Fluorowce

Ważniejsze pierwiastki tej grupy to:

fluor,

chlor, brom i jod

.

Aktywność chemiczna tych pierwiastków

maleje

wraz ze

wzrostem masy atomowej

.

Wszystkie pierwiastki tej grupy są
chemicznie i biologicznie aktywne.
W przyrodzie nie występują w stanie
wolnym.
Jest pierwiastkiem najbardziej
elektroujemnym i najbardziej aktywnym
chemicznie; reaguje prawie z wszystkimi
pierwiastkami, związkami organicznymimi
nieorganicznymi

Fluor i jego związki

Fluor jest najlżejszym pierwiastkiem tej grupy.

Jest gazem o barwie żółtozielonkawej,
o ostrej i silnej woni zbliżonej do zapachu kwasu
podchlorowego. Wykazuje dużą
aktywność chemiczną, tworząc z wodą obecną w
powietrzu

fluorowodór

, działający silnie

utleniająco i korozyjnie. Dlatego jako gaz lub
skroplony nie może być przechowywany w
naczyniach metalowych.

Jest pierwiastkiem najbardziej elektroujemnym i

najbardziej aktywnym chemicznie; reaguje
prawie ze wszystkimi pierwiastkami i związkami
nieorganicznymi i organicznymi.

Fluor należy do grupy

„pierwiastków

niezbędnych „

dla organizmu żywego,

gdyż wchodzi w skład kości i zębów.

Zarówno niedobór jak nadmiar

fluoru

powoduje zmiany

zwyrodnieniowe kości i zębów.

Niedostateczna jego ilość może
sprzyjać powstawaniu próchnicy
zębów.

Występowanie

W przyrodzie fluor występuje głównie w

minerałach, głównie:

fluorytu, kriolitu i

fluoroapatytu

oraz w organizmach roślinnych i

zwierzęcych. Zanieczyszczenie powietrza

następuje głównie w wyniku działalności

człowieka w różnych gałęziach przemysłowych.

Zastosowanie

W postaci fluorków lub fluorowodoru jest

stosowany w przemyśle szklarskim, metalurgii, w

przemyśle optoelektronowym (np. lasery

zawierające fluorek ksenonu XeF). Stosowany

jest do produkcji środków do zwalczania

szkodników np. fluorek sodu (NaF), fluorooctan

sodowy (FeCH

2

CooNa), fluorek krzemu (SiF

4

),

kwas fluorokrzemowy (H

2

SiF

6

). W przemyśle

tworzyw sztucznych stosowany jest fluoroboran

etylowy [(C

2

H

5

)

2

OBF

3

] jako katalizator w

polimeryzacji związków winylowych.

Wchłanianie

Do organizmu fluor i jego związki wchłaniają się w

płucach np. fluorowodór wchłania się w ok. 90 %, a

związki fluoru dobrze rozpuszczalne w wodzie,

wchłaniają się dobrze drogą oddechową i drogą

pokarmową oraz skórę.

Losy w organizmie

Dzienne jego zapotrzebowanie jest pokrywane

wraz z przyjęciem pokarmu i wody. Najbardziej

korzystna jest zawartość fluoru w wodzie w

stężeniu 1mg/l, a akceptowane mogą być stężenia

w granicach 0,5-1,5 mg/l.

Fluor odkłada się w kościach i zębach, a także w

włosach i paznokciach.

Wydalanie

Wchłonięty ulega wydaleniu z moczem w 20 % w

ciągu 3 h, a po 24 h ok. 50 %. Z kałem wydala się

6-10 %, z potem 13-23 % wchłoniętej dawki.

Mechanizm działania toksycznego

Fluor i jego związki, działają toksycznie

bezpośrednio na komórki, zaburzając przemianę
wapnia i procesy enzymatyczne, ponieważ
wywierają wpływ na

metaloenzymy

lub

enzymy

zależne od magnezu, żelaza, miedzi i wapnia.
Tworzą z wapniem nierozpuszczalne połączenia ,
zmniejszając jego stężenie we krwi.

