N- nitrosodimetyloamina

Niebezpieczeństwo H301, H330, H350, H372, H411, H301 : Działa toksycznie po połknięciu
H330 : Wdychanie grozi śmiercią
H350 : Może powodować raka (wskazać drogę narażenia, jeżeli
definitywnie udowodniono, że żadna inna droga narażenia nie powoduje takiego samego zagrożenia) H372 : Znane ryzyko poważnego wpływu na narządy (wymienić wszystkie dotknięte narządy, jeśli jest znany) w następstwie powtarzanego lub długotrwałego narażenia (wskazać drogę narażenia, jeżeli definitywnie udowodniono, że żadna inna droga narażenia nie prowadzi do tego samego zagrożenia)
H411 : Działa toksycznie na organizmy wodne, powodując długotrwałe skutki

WHMIS

B3, D1A, D2A, D2B , B3 :
Temperatura zapłonu cieczy palnej = 61 ° C zamknięty tygiel (metoda nie została podana)
D1A : Bardzo toksyczny materiał powodujący poważne skutki natychmiastowe
Ostra śmiertelność: LC50 wdychanie / 4 godziny (mysz) = 57 ppm
D2A : Bardzo toksyczny materiał o innych skutkach toksycznych
rakotwórczość: IARC grupa 2A; toksyczność chroniczna: hepatotoksyczność
D2B : Materiał toksyczny powodujący inne skutki toksyczne
Mutagenność u zwierząt

Wartość ujawniona przy 0,1% zgodnie z wykazem składników

Transport

3382

Kod Kemlera:
66 : substancja bardzo toksyczna
Numer UN :
3382 : CIEKŁY SZKODLIWE DLA WDYCHANIA, INO, o toksyczności inhalacyjnej mniejszej lub równej 1000 ml / m i stężeniu pary nasyconej większym lub równym 10 LC50
Klasa:
6.1
Etykieta: 6.1 : Substancje toksyczne Pakowanie: I grupa pakowania : substancje bardzo niebezpieczne;

Klasyfikacja IARC

Grupa 2A: prawdopodobnie rakotwórcze dla ludzi

Ekotoksykologia

LogP

-0,57

Próg zapachu

niski: 0,0079 ppm
wysoki: 0,01 ppm

Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

N -nitrosodiméthylamine ( NDMA ) w postaci żółtej cieczy oleistej, w niewyraźny zapach, palny , pół-lotne i wrażliwe na degradację przez fotolizy spowodowanego promieniami ultrafioletowymi . Jest niekompatybilny z silnymi utleniaczami lub reduktorami, a także z mocnymi zasadami. Nie ulega bioakumulacji .

Różne nomenklatury:

dimetylonitrozoamina;
dimetylonitrozoamina;
N, N- dimetylonitrozoamina;
N- metylo, N- nitrozometanoamina;
N- nitrozo, N, N- dimetyloamina;
DMN i DMNA.

Generał

Cząsteczka N- nitrosodimetyloaminy należy do rodziny dialkylonitrozoamin , cząsteczek szeroko stosowanych i obecnych w wielu produktach, zarówno naturalnych, jak i syntetycznych. Jego powstawanie jest biochemiczne , chemiczne lub nawet fotochemiczne . Nitrozoaminy to pochodne amin, które mają nitrozową grupę funkcyjną (-NN = O) i aminową (na ogół drugorzędową, N-R2). Ogólnie rzecz biorąc, nitrozoaminy powstają według następującego równania:

Reakcje te mogą zachodzić w środowisku kwaśnym , zasadowym lub obojętnym, w rozpuszczalniku organicznym lub w powietrzu. Alkiloaminy, którymi są zwykle dimetylotriamina (DMA) lub trimetyloamina (TMA), wchodzą w kontakt i reagują z tlenkami azotu, kwasem azotawym lub solami w postaci azotynów, dając dialkilotrozoaminy, a zwłaszcza NDMA.

