N- nitrosodimethylamin

Nebezpečí H301, H330, H350, H372, H411, H301 : Toxický při požití
H330 : Při vdechování smrtelný
H350 : Může způsobit rakovinu (uveďte cestu expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nezpůsobuje stejné nebezpečí)
H372 : Známá rizika, závažné účinky na orgány (seznam všech postižených orgánů, pokud je známo) po opakované expozici nebo dlouhodobé expozici (uveďte cestu expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nevede ke stejnému nebezpečí)
H411 : Toxický pro vodní organismy, s dlouhodobými účinky

WHMIS

B3, D1A, D2A, D2B, B3 :
Bod vzplanutí hořlavé kapaliny = 61 ° C uzavřený kelímek (metoda není uvedena)
D1A : Vysoce toxický materiál způsobující okamžité vážné účinky
Akutní letalita: LC50 inhalace / 4 hodiny (myš) = 57 ppm
D2A : Vysoce toxický materiál mající „jiné toxické účinky
karcinogenita: IARC skupina 2A; chronická toxicita: hepatotoxicita
D2B : Toxický materiál způsobující jiné toxické účinky
Mutagenita u zvířat

Zveřejnění 0,1% podle seznamu zveřejněných složek

Doprava

3382

Kemlerův kód:
66 : vysoce toxická látka
UN číslo :
3382 : TOXICKÝ PRO VDECHOVÁNÍ KAPALNÝ, NOS, s inhalační toxicitou menší nebo rovnou 1000 ml / m a koncentrací nasycených par větší nebo rovnou 10 LC50
Třída:
6.1
Štítek: 6.1 : Toxické látky Balení: Obalová skupina I : velmi nebezpečné látky;

Klasifikace IARC

Skupina 2A: pravděpodobně karcinogenní pro člověka

Ekotoxikologie

LogP

-0,57

Prahová hodnota zápachu

nízká: 0,0079 ppm
vysoká: 0,01 ppm

Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

N -nitrosodiméthylamine ( NDMA ) je ve formě žluté kapaliny, mastná, z nejasný zápachu, hořlavý , mírně těkavé a náchylné k degradaci fotolýzy způsobené paprsky ultrafialového . Je nekompatibilní se silnými oxidačními nebo redukčními činidly a se silnými zásadami. Není bioakumulativní .

Různé nomenklatury:

dimethylnitrosamin;
dimethylnitrosoamin;
N, N- dimethylnitrosamin;
N- methyl, N- nitrosomethanamin;
N- nitroso, N, N- dimethylamin;
DMN a DMNA.

Všeobecné

Molekula N- nitrosodimethylaminu je součástí rodiny dialkylnitrosaminů , molekul široce používaných a přítomných v mnoha produktech, přírodních i syntetických. Jeho tvorba je biochemická , chemická nebo dokonce fotochemická . Nitrosaminy jsou deriváty aminů, které mají nitrosofunkční skupinu (-NN = O) a aminovou funkci (obvykle sekundární, N-R2). Obecně lze říci, že nitrosaminy se tvoří podle následující rovnice:

Tyto reakce mohou probíhat v kyselém , zásaditém nebo neutrálním prostředí , v organickém rozpouštědle nebo na vzduchu. Alkylaminy, kterými jsou obvykle dimethyltriamin (DMA) nebo trimethylamin (TMA), přicházejí do styku a reagují s oxidy dusíku, kyselinou dusitou nebo solemi ve formě nitritů za vzniku dialkylnitrosaminů a zejména NDMA.

Mechanismus tvorby N- nitrosaminů je elektrofilní substituce mezi organickým dusíkem a sloučeninou nitrózy. Tato reakce je závislá na hodnotě pH , na alkalitu z aminu a teplotou. V případě N- nitrososloučenin ze sekundárních aminů je rychlost tvorby nepřímo úměrná zásaditosti aminu. Mnoho nitrosaminů je podezřelých z toho, že jsou pro člověka karcinogenní , ačkoli tato hypotéza ještě nebyla definitivně ověřena.

Přítomnost, přirozená a antropogenní

V přírodě se nachází ve vzduchu , vodě , sedimentu, půdě a biotě v koncentracích hluboko pod detekčními limity běžných analytických zařízení. Tyto antény prekurzory z NDMA jsou dusitanů a nitrosovatelné látky, jako jsou sekundární aminy. Jeho pozemskými prekurzory jsou dusičnany , dusitany , aminy a bakterie. Ale v registru bioty ji mohou rostliny metabolizovat, a proto negenerují žádnou biokoncentraci.

