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Gas HCN e relativo sensore

Introduzione al gas acido cianidrico

L'acido cianidrico è un composto chimico industriale con formula HCN e struttura H-C=N. È caratterizzato da un gas o liquido incolore con un odore simile alla mandorla che irrita gli occhi e le vie respiratorie e ha effetti tossici sistemici. L'HCN è presente naturalmente in molti alimenti e piante: piccole dosi non sono un problema per le persone poiché il cianuro viene convertito in tiocianato ed eliminato dal corpo.

L'acido cianidrico (HCN) è un liquido di colore azzurro chiaro estremamente infiammabile e altamente tossico. È prodotto dall'ammoniaca e dal gas naturale e viene utilizzato a fini industriali come precursore di altre sostanze chimiche, tra cui fibre sintetiche, polimeri e prodotti farmaceutici. I rischi per i lavoratori industriali includono il pericolo di esplosione in presenza di calore, l'asfissia chimica in aree scarsamente ventilate e la generazione involontaria di livelli tossici pericolosi di gas HCN.

È prodotto dall'ammoniaca e dal gas naturale e viene utilizzato a fini industriali come precursore di molti composti chimici, dai polimeri ai prodotti farmaceutici. Il rischio per i lavoratori industriali è rappresentato dal pericolo di esplosione in presenza di calore, dall'asfissiante chimico in aree scarsamente ventilate e dalla generazione involontaria. L'HCN è presente anche in vari prodotti del tabacco e viene rilasciato dalla combustione di materiali organici contenenti azoto. A dimostrazione del suo elevato livello di tossicità, in passato questo composto è stato utilizzato come agente chimico bellico.

Il monitoraggio della concentrazione di acido cianidrico è essenziale in ambienti in cui l'esposizione a sostanze chimiche tossiche rappresenta un rischio, poiché anche livelli bassi possono avere un impatto significativo sulla salute. Quando viene inalato o assorbito, l'acido cianidrico si dissocia rapidamente formando lo ione cianuro, che può interferire con la respirazione cellulare. L'esposizione può portare a livelli elevati di cianuro nel sangue, un indicatore critico utilizzato nelle valutazioni mediche per determinare la tossicità del cianuro. Un'attenta manipolazione e monitoraggio di queste sostanze chimiche tossiche è quindi fondamentale per prevenire un'esposizione dannosa e garantire la sicurezza.

Il vapore di acido cianidrico, un potente agente chimico bellico, può essere altamente tossico anche a basse concentrazioni. Essendo un acido debole, si dissocia facilmente nella sua forma tossica di ione cianuro, che può legarsi rapidamente agli enzimi cellulari vitali e interrompere la respirazione cellulare.

In molti settori industriali, un rilevatore di gas HCN è essenziale per individuare rapidamente eventuali fughe pericolose e prevenire l'esposizione professionale. Misure di sicurezza adeguate e il monitoraggio dei dati garantiscono che i livelli di acido cianidrico (HCN) rimangano entro i limiti consentiti, riducendo il rischio di gravi conseguenze per la salute.

Caratteristiche del gas

  • Gas o liquido incolore (o blu pallido)
  • Odore forte e pungente, profumo simile alla mandorla amara 
  • Altamente tossico
  • Infiammabile
  • La formula molecolare è HCN o CHN.
  • Il tautomero dell'HCN è l'HNC, isocianuro di idrogeno.
  • Conosciuto anche come anammonide formico, acido cianidrico, acido cianidrico, formonitrile, acido prussico, metanonitrile, cianwasserstoff
  • CAS 74-90-8
icona ghs whmis tossico che raffigura i pericoli dell'anidride solforosa rilasciata nei processi industriali che comportano rischi chimici
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Rischi e fonti industriali dell'HCN