Mechanizm powstawania N- nitrozoamin polega na elektrofilowej substytucji między azotem organicznym a związkiem nitrozowym. Ta reakcja zależy od pH , z zasadowości z aminy i temperatury. W przypadku związków N- nitrozowych z amin drugorzędowych, szybkość tworzenia jest odwrotnie proporcjonalna do zasadowości aminy. Podejrzewa się, że wiele nitrozoamin jest rakotwórczych dla ludzi, chociaż ta hipoteza nie została jeszcze ostatecznie zweryfikowana.

Obecność, naturalna i antropogeniczna

W naturze występuje w powietrzu , wodzie , osadach, glebie i faunie i florze w stężeniach znacznie poniżej granic wykrywalności typowych urządzeń analitycznych. Te podnośniki prekursorów NDMA są azotyny i nitrozoamin, takie jak aminy drugorzędowe. Jego ziemskimi prekursorami są azotany , azotyny , aminy i bakterie. Ale w rejestrze flory i fauny rośliny mogą ją metabolizować, a zatem nie generują żadnej biokoncentracji.

Niskie poziomy NDMA odnotowano w powietrzu, wodzie i glebie, z wyjątkiem okolic obszarów przemysłowych, takich jak fabryki produkujące pestycydy , opony samochodowe i alkiloaminy . NDMA jest produktem ubocznym procesów chemicznych stosowanych w tego rodzaju przemyśle.

NDMA w wodzie

Badania przeprowadzone w Kanadzie pokazują, że stężenie NDMA w wodach powierzchniowych nie jest wystarczająco wysokie, aby szkodzić organizmom wodnym. Jeśli chodzi o wodę pitną , zawartość NDMA jest niska i jest raczej przypisywana zanieczyszczeniu wód gruntowych przez zrzuty przemysłowe. W oczyszczalniach ścieków stężenie NDMA wzrasta ze względu na wykorzystanie chloru w procesie niszczenia bakterii i wirusów w wodzie. Proces tworzenia NDMA w obecności chloru wygląda następująco:

Ze względu na obecność prekursorów i resztkowego chloru, niektóre próbki uzdatnionej wody pitnej nadal generują NDMA podczas przechowywania.

W wodzie jest mało prawdopodobne, aby NDMA gromadził się w organizmach żywych lub ulatniał się w dużych ilościach ze względu na jego mieszalność z wodą i niską prężność pary . Szczególnie w wodach jeziornych na NDMA nie mają znaczącego wpływu reakcje utleniania , hydrolizy , biotransformacji i biodegradacji .

W Ameryce Północnej wykrywanie NDMA w wodzie pitnej i ściekach było przedmiotem ważnych badań. W Stanach Zjednoczonych Kalifornijski Departament Zdrowia opublikował liczne raporty na ten temat. W 1998 roku kilka analiz potwierdziło obecność NDMA w różnych studniach wody pitnej przy różnych stężeniach, w zakresie od 0,07 do 3 μg · l -1 . Wyniki te skłaniają Kalifornijski Departament Zdrowia (CDHS) do ustalenia obliczonego minimalnego stężenia NDMA na poziomie 0,002 μg · l -1 , ustalonego zgodnie z poziomem minimalnego ryzyka raka. W 1999 roku CDSH zdecydował o zmianie minimalnej dopuszczalnej zawartości NDMA w wodzie pitnej i ściekach do 0,02 μg · l -1 , aby uwzględnić badania nad produkcją NDMA w wodzie pitnej. WMarzec 2002, CDHS zwróciło się do Biura Oceny Zagrożeń dla Zdrowia Środowiskowego (OEHHA) o przeprowadzenie badania zdrowia publicznego (Public Health Goal-PHG-). Badanie to jest pierwszym krokiem w procesie regulacyjnym opracowywania normy dla wody pitnej. Następnie CDHS publikuje na swojej stronie internetowej wyniki badań nad produkcją NDMA w wodzie pitnej, a także modyfikacją minimalnej dopuszczalnej zawartości NDMA w wodzie pitnej i ściekach z 0,02 do 0,01 mcg · s -1 . Wgrudzień 2006OEHHA generuje PHG dla NDMA na poziomie 0,003 μg · l -1 , podczas gdy CDHS utrzymuje minimalny dopuszczalny poziom NDMA na poziomie 0,01 μg · l -1 . WLipiec 2007, Program wody pitnej jest częścią nowego CRPD.