Nízké hladiny NDMA jsou hlášeny ve vzduchu, vodě a půdě, s výjimkou průmyslových oblastí, jako jsou továrny na výrobu pesticidů , automobilové pneumatiky a alkylaminy . NDMA je vedlejší produkt výroby chemických procesů používaných v tomto druhu průmyslu.

NDMA ve vodě

Studie v Kanadě ukazují, že koncentrace NDMA v povrchových vodách není dostatečně vysoká, aby poškodila vodní organismy. Pokud jde o pitnou vodu , je obsah NDMA nízký a je spíše připisován kontaminaci podzemních vod průmyslovými vypouštěními. V čistírnách odpadních vod se koncentrace NDMA zvyšuje v důsledku použití chloru v procesu ničení bakterií a virů ve vodě. Proces tvorby NDMA v přítomnosti chloru je následující:

Vzhledem k přítomnosti prekurzorů a zbytkového chloru některé vzorky upravené pitné vody během skladování nadále generují NDMA.

Ve vodě je nepravděpodobné, že by se NDMA hromadil v živých organismech nebo prchal ve velkém množství, kvůli jeho mísitelnosti s vodou a nízkému tlaku par . Zejména ve vodách jezer není NDMA významně ovlivněn oxidačními , hydrolýzními , biotransformačními a biodegradačními reakcemi .

V Severní Americe byla detekce NDMA v pitné a odpadní vodě předmětem důležitých studií. Ve Spojených státech vydalo Kalifornské ministerstvo zdravotnictví na toto téma řadu zpráv. V roce 1998 několik analýz potvrdilo přítomnost NDMA v různých studnách pitné vody v různých koncentracích v rozmezí od 0,07 do 3 μg · l -1 . Tyto výsledky vedou kalifornské ministerstvo zdravotnických služeb (CDHS) ke stanovení vypočtené minimální koncentrace NDMA 0,002 μg · l -1 , stanovené podle úrovně minimálního rizika rakoviny. V roce 1999 se CDSH rozhodl upravit minimální přípustný obsah NDMA v pitné vodě a odpadních vodách na 0,02 μg · l -1 , aby se zohlednily studie o produkci NDMA v pitné vodě. vBřezen 2002, požádala CDHS Úřad pro posuzování zdravotních rizik pro životní prostředí (OEHHA) o studii veřejného zdraví (Public Health Goal-PHG-). Tato studie je prvním krokem v regulačním procesu vývoje normy pro pitnou vodu. Následně CDHS na své webové stránce zveřejňuje výsledky studií o produkci NDMA v pitné vodě a úpravu minimálního povoleného obsahu NDMA v pitné vodě a odpadních vodách z 0,02 na 0,01 mcg · s -1 . vprosince 2006„OEHHA generuje PHG pro NDMA na 0,003 μg · l -1 , zatímco CDHS udržuje minimální přípustnou hladinu NDMA na 0,01 μg · l -1 . vČervenec 2007, je program pitné vody součástí nového CRPD.

Na druhou stranu, v Kanadě, Ontario Ministerstvo životního prostředí , ve městě Windsor, rovněž provedla studie na úrovni NDMA v pitné a odpadní vody. Výsledky ukazují, že je nepravděpodobné, že by uvolňování NDMA nepříznivě ovlivnilo populace vodních organismů v Kanadě . Nejvyšší koncentrace byly naměřeny ve vzorcích odebraných z rostlin pitné vody pomocí přesné koagulační předsměsi vyrobené z polyaminu a kamence.

Obecně je poločas NDMA krátký, což vede k závěru, že nejde o perzistentní látku ve vzduchu. Příspěvek NDMA ke změně klimatu je zanedbatelný a potenciál pro ničení ozonu NDMA je téměř nulový.

NDMA ve vzduchu

O obsahu NDMA v okolním vzduchu existuje jen málo informací. V Kanadě bylo prokázáno, že emise NDMA pocházejí primárně z bodových zdrojů, omezených pouze na několik průmyslových a městských lokalit v Ontariu. Ve skutečnosti byla v roce 1990 provedena analýza na sedmi vzorcích a výsledky odhalily koncentraci NDMA pod detekčními limity (pohybující se od 0,0034 do 0,0046 μg · m -3 ). vSrpna 1991V průběhu vzorkování ve Windsoru (Ontario) všechny vzorky uváděly koncentrace NDMA pod detekčními limity (v rozmezí od 0,0014 do 0,017 mcg · m -3 ). Maximální koncentrace za obvodem rostlin byla 0,079 mcg · m -3 .

Pokud jde o přítomnost NDMA v půdách a sedimentech, nejsou k dispozici žádné údaje o koncentraci této látky v nich.