Duże dawki fluoru hamują oddychanie tkankowe,

przemianę węglowodanów, lipidów, syntezę
hormonów gruczołów przytarczycznych i
przysadki, a także gruczołu tarczowego.

Fluor i większość jego związków

działa żrąco

;

mogą przenikać przez naskórek i leżące głębiej
tkanki, powodując martwice.

Objawy zatrucia

ZATRUCIA OSTRE

- wdychanie fluorowodoru

– ostre zapalenie dróg

oddechowych możliwością obrzęku płuc.

- podanie drogą pokarmową

- fluorku sodu powoduje

jego rozkład w wydzieleniem

fluorowodoru

, który

działa silnie drażniąco na błony śluzowe, powoduje
bóle brzucha, wymioty i biegunki oraz objawy
„tężyczki” (wiązanie wapnia).

- kontakt z skórą i błoną śluzową

– wywołuje oparzenia.

W zatruciach ostrych, fluor można wykryć we

wszystkich narządach, a przede wszystkim duże ilości
w gruczole tarczowym.

ZATRUCIA PRZEWLEKLE

Objawy podobne jak przy zatruciu ostrym.
Na zębach powstają plamy matowo-białe lub

brunatne przy równoczesnym zniekształceniu zębów.

Zaburzenie w uwapnieniu :

osteoporoza

(niedowapnienie kości) i

osteoskleroza

(przewapnienie kości miękich).

Zmiany powyższe występują szczególnie w

kręgosłupie, czasami w miednicy , żebrach i innych
kościach.

Prowadzi to do usztywnienia kręgosłupa,

przykurczów zmniejszenia ruchomości stawów
(określane jako rozsiane stwardnienie kości).

Występuje przewlekły nieżyt oskrzeli, uszkodzenie

układu krwionośnego, a przede wszystkim w zakresie
układu czerwono-krwinkowego. Zapalenie nerwu
wzrokowego i spojówek oraz zaburzenia w trawieniu.

FLUOROOCTAN

Jest to silnie toksyczny pestycyd

(rodentycyd) przeznaczony do zwalczania
gryzoni.

Jest przykładem związku, który w badaniach

in vitro

na wyizolowanych układach

enzymatycznych wydawał się nieaktywny.

Po aktywacji metabolicznej, staje się silnym

inhibitorem, hamując reakcje zachodzące w
cyklu KREBSA .

Mechanizm działania toksycznego

Normalnie ,reszty dwuwęglowe (octan) po aktywacji

do acetylokoenzymu A ulegają kondensacji ze

szczawiooctanem, dając kwas cytrynowy. Kwas

cytrynowy w dalszych przemianach musi najpierw

przejść w

cis-akonitan

, a następnie w kwas

izocytrynowy.

Reakcja ta jest katalizowana przez enzym –

akonitazę

.

Podczas procesu tworzy się przejściowo kompleks

cytrynian- akonitaza,

a po odwodnieniu substratu

następuje uwolnienie enzymu, co umożliwia jego

dalszy udział w katalizie.

Fluorooctan zachowuje się podobnie: przechodzi w

formę aktywną (fluoroacetylo-CoA), następnie ulega

kondensacji ze szczawiooctanem, i dalej tworzy

kompleks z akonitazą. Kompleks ten nie ulega reakcji

odwodnienia i jest trwały. Powoduje to przerwanie

całego

cyklu KREBSA

, który jest podstawą przemian

energetycznych komórki.

Mechanizmowi temu towarzyszy

podwyższenie poziomu cytrynianu,
wywołany zablokowaniem akonitazy.

Objawy zatrucia

Występuje

arytmia

, której można zapobiec

podając wapń.

Wymioty, i ataki padaczkowe.
Następuje zapaść, zwolnienie oddychania.
Zgon następuje wskutek zablokowania

oddechu.

Ocena narażenia

Oceny narażenia dokonuje się wykorzystując wyniki

oznaczeń fluoru zarówno w powietrzu, wodzie i
żywności.

W środowisku pracy:

- dla fluoru

- NDS – 0,05 mg/m

3

; NDSCh – 0,4

mg/m

3

.

- fluorki jako (HF)

- NDS – 1 mg/m

3

; NDSCh – 3

mg/m

3

.

