różne czynniki, takie jak np. temperatura i nasłonecznienie. Największy udział spośród naturalnie produkowanych i uwalnianych LZO ma wspomniany izopren (ponad 60%), następnie terpeny (prawie 11%) i kolejno metanol (ponad 6%), izomery pinenu oraz seskwiterpeny.Sztuczne źródła lotnych związków organicznych
W sposób sztuczny produkuje się mniej więcej 15% światowej puli lotnych związków organicznych. Głównym źródłem tych związków wytwarzanych przez człowieka są różnego rodzaju powłoki, a przede wszystkim farby i inne substancje ochronne. Rocznie produkuje się około 12 miliardów litrów farb. Powszechnie stosowane rozpuszczalniki są wymagane do wielu czynności, stąd stanowią także duży procent wytwarzanych sztucznie związków lotnych. Typowymi rozpuszczalnikami są węglowodory alifatyczne, octan etylu, etery glikolu oraz aceton. Z uwagi zarówno na koszty jak i na problemy środowiskowe i wszelkiego rodzaju regulacje, przemysł farb i lakierów coraz bardziej ukierunkowuje się produkcję w kierunku rozpuszczalników wodnych.
Związki lotne pochodzą z wielu źródeł, a ich antropogeniczne pochodzenie stanowi poważny problem środowiskowy. Źródło: shutterstock
Przykłady i zastosowania lotnych związków organicznych
Niezależnie od źródła pochodzenia do najpowszechniej wykorzystywanych lotnych związków organicznych należą: aceton (farby, pokrycia ochronne, materiały uszczelniające i wykończeniowe, zmywacze), dichlorobenzen (dywany, odświeżacze powietrza, środki przeciw molom), octan n-butylu (linoleum, pokrycia dźwiękochłonne, uszczelnienia), węglowodory alifatyczne (benzyna, dywany, farby, fotokopiarki, kleje, linoleum, uszczelniacze) i aromatyczne WA (benzyna, farby, kleje, linoleum, masy gipsowe tynki), wielopierścieniowe związki organiczne WWA (farby, leki, pestycydy, tworzywa sztuczne) i związki zawierające chlor, takie jak np. chlorek metylu oraz dichlorometan (lakiery, rozpuszczalniki, zmywacze).Zagrożenia dla zdrowia
Zdolność lotnych związków organicznych do wywoływania niekorzystnych skutków zdrowotnych różni się znacznie od skutków innych nisko i wysokotoksycznych substancji. Jednak podobnie jak w przypadku innych substancji (zanieczyszczeń) to zasięg i charakter wpływu na zdrowie będzie zależeć od wielu czynników, w tym od poziomu narażenia i czasu ekspozycji. Do bezpośrednich objawów należy m.in. podrażnienie oczu i dróg oddechowych, bóle i zawroty głowy, a także zaburzenia widzenia i upośledzenie pamięci. Jednak objawy te dostrzegają jedynie niektóre osoby narażone na ekspozycję tych substancji. Obecnie niewiele wiadomo na temat tego, jakie skutki zdrowotne występują po długotrwałym stosowaniu lotnych związków organicznych w domach i innych miejscach stałego przebywania ludzi.Dowiedziono, że wiele związków organicznych powoduje raka u zwierząt, a istnieją także przesłanki ku temu, że związki te powodują podobne skutki u ludzi. Skutki zdrowotne obejmują podrażnienie oczu, nosa i gardła, bóle głowy, utratę koordynacji i nudności, a także uszkodzenie wątroby, nerek i ośrodkowego układu nerwowego. W związku z tym kluczowymi objawami ekspozycji na LZO są: podrażnienie spojówek, dyskomfort nosa i gardła, ból głowy, alergiczna reakcja skórna, duszności, złe wyniki badań krwi, nudności, wymioty, krwawienie z nosa, zmęczenie oraz zawroty głowy.
Pracując z LZO należy stosować środki ochronne, ponieważ brak zabezpieczeń nieść może negatywne skutki dla zdrowia. Źródło: shutterstock
Bibliografia
- Buszewski B.A., Kesy M., Ligor T., Amann A. 2007. ; “Human exhaled air analytics: Biomarkers of diseases. ”; Biomedical Chromatography 21 (6): 553–566.;
- Goldstein A.H., Galbally I.E. 2007. ; “Known and Unexplored Organic Constituents in the Earth's Atmosphere. ”; Environmental Science & Technology 41 (5): 1514–1521.;
- Mazzatenta A., Pokorski M., Di Giulio C. 2015. ; “Real time analysis of volatile organic compounds (VOCs) in centenarians. ”; Respiratory Physiology & Neurobiology 209: 47–51.;
- Mazzone P.J. 2008. ; “Analysis of Volatile Organic Compounds in the Exhaled Breath for the Diagnosis of Lung Cancer”; . Journal of Thoracic Oncology 3 (7): 774–780.;
- Niinemets Ü., Loreto F., Reichstein M. 2004. ; “Physiological and physicochemical controls on foliar volatile organic compound emissions. ”; Trends in Plant Science 9 (4): 180–186.;
- “Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących ograniczenia emisji lotnych związków organicznych powstających w wyniku wykorzystywania rozpuszczalników organicznych w niektórych farbach i lakierac”; ;
- “Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2014 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów”; ;
- Sindelarova K., Granier C., Bouarar I., Guenther A., Tilmes S., Stavrakou T., Müller J.-F., Kuhn U., Stefani P., Knorr W. 2014. ; “Global data set of biogenic VOC emissions calculated by the MEGAN model over the last 30 years. ”; Atmospheric Chemistry and Physics 14 (17): 9317–9341.;
- Stoye D., Funke W., Hoppe L., Hasselkus J., Curtis L.G., Hoehne K., et al. 2006. ; “Paints and Coatings. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. ”; Wiley-VCH, Weinheim.;
- Terra, W.C., Campos V.P., Martins S.J. 2018. ; “Volatile organic molecules from Fusarium oxysporum strain 21 with nematicidal activity against Meloidogyne incognita.”; Crop Protection 106: 125–131.;
- promil
