BÀI TIỂU LUẬN ĐỘC TỐ HYDROCACBON THƠM

Phụ LụcI.Giới thiệu hề Hydrocacbon thơm……………..….3II.Các Hydrocacbon thơm tiêu biểu……….………..41.Benzen ……………………………………..…..42.Toluen……………………………………….….73.Etylbenzen…………………………………..….94.Xylen…………………………………………..115.BHT(Butylated Hydroxytoluene)………...…126.Hidrocacbon thơm đa vòng (PAH)………….13III.Kết luận và tài liệu tham khảo………….……….16

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



BÀI TIỂU LUẬN NHÓM

ĐỀ TÀI : HYDROCACBON THƠM

Môn học : Độc tố thực phẩm

Thời gian : Sáng thứ 2, Tiết 456

Hà Nội, Tháng 3 năm 2016

Danh sách sinh viên

ST

1 571024 Hoàng Đình Chung K57CNSTHA

2 571308 Nguyễn Văn Công K57CNTPB

3 571418 Nguyễn Sỹ Dũng K57CNTPC

4 571026 Nguyễn Văn Dũng K57CNSTHA

5 571201 Đặng Thế Đăng K57CNTPA

6 571204 Trần Đình Đức K57CNTPA

7 571203 Trần Văn Đức K57CNTPA

8 571202 Vũ Viết Đức K57CNTPA

Phụ Lục

I. Giới thiệu hề Hydrocacbon thơm……… ….3

II. Các Hydrocacbon thơm tiêu biểu……….……… 4

1. Benzen ……… … 4

2. Toluen……….….7

3. Etylbenzen……… ….9

4. Xylen……… 11

5. BHT(Butylated Hydroxytoluene)……… …12

6. Hidrocacbon thơm đa vòng (PAH)………….13

III. Kết luận và tài liệu tham khảo………….……….16

I Giới thiệu

Hydrocacbon thơm là các hydrocacbon mà phân tử của chúng có các nhân benzen - C6H6

1 Phân loại:

- Đơn vòng: Benzen và các đồng đẳng

- Đa vòng

2 Nguồn sinh:

- Từ than: chưng cất nhựa than cốc

- Từ dầu mỏ và công nghiệp hóa dầu: chưng cất phân đoạn dầu mỏ; ankyl hóa các hiđrocacbon thơm thấp, reforminh xúc tác (đehiđro hóa xiclohexan, naphten C6), đồng phân hóa và đehiđro hóa naphten C5, thơm hóa parafin,…

- Từ thực vật: có trong tinh dầu thông

3 Ứng dụng:

- Làm nguyên liệu sản xuất các hóa chất, chất dẻo, sơn, thuốc trừ sâu, phẩm nhuộm, thuốc chữa bệnh, chất thơm, thuốc nổ

- Làm dung môi: benzen, toluen, etylbenzen, xilen và hỗn hợp (BTEX) pha sơn, chất dẻo, phẩm nhuộm, thuốc trừ sâu

- Làm các thành phần nhiên liệu máy bay, ô tô

4 Tác hại

- Sự phơi nhiễm của người đối với các chất ô nhiễm hiđrocacbon thơm chủ yếu qua đường hô hấp; bên cạnh đó là qua đường tiêu hóa và tiếp xúc qua da gây nhiều triệu trứng bệnh lý khác nhau cho con người

II Các Hydrocacbon thơm tiêu biểu:

1 Benzen:

1.2.Tính chất hóa – lý:

- Benzen là một hợp chất hữu cơ có công thức hoá học C 6 H 6 Benzen là một hyđrocacbon thơm, trong điều kiện bình thường là một chất lỏng không màu, mùi dịu ngọt dễ chịu, dễ cháy Benzen tan rất kém trong nước và rượu Benzen cũng có khả năng cháy tạo ra khí CO2 và nước, đặc biệt có sinh ra muội than Được sản xuất từ dầu mỏ, nhựa than cốc, và từ công nghiệp hóa dầu