- fluorowodór (HF)

- NDS – 0,5 mg/m

3

; NDSCh – 4

mg/m

3

.

Dla potrzeb toksykologii przemysłowej przyjmuje się

jako dopuszczalne stężenie fluorków w moczu przed
rozpoczęciem pracy – 3mg/g kreatyniny, a w próbkach
moczy zebranych pod koniec pracy 7 mg/g kreatyniny.

Optymalne stężenie w wodzie pitnej wynosi 1mg/l.

Akceptowane jest w granicach 0,5 – 1,5mg/l

Dawka śmiertelna dla dorosłego wynosi 3 – 5 g fluorku

sodu.

Chlor

Chlor jest gazem ciężkim, o barwie

żółtozielonej, o przenikliwej i kłującej woni.

Rozpuszcza się w wodzie oraz w większości

rozpuszczalników organicznych. Jest

pierwiastkiem bardzo aktywnym, reaguje z

metalami i niemetalami.

Jest gazem niepalnym lecz silnie trującym,

żrącym i duszącym.

Jest cięży od powietrza i dlatego gromadzi się

przy powierzchni ziemi oraz dolnych partiach

pomieszczeń.

Chlor stwarza zagrożenie pożarowe w kontakcie

z substancjami i materiałami palnymi.

Z wodorem tworzy mieszaninę wybuchową.
Chlor tworzy szereg tlenków i kwasów o silnych

właściwościach utleniających i bakteriobójczych.

Chlor jest rozpowszechniony w przyrodzie w postaci

chlorków tworzących minerały jak

halit

(sól kamienna) i

sylwin

.

Występuje w wodzie morskiej oraz w wodach

mineralnych.

Otrzymywanie

Chlor otrzymuje się w procesie elektrolizy chlorków

zwłaszcza chlorku sodu, chlorków wapnia, magnezu i

potasu.

Zastosowanie

Chlor ma szerokie zastosowanie w przemyśle

chemicznym do licznych syntez m.in. do produkcji

kwasu solnego.

Wykorzystywany jest jako wybielacz w przemyśle

włókienniczym i papierniczym oraz używany jest do

dezynfekcji wody i ścieków.

Jako

gaz bojowy

został zastosowany w I wojnie

światowej(1915 r.).

Wchłanianie

Chlor wchłania się przez drogo oddechowe. Działa

silnie drażniąco na błony śluzowe oczu i dróg

oddechowych oraz skórę, zwłaszcza wilgotną

(spoconą) w wyniku powstania chlorowodoru (HCl)

oraz kwasu chlorowego[ in. kwasu podchlorowego

(HClO)].

Kwas chlorowy, tworząc N-chloropochodne,

uszkadza struktury komórkowe oraz uszkadza

czynność licznych enzymów, reagując z ich

grupami sulfhydrylowymi i tiolowymi.

Mechanizm działania toksycznego

Działa drażniąco na błony śluzowe oczu i dróg

oddechowych oraz skórę zwłaszcza wilgotną. Jest

substancją niebezpieczną dla środowiska oraz

działa toksycznie na organizmy wodne.

Rozpuszcza się w wodzie tworząc kwas solny.

Objawy zatrucia

Zbiorowe zatrucia ludzi zdarzają w przypadku uszkodzeń

zbiorników z ciekłym chlorem.

Anion chlorowy jest praktycznie nieszkodliwy i najbardziej

rozpowszechniony jako sól kuchenna i może być

przyjmowany w ilościach

10-15

g dziennie.

Przy znacznie wyższych ilościach i stężeniach powoduje

szereg powikłań(

izotonia i izoosmia

) co może doprowadzić

do śmierci.

ZATRUCIA OSTRE

Objawy zatrucia chlorem są uzależnione od jego stężenia

w powietrzu.

W stężeniu ok. 4mg/m

3

powietrza odczuwa się piekący ból

oczu, łzawienie, przekrwienie spojówek.

W miarę wzrostu stężenia obserwuje się odruchy kaszlu,

kichanie, łzawienie, obfite wydzielanie śliny oraz

podrażnienie tchawicy i oskrzeli (w stęż. Ok.15-40 mg/m

3

).