Prekurzory NDMA jsou v prostředí široce distribuovány. Nachází se v rostlinách, rybách, řasách , moči a stolici . Mnoho mikroorganismů se může podílet na tvorbě nitrosaminů bakteriálními biochemickými procesy autotrofní a heterotrofní nitrifikace a denitrifikace . Nitrosaminy mohou vznikat během metabolismu potravin, které obsahují dusičnany nebo dusitany, alfa-hydroxylací nebo denitrosací nitrosaminu z důvodu biologické podobnosti. Jelikož se nezdá, že by existoval nějaký kvalitativní rozdíl mezi metabolismem NDMA u lidí a laboratorních zvířat, lze tuto látku nalézt také v našem těle.

NDMA v potravinách

NDMA je vedlejším produktem reakcí při zpracování, konzervaci nebo přípravě potravin . Přídavek dusitanů a dusičnanů, kouření, dehydratace a solanka jsou příklady konzervačních metod, které vedou ke kontaminaci potravin NDMA. Konzervované produkty, jako je sýr , maso a šunka, se konzervují přidáním dusitanů a dusičnanů, které jsou prekurzory NDMA. V procesu kouření ( ryby ), stejně jako v procesu dehydratace spalovacím plynem ( pivo ), jsou oxidy dusíku obsažené v kouři odpovědné za tvorbu NDMA. Mikrobiální redukce dusičnanů na dusitany probíhá během procesu konzervování solanky , zejména v případě zeleniny.

NDMA lze asimilovat pěstovanými rostlinami. Analýzy na špenátu vystaveném po dobu dvou dnů koncentraci v rozmezí od 10 do 100 mg NDMA / kg vlhké hmotnosti ukázaly relativní absorbanci této látky 0,38%. Vzhledem k tomu, že NDMA je obecně biotransformovatelný, ministerstvo životního prostředí Ontaria nepovažuje v tomto případě výpočet faktoru biokoncentrace za použitelný.

NDMA v některých průmyslových výrobcích

NDMA se také nachází v plastových předmětech , jako jsou dudlíky a dudlíky, v kosmetice a ve spalování dřeva nebo motorů automobilů. Zejména nikotin je specifickým prekurzorem pro tvorbu NDMA. V průměru člověk, který kouří krabičku cigaret denně, vdechne asi 0,8 μg NDMA. Použitý kouř navíc obsahuje ještě větší množství NDMA. Průměrný emisní faktor pro NDMA v tabákovém kouři v životním prostředí u šesti značek cigaret prodávaných ve Spojených státech byl stanoven na 570 ± 120 ng / cigaretu .

V Kanadě v roce 1975 přísné předpisy umožňovaly výrazné snížení přítomnosti NDMA, stejně jako zákaz používání dusitanů.

použití

V Kanadě neexistuje žádné specifické použití této molekuly, ale je uvolňována jako vedlejší produkt nebo kontaminant průmysly a čistírnami odpadních vod.

Ve Spojených státech se používá jako:

přísada používaná ve složení benzínu pro rakety ;
antioxidant a katalyzátor v organickém chemickém průmyslu;
změkčovadlo ve složení určitých kopolymerů .

Toxicita

Intoxikace by NDMA lze provést dvěma způsoby: pomocí požití nebo vdechování . Obecně lze říci, že NDMA je molekula považovaná za karcinogenní .

NDMA má po akutní a chronické expozici toxické účinky na různé vodní, rostlinné a živočišné druhy. Po expozici koncentracím NDMA 5 mg · l -1 v pitné vodě a 10 mg · kg -1 v potravinách byl zaznamenán nárůst případů nádorů u savců.

Obojživelné druhy, jako jsou želvy a žáby , jsou citlivější na toxické a karcinogenní účinky NDMA než ryby. Na druhé straně NDMA vykazuje po perorálním podání u potkanů vysokou toxicitu. Hodnota LD 50 (smrtelná dávka) se pohybuje mezi 23 a 40 mg · kg -1 tělesné hmotnosti. Tato látka také způsobuje vysokou toxicitu při vdechování. Hodnoty LC 50 (letální koncentrace) po čtyřech hodinách jsou kolem 78 ppm . U řady druhů savců byly zaznamenány účinky na játra, často spojené se sníženým přežitím. Také došlo k přetížení různých orgánů, včetně ledvin a plic, po požití 3,8 mg · kg -1 tělesné hmotnosti této látky po dobu jednoho až dvanácti týdnů.