Z drugiej strony w Kanadzie Ministerstwo Środowiska Ontario w mieście Windsor przeprowadziło również badania dotyczące poziomów NDMA w wodzie pitnej i ściekach. Wyniki pokazują, że jest mało prawdopodobne, aby uwolnienia NDMA miały negatywny wpływ na populacje organizmów wodnych w Kanadzie . Najwyższe stężenia zmierzono w próbkach pobranych z roślin wody pitnej przy użyciu precyzyjnej premiksu koagulacyjnego z poliaminy i ałunu.

Ogólnie rzecz biorąc, okres półtrwania NDMA jest krótki, co prowadzi do wniosku, że nie jest on trwałą substancją w powietrzu. Udział NDMA w zmianach klimatu jest znikomy, a potencjał niszczenia ozonu przez NDMA jest prawie zerowy.

NDMA w powietrzu

Niewiele jest informacji na temat zawartości NDMA w otaczającym powietrzu. Wykazano, że w Kanadzie emisje NDMA pochodzą głównie ze źródeł punktowych, ograniczonych tylko do kilku przemysłowych i miejskich lokalizacji w Ontario. W rzeczywistości w 1990 r. Przeprowadzono analizę na siedmiu próbkach, a wyniki ujawniły stężenie NDMA poniżej granic wykrywalności (w zakresie od 0,0034 do 0,0046 μg · m -3 ). WSierpień 1991Podczas faktycznego pobierania próbek w Windsor (Ontario) wszystkie próbki wskazywały stężenia NDMA poniżej granic wykrywalności (w zakresie od 0,0014 do 0,017 mcg · m -3 ). Maksymalne stężenie poza obwodem roślin wynosiło 0,079 mcg · m -3 .

Jeśli chodzi o obecność NDMA w glebach i osadach, brak jest danych na temat stężenia w nich tej substancji.

Prekursory NDMA są szeroko rozpowszechnione w środowisku. Występuje w roślinach, rybach, algach , moczu i odchodach . Wiele mikroorganizmów może uczestniczyć w tworzeniu nitrozoamin w bakteryjnych procesach biochemicznych autotroficznej i heterotroficznej nitryfikacji i denitryfikacji . Nitrozoaminy mogą powstawać podczas metabolizmu żywności zawierającej azotany lub azotyny, poprzez alfa-hydroksylację lub denitrozoaminę ze względu na podobieństwo biologiczne. Ponieważ wydaje się, że nie ma żadnych jakościowych różnic między metabolizmem NDMA u ludzi i zwierząt laboratoryjnych, substancję tę można również znaleźć w naszych ciałach.

NDMA w żywności

NDMA jest produktem ubocznym reakcji przetwarzania, konserwowania lub przygotowywania żywności . Dodatek azotynów i azotanów, wędzenie, odwadnianie i solanka to przykłady metod konserwowania, które prowadzą do zanieczyszczenia żywności NDMA. Produkty peklowane, takie jak ser , mięso i szynka, są konserwowane poprzez dodanie azotynów i azotanów, które są prekursorami NDMA. W procesie wędzenia ( ryby ), a także w procesie odwadniania przez spaliny ( piwo ) za powstawanie NDMA odpowiadają zawarte w dymie tlenki azotu. Mikrobiologiczna redukcja azotanów do azotynów ma miejsce podczas procesu konserwacji solanki , zwłaszcza w przypadku warzyw.

NDMA może być przyswajane przez rośliny uprawne. Analizy szpinaku wystawionego przez dwa dni na stężenie w zakresie od 10 do 100 mg NDMA / kg mokrej masy wykazały względną absorbancję tej substancji 0,38%. Ponieważ NDMA jest generalnie biotransformowalna, Ministerstwo Środowiska Ontario nie rozważa obliczenia współczynnika biokoncentracji do zastosowania w tym przypadku.