- Benzen trong điều kiện có xúc tác niken, nhiệt độ cao cộng với khí hiđrô

tạo ra xiclohexan Khi có chiếu sáng, benzen tác dụng với khí clo tạo

ra hexacloran C6H6Cl6 (còn gọi là thuốc trừ sâu ba số 6, thuốc trừ sâu 6-6-6), một thuốc trừ sâu hoạt tính rất mạnh, đã bị cấm

- Cấu trúc hóa học:

1.2 Ứng dụng:

Ngày nay một lượng lớn benzen chủ yếu để:

• Sản xuất styren cho tổng hợp polymer

• Sản xuất cumen cho việc sản xuất cùng lúc axeton và phenol

• Sản xuất cyclohexan tổng hợp tơ nilon

• Làm dung môi, sản xuất dược liệu

1.3 Tính độc:

Benzen là chất bay hơi mạnh, xâm nhập vào cơ thể chủ yếu theo đường hô hấp đi vào máu

- Độc cấp tính:

+ Benzen lỏng tiếp xúc với da có thể gây ra sự nổi ban đỏ, mụn phồng rộp Nếu uống phải benzen lỏng gây ra sự kích ứng cục bộ các màng nhày ở miệng, họng, thực quản và dạ dày sau đó được hấp thụ vào máu dẫn đến những dấu hiệu

và triệu chứng của sự nhiễm độc hệ thống

+ Với hơi benzen ở nồng độ cao gây ra sự kích ứng các màng nhày mắt, mũi, đường hô hấp Hít hơi benzen ở nồng độ cao gây ra sự hưng phấn, tiếp theo buồn ngủ, mệt, choáng váng và buồn nôn Mạch đập tăng, cảm giác tức ngực kèm theo khó thở co giật cơ thể và cuối cùng có thể mất trí nhớ

Bảng : các ảnh hưởng của hơi benzen lên cơ thể người

- Độc mãn tính:

Ảnh hưởng độc quan trọng nhất của benzen là tính độc tạo máu Hít thở những lượng nhỏ hơi benzen một thời gian dài có thể dẫn đến phá hủy tủy xương

mà biểu hiện khởi đầu như là sự thiếu máu, ung thư bạch cầu, tiểu cầu Bệnh phát triển có thể gây ra ngừng sinh tủy và rối loạn tế bào, thường dẫn đến chết

Các triệu chứng sớm của nhiễm mãn benzen là khác nhau, lờ mờ và không đăc trưng Chúng có thể bao gồm đau đầu, mệt mỏi, chóng mặt, ăn không ngon Khi nhiễm nặng thì phát triển những dấu hiệu đặc trưng hơn như chảy máu mũi, các màng nhày và sự phát triển các vết đỏ trên da Ngoài ra thân nhiệt độ tăng nhẹ, mạch nhanh và huyết áp giảm Những dấu hiệu dị thường sớm nhất ở trong máu (thiếu máu,ung thư bạch cầu, tiểu cầu) là rất đặc trưng đối với nhiễm độc mãn benzen

*Sinh chuyển hóa benzen:

Benzen được hấp thụ nhanh vào máu theo đường tiêu hóa, tiêm và hô hấp

Vì tính ưa mỡ của nó benzen có khuynh hướng tích lũy trong các mô tỉ lệ với hàm lượng lipit của chúng Do áp suất hơi của nó cao ở nhiệt độ cơ thể benzen nhanh chóng bị đào thải khỏi máu ở dạng không thay đổi từ phổi một lượng lớn (≈40-45%) và 1-2% qua nước tiểu Hầu hết lượng benzen còn lại được chuyển hóa ở gan thành các sản phẩm trao đổi chất phân cực có khả năng tan trong nước và được đào thải trong nước tiểu dưới dạng liên hợp với glixin, axit glucuronic, glutathion hoặc sunfat

*Xử lí nhiễm độc:

Nhận biết: Dựa vào tỉ số sunfat nước tiểu I/T(%),

Trong đó : I-hàm lượng sunfat vô cơ,

T-hàm lượng sunfat toàn phần gồm sunfat cô cơ và dạng sunfat

ở dạng este với các phenol

Tỉ số này bằng 86 là bình thường, 43-72 nguy hiểm, < 40 rất nguy hiểm.