Przy ok. 80 mg/m

3

, napady kaszlu, wymioty, a

plwocina może zawierać krew, morze wystąpić uczucie

duszenia się, ucisk w klatce piersiowej, bóle za

mostkiem oraz uszkodzenie rogówki.

Powyżej 120 mg/m

3

obserwuje się spadek ciśnienia

tętniczego, obrzęk płuc i śmierć w wyniku zatrzymania

akcji serca.

W stężeniu ok. 3000mg/m

3

może nastąpić śmierć już po

kilku wdechach.

ZATRUCIE PRZEWLEKŁE

Chlor nie kumuluje się w organizmie i nie powoduje

zatruć przewlekłych.

Ostry przenikliwy zapach jest wyraźnym sygnałem

ostrzegawczym, co zapobiega zatruciom.

Przy długotrwałym narażeniu chlor w niskich

stężeniach wywołuje utratę węchu, zmiany skórne w

postaci trądzika chlorowego oraz uszkodzenie szkliwa

zębów. Obserwuje się przewlekły nieżyt dróg

oddechowych, występują nadżerki błon śluzowych nosa

i jamy ustnej.

Działania profilaktyczne

Na stanowiskach pracy wymagana jest miejscowa

oraz ogólna wentylacja.

Otwory zasysające wentylacji miejscowej

usytuowane powinny być w obrębie płaszczyzny

roboczej oraz w górnej części pomieszczenia i przy

podłodze.

Pierwsza pomoc

W zatruciach ostrych, osobę poszkodowaną

wynieść z miejsca narażenia.

Zapewnić spokój (bezruch) w pozycji półleżącej

lub siedzącej (wysiłek fizyczny może wyzwolić

obrzęk płuc).

Chronić przed utratą ciepła (okryć kocem).
W razie uczucia duszności podawać tlen ogrzany

(przez maskę).

Wezwać lekarza!.

Ocena narażenia

Pomiar stężenia chloru w powietrzu i

porównanie z NDS.

- NDS

- 1,5 mg/m

3

,

- NDSCh

- 9,0 mg/m

3

.

Brom

W temperaturze pokojowej jest cieczą o barwie

ciemnoczerwonej.

Jest jednym z dwóch pierwiastków obok rtęci w

postaci ciekłej.

Pary bromu są ciężkie i posiadają ostrą

przenikliwą i drażniącą woń.

Jest mniej aktywny chemicznie od chloru.
Brom tworzy związki z innymi halogenkami

(chlorem i fluorem).

Z wodorem tworzy silny kwas bromowodorowy,

który jest gazem bezbarwnym o ostrym
drażniącym zapachu.

Z tlenem tworzy szereg tlenków i kwasów

tlenowych np. kwas bromowy( HBrO

3

).

Bromki są dobrze rozpuszczalne w wodzie, z

wyjątkiem bromków: srebrowego, miedziowego

rtęciowego ołowiowego i palladowego.

Występowanie

Występuje w stanie związanym w wodzie morskiej,

w skorupie ziemskiej jako

bromokarnalit

i

bromosylwinit

w pokładach soli kamiennej i

potasowej, oraz w organizmach roślinnych i

zwierzęcych zwłaszcza morskich.

Zastosowanie

Stosuje się do produkcji barwników, pestycydów,

środków gaśniczych (freonów), oraz w lecznictwie

jako środek uspakajający.

Stosowany jest w przemyśle chemicznym jako

środek silnie utleniający do wielu syntez

organicznych, oraz do produkcji gazów bojowych i

łzawiących.

Bromek srebra jest składnikiem emulsji

fotograficznych.

Wchłanianie

Brom i jego związki oraz pary bromu, wchłaniają

się drogą oddechową, przez skórę i z przewodu
pokarmowego.

Wydalanie

Wydalanie bromu odbywa się przez nerki z

moczem.

Mechanizm działania toksycznego

Objawy zatrucia parami bromu są podobne do zatruć

chlorem.