NDMA w niektórych produktach przemysłowych

NDMA znajduje się również w plastikowych przedmiotach , takich jak smoczki i smoczki, w kosmetykach oraz w spalanych drewnie lub silnikach samochodowych. W szczególności nikotyna jest specyficznym prekursorem tworzenia NDMA. Średnio osoba paląca dziennie paczkę papierosów wdycha około 0,8 μg NDMA. Ponadto bierne palenie zawiera jeszcze większą ilość NDMA. Średni współczynnik emisji NDMA w środowiskowym dymie tytoniowym dla sześciu marek papierosów sprzedawanych w Stanach Zjednoczonych określono na 570 ± 120 ng / papieros .

W Kanadzie w 1975 roku surowe przepisy pozwoliły na znaczny spadek obecności NDMA, a także zakaz stosowania azotynów.

posługiwać się

W Kanadzie nie ma określonego zastosowania tej cząsteczki, ale jest ona uwalniana jako produkt uboczny lub zanieczyszczenie przez przemysł i oczyszczalnie ścieków.

W Stanach Zjednoczonych jest używany jako:

dodatek stosowany w składzie benzyny do rakiet ;
przeciwutleniacz i katalizator w przemyśle chemii organicznej;
plastyfikator w składzie niektórych kopolimerów .

Toksyczność

Zatrucie przez NDMA może się odbywać na dwa sposoby: poprzez połknięcie lub wdychanie . Ogólnie rzecz biorąc, NDMA jest cząsteczką uważaną za rakotwórczą .

NDMA powoduje toksyczne działanie na różne gatunki wodne, roślinne i zwierzęce po ostrym i przewlekłym narażeniu. Po ekspozycji na NDMA w stężeniu 5 mg · l -1 w wodzie pitnej i 10 mg · kg -1 w pożywieniu, odnotowano wzrost przypadków guzów u ssaków.

Gatunki amfibie, takie jak żółwie i żaby , są bardziej wrażliwe na toksyczne i rakotwórcze działanie NDMA niż ryby. Z drugiej strony, NDMA wykazuje wysoką toksyczność po podaniu doustnym szczurom. LD 50 wartość (dawka śmiertelna) waha się pomiędzy 23 i 40 mg · kg -1 masy ciała. Substancja ta powoduje również wysoką toksyczność przy wdychaniu. LC 50 (stężenie śmiertelne) wartości po czterech godzinach wynoszą około 78 ppm . Odnotowano wpływ na wątrobę wielu gatunków ssaków, często związany ze zmniejszoną przeżywalnością. Również przekrwienie różnych narządów, w tym nerek i płuc, nastąpiło po spożyciu 3,8 mg · kg -1 masy ciała tej substancji przez okres od jednego do dwunastu tygodni.

W przypadku ssaków , takich jak myszy , szczury , chomiki , norki , koty i psy , narażenie na NDMA przy małych dawkach doprowadziło do krwotoków z żołądka, a także problemów z oddychaniem. Jednak dłuższe narażenie i wyższe stężenia powodowały raka , a dokładniej zlokalizowanego w wątrobie , a przy bardzo wysokich dawkach prowadziły do śmierci w wyniku krwotocznej martwicy wątroby.

Badania pokazują również, że gryzonie narażone na NDMA przez inhalację lub wkroplenie dotchawicze wykazują oznaki rakotwórczości. Po doustnym lub wstrzyknięciu dootrzewnowym NDMA obserwowano uszkodzenie DNA w wątrobie, nerkach i płucach. Ekspozycja na NDMA może również powodować tworzenie się metylowanych zasad w genomie. Wykazano również, że NDMA jest toksyczny dla funkcji rozrodczych i rozwoju.

Należy zauważyć, że wydaje się, że nie ma jakościowej różnicy w toksycznym działaniu NDMA między gryzoniami a ludźmi. Jednak w badaniach ryzyka chorób związanych ze stosowaniem NDMA obserwowane trendy nie zawsze są istotne statystycznie. Jednak jedyny test wykonany na ludziach, przy bardzo małej dawce, wykazał takie objawy, jak: nudności, bóle głowy, wymioty i złe samopoczucie. Organizacja Environment Canada doszła do wniosku, że istnieje korelacja między wpływem na ssaki a możliwym wpływem na ludzi. Wśród rzadkich przypadków zatrucia NDMA u ludzi ocenianych na całym świecie, trzy przypadki śmierci odnotowano w Niemczech w 1980 r., Po spożyciu przez nich 4 dawek 200 mg NDMA w ciągu dwóch lat. Zginęli na skutek niewydolności wątroby. Dwa inne przypadki zatrucia inhalacją dymem NDMA, w 1937 i 1974 r., Spowodowały ból głowy, wymioty, żółtaczkę i gromadzenie się płynu w jamie otrzewnej. W końcu znamy przypadek zatrucia w Stanach Zjednoczonych (Nebraska), w wyniku którego w ciągu kilku dni zginęły dwie z pięciu osób, które wypiły zatruty napój.