U savců , jako jsou myši , krysy , křečci , norky , kočky a psi , vedlo vystavení NDMA při nízkých dávkách ke krvácení ze žaludku i k respiračním problémům. Ale delší expozice a vyšší koncentrace způsobovaly rakovinu , konkrétněji lokalizovanou v játrech , a ve velmi vysokých dávkách vedly ke smrti hemoragickou nekrózou jater.

Studie také ukazují, že hlodavci vystavení NDMA inhalací nebo intratracheální instilací vykazují známky karcinogenity. Po perorálním podání NDMA nebo intraperitoneální injekcí bylo pozorováno poškození DNA v játrech, ledvinách a plicích. Expozice NDMA může také způsobit tvorbu methylovaných bází uvnitř genomu. Bylo také prokázáno, že NDMA je toxický pro reprodukční funkce a vývoj.

Je důležité si uvědomit, že se nezdá, že by existoval nějaký kvalitativní rozdíl v toxických účincích NDMA mezi hlodavci a lidmi. Ve studiích rizik nemocí spojených s požitím NDMA však pozorované trendy nejsou vždy statisticky významné. Jediný test provedený na lidech však ve velmi nízké dávce vykazoval příznaky jako: nevolnost, bolesti hlavy, zvracení a malátnost. Environment Canada došla k závěru o korelaci mezi účinky na savce a možnými účinky na člověka. Mezi vzácnými případy otravy NDMA u lidí hodnocených na celém světě byly v Německu v roce 1980 zaznamenány tři případy lidské smrti poté, co po dobu dvou let požily 4 dávky 200 mg NDMA. Zemřeli v důsledku selhání jater. Dva další případy otravy vdechováním kouře NDMA, v letech 1937 a 1974, způsobily bolesti hlavy, zvracení, žloutenku a hromadění tekutin v peritoneální dutině. Nakonec ve Spojených státech (Nebraska) známe případ trestné otravy, který měl za následek smrt dvou z pěti lidí, kteří vypili otrávený nápoj během několika dní.

Testy na buňce in vitro prokázaly tvorbu methylovaných bází v genomu, což klinicky vedlo k savcům, jako jsou myši, ke zvýšení počtu mrtvě narozených dětí. Studie také ukazují, že NDMA má účinek genotoxicity, protože má účinek genetické mutace na lidské nebo hlodavčí buňky.

U vodních rostlin, bez ohledu na způsob jejich zásobování, jako je hnojivo pro půdu nebo znečištěná voda, výsledek ukázal zpomalení jejich růstu.

Všechny tyto výsledky a tyto důkazy vedly společnost Environment Canada k uvedení této molekuly do úřadu IRAC a k zavedení zákazu výroby, použití nebo dovozu této molekuly na území. Kromě toho toto ministerstvo definovalo standardy pro maximální koncentrace NDMA obsažených ve vodě. Takže dostaneme:

pitná voda: 9 ng / l;
vody pro zavlažování : 80 ng / l

Analytická metoda

Nejčastěji a nejlépe používanou analytickou metodou je chromatografie ( GC nebo HPLC ) spojená s hmotnostním spektrometrem (MS). Poměrně nedávná inovace spočívá ve vazebné chromatografii, plynové nebo kapalné, na analyzátor TEA ( Thermal Energy Analyzer ). Tato technika je založena na principu chemiluminiscence . Je specifický pro nitrované molekuly a má tu výhodu, že v GC režimu rozlišuje nitrosované sloučeniny od nitrosloučenin.

Metoda má dva kroky:

koncentrace: extrakce kapalina-kapalina nebo extrakce na pevné fázi;
separace a detekce: GC nebo LC.

Metoda degradace NDMA v odpadních vodách

U odpadních vod je možné k degradaci NDMA použít dvě metody: buď ultrafialovým (UV) zářením k degradaci NDMA na DMA, nebo ozonolýzou , kdy NDMA dává dimethylaminový iont .

NDMA přítomný ve vodním prostředí se primárně odstraňuje procesem fotodegradace. Přítomnost organických látek a suspendovaných látek ve vysokých koncentracích zpomaluje proces degradace NDMA, protože do značné míry závisí na vlastnostech vodního prostředí. Fotodegradace je také značně snížena při absenci světla. Toto pozorování vysvětluje perzistenci NDMA v podzemních vodách, na rozdíl od vzduchu, kde je obsah této látky zanedbatelný, zejména během dne, protože je zničen působením fotolýzy za vzniku dimethylnitraminu.

Biodegradace of NDMA je v mírně pomalejší anaerobní prostředí, než v aerobním prostředí . Ve skutečnosti dochází k větší degradaci NDMA v provzdušněné půdě než ve vodě nasycené půdě. Na povrchu půdy je NDMA rychle odstraněn fotolýzou a těkáním. Předchozí vystavení NDMA bakteriím také zvyšuje biodegradaci v půdě.