  • Incendi e sostanze pericolose - Qualsiasi sostanza contenente carbonio e azoto (ad esempio le schiume poliuretaniche utilizzate nei mobili e nei materassi) può rilasciare acido cianidrico se bruciata in determinate condizioni. Pertanto, è uno dei gas più pericolosi a cui possono essere esposti i primi soccorritori durante un incendio. Leggi la nostra guida: Ci sono lacune nel vostro programma di rilevamento di gas incendiari e pericolosi?
  • Produzione chimica: creazione di polimeri e prodotti farmaceutici . Applicazioni su larga scala producono cianuro di potassio per l'industria mineraria e adiponitrile per la plastica.
  • Produzione - L'HCN è utilizzato nella produzione di carta, nylon, plastica, tessuti e fumiganti.
  • Settore minerario e metallurgico - L'HCN viene utilizzato per produrre cianuro di sodio (NaCN) e cianuro di potassio (KCN), impiegati nella galvanoplastica dell'oro e dell'argento. 
  • Sottoprodotti - provenienti da altiforni, forni da coke, fotoincisione,fumo derivante dalla combustione di composti contenenti azoto, gas di scarico dei veicoli e fumo di sigaretta. 
  • Fumiganti - contro molti insetti che infestano gli impianti di produzione alimentare e disinfettano gli spazi chiusi. Lavoratori che fumigano navi ed edifici.
  • Estrazione e raffinazione dei metalli - lavoratori dell'acciaio e del ferro che operano in impianti che temprano ferro e acciaio.
  • I lavoratori agricoli che disinfestano i parassiti all'aperto in aree come i frutteti. L'HCN è presente nei noccioli della frutta, quindi masticarli può essere pericoloso. 
  • Produzione e raffinazione del petrolio
  • I lavoratori delle fabbriche che producono fibre acriliche, gomma sintetica e plastica possono essere esposti a rischi.
  • Elaborazione fotografica
  • Industria farmaceutica
  • Creazione di gioielli
  • Produzione di acciaio
  • Galvanoplastica
  • Metallurgia


Gli esseri umani hanno trattenuto il 58% dell'acido cianidrico nei polmoni dopo aver inalato il gas attraverso la normale respirazione.

Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti/Agenzia per la registrazione delle sostanze tossiche e delle malattie; Profilo tossicologico del cianuro, pag. 75 (luglio 2006)

Scenari ad alto rischio

  • Rischi di esplosione - la polimerizzazione confinata, l'esposizione al calore o alle fiamme e il deflusso dalle fognature creano gravi rischi di esplosione per l'HCN. 
  • Asfissiante chimico: in ambienti chiusi o scarsamente ventilati possono svilupparsi rapidamente concentrazioni pericolose.
  • Avvelenamento da cianuro: può verificarsi a seguito di un incendio quando bruciano determinati materiali. "Il monossido di carbonio e l'acido cianidrico sono definiti i 'gemelli tossici' dell'inalazione di fumo" (Science and Technology, 2021). Questi fumi sono così tossici che anche piccole quantità possono rappresentare un rischio maggiore rispetto all'incendio stesso. L'esposizione al cianuro è difficile da misurare e differenziare dall'esposizione al monossido di carbonio e richiede trattamenti diversi.
  • L'esposizione al cianuro è diventata un problema più grave a partire dagli anni '60 e '70 a causa del maggiore utilizzo di materiali sintetici come le schiume poliuretaniche utilizzate nei mobili e nei materassi e materiali simili.
  • L'acido cianidrico interferisce con l'utilizzo dell'ossigeno da parte dell'organismo e può causare danni al cervello, al cuore, ai vasi sanguigni e ai polmoni. Le persone esposte possono sviluppare ipossia. 
  • Due modi di generazione involontaria di acido cianidrico sono la miscelazione accidentale di soluzioni acide e cianurate nei bagni di galvanoplastica e il versamento involontario di soluzioni di scarto cianurate in contenitori di scarti acidi con un pH inferiore a 10,5-11.
  • I lavoratori industriali possono creare accidentalmente grandi quantità di HCN mescolando sali di cianuro solubili in acqua con l'acqua, ad esempio facendo la doccia con indumenti contaminati da cianuri.
  • La tossicità dell'acido cianidrico è dovuta alla sua capacità di inibire gli enzimi contenenti metalli, come quelli contenenti ferro. L'HCN blocca gli enzimi responsabili dell'apporto di energia alle cellule in cui viene utilizzato l'ossigeno. Ciò inibisce la respirazione cellulare, causando l'interruzione delle funzioni e provocando la morte. 

Informazioni sul sensore HCN

Tipo: elettrochimico
Intervallo: 0-30 ppm (risoluzione 0,1 ppm)

Livelli di allarme

Allarme basso: 4,7 ppm
Allarme alto: 10 ppm
STEL — 15 minuti — Limite di esposizione a breve termine: 10 ppm
TWA — Media ponderata nell'arco di 8 ore: 4,7 ppm

Dispositivi Blackline in grado di rilevare l'HCN

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Applicazioni speciali e considerazioni