Testy na komórkach in vitro wykazały tworzenie się metylowanych zasad w genomie, co klinicznie prowadzi do wzrostu liczby urodzeń martwych ssaków, takich jak myszy. Również badania pokazują, że NDMA ma wpływ genotoksyczny, ponieważ ma wpływ mutacji genetycznej na komórki ludzkie lub gryzonie.

W przypadku roślin wodnych, niezależnie od metody dostarczania, np. Nawozu do gleby lub zanieczyszczonej wody, wynik wskazywał na spowolnienie ich wzrostu.

Wszystkie te wyniki i dowody skłoniły Environment Canada do umieszczenia tej cząsteczki w IRAC i nałożenia zakazu produkcji, stosowania lub importu tej cząsteczki na terytorium. Ponadto ministerstwo to określiło standardy maksymalnych stężeń NDMA zawartych w wodzie. Więc otrzymujemy:

woda pitna: 9 ng / l;
wody nawadniania : 80 ng / l.

Metoda analityczna

Najczęściej i najkorzystniej stosowaną metodą analityczną jest chromatografia ( GC lub HPLC ) sprzężona ze spektrometrem masowym (MS). Dość niedawna innowacja polega na sprzęganiu chromatografii gazowej lub cieczowej z analizatorem TEA ( Thermal Energy Analyzer ). Ta technika opiera się na zasadzie chemiluminescencji . Jest specyficzny dla cząsteczek nitrowanych i ma tę zaletę, że odróżnia w trybie GC związki nitrozowane od związków nitrowych.

Metoda ma dwa kroki:

stężenie: ekstrakcja ciecz-ciecz lub ekstrakcja do fazy stałej;
separacja i detekcja: GC lub LC.

Metoda degradacji NDMA w ściekach

W przypadku ścieków możliwe jest zastosowanie dwóch metod degradacji NDMA: albo przez promieniowanie ultrafioletowe (UV) w celu degradacji NDMA do DMA, albo przez ozonolizę , w której NDMA daje jon dimetyloaminy .

NDMA obecny w środowisku wodnym jest usuwany przede wszystkim w procesie fotodegradacji. Obecność substancji organicznych i zawiesiny w wysokich stężeniach spowalnia proces degradacji NDMA, ponieważ zależy on w dużym stopniu od właściwości środowiska wodnego. Pod nieobecność światła znacznie zmniejsza się również fotodegradacja. Ta obserwacja wyjaśnia trwałość NDMA w wodach gruntowych, w przeciwieństwie do powietrza, w którym zawartość tej substancji jest znikoma, zwłaszcza w ciągu dnia, ponieważ ulega ona zniszczeniu pod wpływem fotolizy, tworząc dimetylonitraminę.

Biodegradacji NDMA jest nieznacznie mniejsza w beztlenowym środowisku, niż w aerobowych warunkach . Rzeczywiście, degradacja NDMA jest większa w glebie napowietrzonej niż w glebie nasyconej wodą. Na powierzchni gleby NDMA jest szybko usuwany przez fotolizę i ulatnianie. Wcześniejsze narażenie NDMA na bakterie również zwiększa biodegradację w glebie.

Zastosowanie ozonolizy do degradacji NDMA może być interesujące, ponieważ umożliwia bezpośrednią reakcję ze związkami organicznymi poprzez utlenianie prowadzone przez • rodniki OH. Świetnie radzi sobie z aminami i aromatami. Możliwe jest dodanie nadtlenku wodoru w celu zwiększenia produkcji rodników .