Działanie toksyczne bromków polega na wypieraniu

chlorków z osocza i komórek, wywołując działanie
depresyjne na o.u.n., zaburzenia w gospodarce
elektrolitycznej, wzrost krzepliwości krwi,
niedotlenienie i wzrost stężenia

ditlenku węgla

we

krwi w wyniku upośledzenia wentylacji płuc.

Objawy zatrucia

W zasadzie zatrucia bromem i bromkami mają

charakter zatruć przewlekłych.

Istnieje bardzo mała rozpiętość pomiędzy dawką

leczniczą a toksyczną

Wywołują silne działanie drażniące na błony

śluzowe dróg oddechowych, kaszel,
zwiększone wydzielanie śluzu, krwotok z
nosa, uczucie ucisku w klatce piersiowej,
zawroty i bóle głowy.

Ciekły brom oraz jego pary , działają silnie żrąco

na skórę, wywołując ciężkie trudno gojące się
rany.

Dawka śmiertelna 35 g bromu

Czasami może dojść do odoskrzelowego zapalenia płuc

w wyniku zmniejszenia odruchów błony śluzowej.

Są spotykane dwa rodzaje zatruć;

przez

przedawkowanie

i w

wyniku nadwrażliwości

(nawet

przez małe dawki).

RODZAJE ZATRUĆ

-

miejscowe

– zmiany zapalne w gruczołach, które

biorą udział w wydalaniu bromu. Łzawienie oczu,
światłowstręt, ślinotok, zmiany nieżytowe w
śluzówce nosa, oskrzeli, które prowadzą do kichania
i kaszlu. Zmiany w śluzówce przewodu pokarmowego
(bóle żołądka, wymioty i bolesne biegunki).

Drażniące działanie na skórę (

swędzący trądzik

)

- ogólne

– ograniczone do układu nerwowego i

charakteryzują się: nieskoordynowaną

ruchliwością, chwiejny chód, niemożność pisania,

podwójne widzenie, apatia (obniżenie aktywności

i brak zainteresowania), depresja psychiczna,

osłabienie pamięci, otępienie, senność.

Leczenie

Leczenie polega na podaniu dużej ilości płynów

oraz soli kuchennej ( 1g w roztworze co godzinę).

W ciężkich przypadkach przy zagrożonym

oddychaniu, płukanie żołądka (kilka razy) w celu

usunięcia bromu wydalanego przez komórki

wydzielnicze żołądka.

Podaje się leki cucące, kofeinę, kardiamid.

Ocena narażenia

Ocenę narażenia w warunkach przemysłowych

oparta jest na pomiarze stężenia bromu w

powietrzu i porównaniu z NDS.

- DSNDS

- 0,7 mg/m

3

,

- NDSCh

- 2 mg/m

3

.

Jod

Od jest substancją stałą, krystaliczną o szaroczarnym

kolorze i metalicznym połysku. W temperaturze pokojowej
sublimuje, tworząc ciemnioioletowe dymy o ostrej
przenikliwej woni.

W wodzie rozpuszcza się gorzej od bromu i chloru,

tworząc roztwór o żółtobrunatnym zabarwieniu.

Rozpuszcza się dobrze w stężonych roztworach jodku

potasowego i licznych rozpuszczalnikach organicznych.

Łączy się z wieloma metalami i niemetalami.
Z wodorem jod tworzy jodowodór, który jest bezbarwnym

gazem, dymiącym w wilgotnym powietrzu i dobrze
rozpuszczalnym w wodzie.

Jest pierwiastkiem niezbędnym dla organizmu!.

Niedobór jodu jest przyczyną niedoczynności

tarczycy(wole).

Występowanie

Występuje w wodzie morskiej, głównie w postaci

jodków i jodanów (w stężeniu ok. 0,001 %) i wielu

naturalnych solankach oraz stanowi domieszkę

saletry chilijskiej.

Bogate w jod są wodorosty z głębszych wód.
W organizmie występuje głównie w tarczycy, także

w mięśniach, krwi; bierze udział w biosyntezie

hormonów gruczołu tarczowego (

tyroksyny

) oraz

bierze udział w przyswajaniu innych pierwiastków.