  • Corrosione: le soluzioni acquose di HCN possono causare fessurazioni da stress transcristallino negli acciai al carbonio. Inoltre, le soluzioni acquose di HCN contenenti acido solforico possono corrodere gravemente l'acciaio al di sopra dei 40 °C e l'acciaio inossidabile al di sopra degli 80 °C. L'acido cianidrico liquido può deteriorare alcune materie plastiche, la gomma e i rivestimenti.
  • Famoso per essere stato utilizzato come Zyklon B (alias acido prussico) nei campi di sterminio della Germania nazista durante la Seconda guerra mondiale, come componente del programma di genocidio della Soluzione Finale.
  • I sintomi comuni dell'esposizione a breve termine sono mal di testa, irritazione oculare, affaticamento, fastidio toracico, palpitazioni, perdita di appetito e sanguinamento dal naso.
  • Gli elettroplattatori e gli addetti alla decapaggio che sono regolarmente esposti a soluzioni di cianuro possono sviluppare un'eruzione cutanea da cianuro, con prurito ed eruzioni maculari, papulari e vescicolari.
  • L'acetoncianidrina, il cianuro di potassio e il cianuro di sodio possono rilasciare grandi quantità di HCN se miscelati con acqua.
  • Il cianuro è un potente veleno orale che provoca sintomi in pochi minuti e la morte in pochi minuti o poche ore. Un cucchiaino di acido cianidrico liquido al 29% è letale (PubChem, 2022).
  • Il cianuro viene rapidamente assorbito e distribuito in tutto il corpo in seguito all'esposizione per inalazione.
  • A causa della genetica, il 20-40% della popolazione non è in grado di percepire l'odore di mandorla amara.
  • Il Nord America sta diventando il leader mondiale nella produzione e nel consumo di acido cianidrico. L'aumento della domanda da parte dell'industria automobilistica è uno dei fattori che determinano questa crescita. L'agricoltura rappresenta un'altra opportunità di crescita, poiché i fertilizzanti a base di HCN migliorano la resa dei raccolti (Businesswire, 2022).
  • DPI - indossare indumenti protettivi speciali, protezioni per gli occhi e autorespiratori a pressione positiva. È utile una barriera in teflon.

Rischi per la salute e manipolazione dell'HCN

concentrazione
sintomi/effetti
1 - 2 ppm
Irritazione degli occhi e delle vie respiratorie, fastidio, perdita di appetito, nausea, vertigini, sensazione di testa vuota.
2,5 - 6 ppm
Effetti irreversibili o altri effetti gravi e duraturi sulla salute o compromissione della capacità di fuga. Respirazione accelerata, nausea, vomito e sensazione di costrizione al collo.
7 - 27 ppm
Può causare effetti sulla salute potenzialmente letali o morte in caso di esposizione prolungata. Coma, apnea, convulsioni, rallentamento della frequenza cardiaca ed edema polmonare.
100-200 ppm
Dopo 10-60 minuti può essere pericoloso per la vita o fatale.
600 - 700 ppm
L'inalazione per 5 minuti può essere fatale.
2000 ppm +
Pericolo immediato per la vita
icona-pronto soccorso
PRIMO SOCCORSO
  • In caso di INALAZIONE, portare la persona colpita all'aria aperta. Somministrare ossigeno al 100% e assistere la ventilazione secondo necessità.
  • Se la respirazione è difficile, fornire supporto respiratorio se disponibile. Evitare la respirazione bocca a bocca.
  • Se questo composto è stato INGERITO, rivolgersi immediatamente a un medico. Somministrare ossigeno al 100%. Seguendo le indicazioni del medico, preparare un kit antidoto per il cianuro.
  • In casodi CONTATTO CON LA PELLE,lavare immediatamente la pelle con acqua. È molto importante rimuovere gli indumenti contaminati e consultare un medico.
  • In caso di contatto con gli OCCHI, lavare immediatamente gli occhi con abbondante acqua per almeno 15 minuti. Rivolgersi immediatamente a un medico.
  • Il nitrito di amile, il nitrito di sodio e il tiosolfato di sodio sono antidoti per l'avvelenamento da cianuro. Tuttavia, il nitrito di amile e il nitrito di sodio non devono essere somministrati a pazienti che hanno inalato fumo.
icona-pericolo
IN CASO DI RILASCIO ACCIDENTALE
  • Rimuovere innanzitutto tutte le fonti di accensione. Quindi ventilare l'area interessata dalla fuoriuscita o dalla perdita. Successivamente, interrompere il flusso di gas o portare la bombola all'aria aperta.
  • Evacuare immediatamente l'area. Consultare un esperto. Se possibile, assorbire il liquido con sabbia. Non versare mai nelle fognature. Impedire al gas di penetrare in spazi confinati.
  • Considerazioni ambientali - in caso di fuoriuscita sul terreno, scavare una fossa o una laguna per contenere la contaminazione. Costruire una barriera utilizzando terra, sacchi di sabbia, poliuretano espanso o calcestruzzo espanso.
  • Generatori di rifiuti (100 kg/mese) o più di questo contaminante. I rifiuti pericolosi EPA #P063 e D003 devono essere conformi alle normative USEPA in materia di stoccaggio, trasporto, trattamento e smaltimento.

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