Historia wydarzeń

To jest chronologiczna lista działań podjętych przez władze kanadyjskie ( Health Canada ) w odniesieniu do NDMA jako pojawiającego się zanieczyszczenia.

1964 : zakaz stosowania azotanów do konserwowania owoców morza.
1975 : obowiązek ograniczenia stosowania azotynów i zakaz azotanów w obróbce żywności poprzez peklowanie .
1992 : limit regulacyjny w ściekach 200 ng / l.
1997 - 1998 : przegląd nadzoru.
2000 : redukcja emisji do powietrza do 80 g .
2000 : raport z oceny NDMA.

Bibliografia

N - NITROSODIMETYLOAMINA , karta (e) bezpieczeństwa Międzynarodowego Programu Bezpieczeństwa Chemicznego , konsultacja 9 maja 2009
obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
Wejście „dimetylonitrozoaminę” w chemicznej bazy GESTIS IFA (niemiecki organ odpowiedzialny za bezpieczeństwo i higienę pracy) ( niemiecki , angielski ), dostęp 31 marca 2009 (Javascript required)
"Dimethylnitrosoamine" , on ESIS (dostęp 22 lutego 2009)
Grupa robocza IARC ds. Oceny ryzyka rakotwórczego dla ludzi, „ Global Carcinogenicity Assessments for Humans, Group 2A: Probably Carcinogenic to Humans ” , on monographs.iarc.fr , IARC,16 stycznia 2009(dostęp 22 sierpnia 2009 )
Numer indeksu 612-077-00-3 w tabeli 3.1 załącznika VI do rozporządzenia WE nr 1272/2008 (16 grudnia 2008)
„ N-nitrozodimetyloamina ” w bazie danych chemikaliów Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009
„ N-Nitrosodimethylamine ” , na hazmap.nlm.nih.gov (dostęp 14 listopada 2009 )
(w) K. Rostkowska, Zwierz K., A. Różański J. Moniuszko-Jakoniuk, A. Roszczenko, "Training and Metabolism of N-Nitrosamines"
Choi, J. Valentine, R., Tworzenie N-nitrozodimetyloaminy (NDMA) z reakcji monochloraminy: nowy produkt uboczny dezynfekcji , Water Research 36 (2002) 817-824
NDMA białej, http://www.valleywater.org/media/pdf/SFPUC_NDMA_White_Paper.pdf
Cele zdrowia publicznego dotyczące chemikaliów w wodzie pitnej, N-nitrozoaminy , grudzień 2006
Canadian Environmental Protection Act CEPA 1999, NDMA Assessment Report , Environment Canada, 2000, czytaj online
Craig B. Fryhle TW Graham Solomon, Organic Chemistry , Wiley, 7 th ed.
Steven Roy Harper został uznany winnym próby otrucia swojej byłej dziewczyny Sandry Johnson, którą chciał ukarać za opuszczenie go cztery lata wcześniej; po uzyskaniu NDMA od Instytutu Badawczego Omaha, w którym pracował od marca doSierpień 1978, przetestowałby skuteczność produktu na psie i kocie swojej rodziny, a następnie zdałby9 września 1978wejść do domu Sandry Johnson i jej męża Duane'a Johnsona pod ich nieobecność i wlać płyn do pojemnika z lemoniadą przygotowanego przez Sandrę.
Tego napoju nie wypito następnego dnia10 wrześniaSandry (która po skosztowaniu wypluła ją ze względu na jej dziwny smak ), ale przez kilku członków jej rodziny: jej męża Duane Johnson, ich dwuletnią córkę Sherry oraz siostrę Sandry, Sallie Shelton , jej mąż Bruce Shelton i ich jedenastomiesięczne dziecko Chad Shelton.
Pomimo ich szybkiej hospitalizacji, Duane i jego młody bratanek Chad zmarli odpowiednio 15 i 14 września 1978 r. (Por. Wyrok Sądu Najwyższego Nebraski )
Nitrozoaminy metodą chromatografii gazowej. Metoda 8070A , przeczytaj online
Opis analizatora energii cieplnej (TEA) do oznaczania śladowych ilości lotnych i nielotnych związków N-nitrozowych , Anal. Chem. , Czerwiec 1975, 47 (7): 1188-91