Zastosowanie

Związki jodu ( gł. jodki) są stosowane w przemyśle

chemicznym

do produkcji barwników, w przemyśle

farmaceutycznym

(jako

jodyna

, środki odkażające,

kontrastujące oraz w leczeniu tarczycy),

spożywczym

(jodowanie soli) oraz w

fotografii

.

Wchłanianie

Pary jodu w warunkach przemysłowych wchłaniają

się drogą oddechową.

Jod i jego związki (jodki i jodany) łatwo wchłaniają

się z przewodu pokarmowego

.

Detergenty ułatwiają wchłanianie jodu przez skórę.

Losy w organizmie

We krwi stężenie jodu związanego z białkiem

wynosi

Dzienne zapotrzebowanie organizmu ludzkiego na

jod wynosi 1 – 2 μg/kg m.c.

We krwi stężenie jodu związanego z białkiem

wynosi 2,4 – 8,1 μg/100 cm

3

. Około 98 % tej ilości

to jod tyroksyny.

Największa ilość jodu znajduje się w gruczole

tarczowym 1- 10 mg.

Wydalanie

Jod wydala się z organizmu głównie przez

nerki ( z moczem wydala się 15 - 16 μg/ 24 h.

Mniejsze ilości wydalają się z mlekiem, potem

i kałem.

Mechanizm działania toksycznego

Działanie toksyczne jodu polega na jego

bezpośrednim działaniu na komórki, wywołując
denaturację białek.

Pary jodu działają drażniąco na błony śluzowe

silniej niż pary chloru i bromu.

Częsty kontakt skóry nawet z małymi ilościami

jodu może wywołać uczulenie zapalne skóry ,
tzw.:

alergię jodową

.

Objawy zatrucia

ZATRUCIA OSTRE

- drogą pokarmową

– gwałtowne wymioty o ciemno

zabarwionej treści (co świadczy o usuwaniu jodu).

Inne objawy to: luźne stolce,, ból brzuch, pragnienie,

metaliczny posmak w ustach oraz wystąpienie

brunatnych plan w ustach, szum w uszach, wstrząs,

gorączka majaczenie, stupor (zesztywnienie).

Po wypiciu jodyny dochodzi do uszkodzenia ścian

żołądka i jelit, a także zwężenie przełyku.

Większe dawki jodu mogą uszkodzić nerki (martwica

kłębuszków nerkowych i kanalików).

-

bezpośredni kontakt z skórą

środków

dezynfekcyjnych zawierających jod wywołuje

działanie drażniące, zależnie od stężenia.

Jod krystaliczny wykazuje działanie żrące z

uszkodzeniem tkanek (oparzenia skórne, sączące się

rany i gorączkę).

-

drogą inhalacyjną

- działanie drażniące na drogi

oddechowe silniej od chloru i bromu.

ZATRUCIA PRZEWLEKŁE

Najczęściej przyczyną przewlekłych (zwykle

umiarkowanych)zatruć ludzi jodem jest
przyjmowanie go drogą pokarmową: w diecie
(jodowana sól kuchenna, wodorosty) i z
preparatów farmaceutycznych (m.in. niektóre
środki wykrztuśne i leki stosowane w leczeniu
niedoczynności tarczycy.

Jodki stosowane w lecznictwie po długim

leczeniu u osób wrażliwych mogą doprowadzić
do wystąpienia objawów zwanych „

jodzicą

”.

Rozróżnia się działanie:

- miejscowe

– zmiany zapalne: jamy ustnej z

ślinotokiem, śluzówki żołądka i jelit z bólami
żołądka, śluzówki nosa i oskrzeli, trądzik.

- ogólne

- polegające na pobudzeniu przemiany

materii, która może doprowadzić do wyniszczenia
organizmu.

Występuje podrażnienie błon śluzowych nosa z

obfitą wydzieliną, metaliczny posmak w ustach,
zapalenie spojówek, rumień skóry, pokrzywka,
zmniejszenie masy ciała, depresja, nadmierna
pobudliwość.

Dawka śmiertelna jodu dla człowieka wynosi ok. 3-4

g.

Ocena narażenia

Pomiar stężenia par jodu w powietrzu i porównanie z

NDS.

- NDS

- 1 mg/m

3

,

- NDSCh

- brak