Použití ozonolýzy k degradaci NDMA může být zajímavé, protože umožňuje přímou reakci s organickými sloučeninami oxidací vytvořenou • OH radikály. Funguje skvěle na aminy a aromatické látky. Je možné přidat peroxid vodíku ke zvýšení produkce radikálů .

Historie událostí

Toto je chronologický seznam opatření přijatých kanadskými orgány ( Health Canada ), pokud jde o NDMA jako objevující se kontaminující látku.

1964 : zákaz používání dusičnanů k konzervování mořských plodů.
1975 : povinnost omezit používání dusitanů a zákaz dusičnanů při úpravě potravin ošetřením .
1992 : regulační limit v odpadních vodách 200 ng / l
1997 - 1998 : dozorový průzkum.
2000 : snížení emisí do ovzduší na 80 g .
2000 : Zpráva o hodnocení NDMA.

Reference

N - NITROSODIMETHYLAMIN , bezpečnostní listy Mezinárodního programu chemické bezpečnosti , konzultovány 9. května 2009
vypočtená molekulová hmotnost od „ atomové hmotnosti prvků 2007 “ na www.chem.qmul.ac.uk .
Záznam „Dimethylnitrosamin“ v chemické databázi GESTIS IFA (německý orgán odpovědný za bezpečnost a ochranu zdraví při práci) ( německy , anglicky ), přístup k 31. březnu 2009 (je vyžadován JavaScript)
„Dimethylnitrosoamin“ , na ESIS (přístup 22. února 2009)
Pracovní skupina IARC pro hodnocení karcinogenních rizik pro člověka, „ Globální hodnocení karcinogenity pro člověka, skupina 2A: Pravděpodobně karcinogenní pro člověka “ , na monografiích .iarc.fr, IARC,16. ledna 2009(zpřístupněno 22. srpna 2009 )
Indexové číslo 612-077-00-3 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
„ N-Nitrosodimethylamin “ v databázi chemických látek Reptox z CSST (quebecká organizace odpovědná za bezpečnost a ochranu zdraví při práci), přístup k 25. dubnu 2009
„ N-Nitrosodimethylamine “ na adrese hazmap.nlm.nih.gov (přístup 14. listopadu 2009 )
(in) K. Rostkowska, Zwierz K., A. Różański J. Moniuszko-Jakoniuk, A. Roszczenko, „Training and Metabolism of N-Nitrosamines“
Choi, J. Valentine, R., Tvorba N-nitrosodimethylaminu (NDMA) z reakce monochloraminu: nový vedlejší produkt dezinfekce , Water Research 36 (2002) 817-824
NDMA bílého papíru, http://www.valleywater.org/media/pdf/SFPUC_NDMA_White_Paper.pdf
Cíle veřejného zdraví pro chemické látky v pitné vodě, N-nitrosaminy , prosinec 2006
Kanadský zákon o ochraně životního prostředí CEPA 1999, NDMA Assessment Report , Environment Canada, 2000, číst online
Craig B. Fryhle, TW Graham Solomons, Organic Chemistry , Wiley, 7 th ed.
Steven Roy Harper byl shledán vinným z pokusu otrávit svou bývalou přítelkyni Sandru Johnsonovou, kterou chtěl potrestat za to, že ho opustil před čtyřmi lety; poté, co získal NDMA od Omaha Research Institute, kde pracoval od března doSrpna 1978, vyzkoušel by účinnost přípravku na psu a kočce své rodiny, pak by prošel9. září 1978vstoupit do domu Sandry Johnsonové a jejího manžela Duana Johnsona v jejich nepřítomnosti a nalít tekutinu do nádoby obsahující limonádu připravenou Sandrou.
Tento nápoj se druhý den nepil10. záříSandra (která ji po ochutnání vyplivla kvůli své podivné chuti ), ale několik členů její rodiny: její manžel Duane Johnson, jejich dvouletá dcera Sherry a Sandřina sestra Sallie Sheltonová , její manžel Bruce Shelton a jejich jedenáctiměsíční dítě Chad Shelton.
Navzdory jejich rychlé hospitalizaci zemřel Duane a jeho mladý synovec Čad 15. září a 14. září 1978 (srov. Rozsudek Nejvyššího soudu v Nebrasce )
Nitrosaminy plynovou chromatografií. Metoda 8070A , číst online
Popis analyzátoru tepelné energie (TEA) pro stopové stanovení těkavých a netěkavých N-nitrososloučenin , Anal. Chem. , Jun 1975, 47 (7): 1188-91