Điều trị:

- Nhiễm độc cấp :Đưa người bị nhiễm độc ra chỗ không khí không bị ô nhiễm, nếu

ngừng thở thì hô hấp nhân tạo, cho thở oxi

- Nhiễm độc mãn : truyền máu được chỉ định và kháng sinh nếu thiếu máu và bạch

cầu giảm đáng kể Đó là biện pháp nhất thời được sử dụng trong suốt đời sống bệnh nhân với hi vọng các mô tạo máu quay trở lại trạng thái hoạt động bình thường của tế bào

2 Toluen:

2.1 Tính chất hóa – lý:

- Toluen C7H8 là chất lỏng trong, không màu, mùi thơm, không hòa tan trong nước là sản phẩm của công nghiệp hóa dầu và là sản phẩm phụ của lò cốc

- Cấu trúc hóa học

2.2 Ứng dụng:

- Toluen chủ yếu được dùng làm dung môi hòa tan nhiều loại vật liệu như sơn, các loại nhựa tạo màng cho sơn, mực in, chất hóa học, cao su, mực

in, chất kết dính,

- Trong ngành hóa sinh, người ta dùng toluen để tách hemoglobin từ tế bào hồng cầu

- Toluen nổi tiếng còn vì từ nó có thể điều chế TNT:

C7H8 + 3HNO3 -> C7H5(NO2)3 + 3H2O (xúc tác H2SO4 đặc)

2.3.Tính độc

Toluen xâm nhập vào cơ thể chủ yếu là qua đường hô hấp, bên cạnh đó là con đường tiếp xúc qua da

- Độc cấp tính :

+ Toluen lỏng là chất gây kích da mạnh Sự tiếp xúc của toluen lỏng với mô phổi sẽ gây viêm phổi hóa học, phù nề phổi và chảy máu Toluen bắn vào mắt sẻ gây bỏng giác mạc nếu không rửa nước nhanh

+ Hơi toluen hít phải gây rát bỏng màng nhày đường hô hấp Sự nhiễm độc toluen toàn hệ thống được đặc trưng bởi các dấu hiệu và triệu chứng của nhiễm độc thần kinh

+ Toluen được hấp thụ tốt từ phổi vàdạ dày vào máu Nó tích lũy nhanh vào

và ảnh hưởng não, do não là cơ quan nhận máu với tốc độ

+ Những biểu hiện của khoảng nhiễm từ choáng váng nhẹ và đau đầu đến mất trí nhớ, suy giảm hô hấp và chết, tùy thuộc vào nồng độ toluen trong không khí và thời gian nhiễm

- Độc mãn tính:

Sự tiếp xúc trực tiếp hoặc lặp lại của da với toluen sẽ gây viêm da do mất nước và mất mỡ từ da Hít phải hơi toluen có thể gây ăn mất ngon, buồn nôn, nôn

và những biểu hiện ảnh hưởng hệ thần kinh trung ương (đau đầu, mệt, thần kinh bị kích thích, mất ngủ) Đau ở ngực, chảy máu ở mũi và gan to cũng được ghi nhận ở những người bị nhiễm mãn toluen Nhiễm mãn toluen không gây tổn thương tủy não và sự biến đổi máu ngoại vi đáng kể nào Đó là sự khác biệt tính độc giữa toluen và benzen

*Sinh chuyển hóa:

Toluen hấp thụ qua da tồi, nhưng từ đường tiêu hóa hay từ đường hô hấp đối với trường hợp hơi toluen đi vào máu với tốc độ nhanh Toluen có áp suất hơi lớn nên một phần khá lớn (18-20%) được thải từ máu ở dạng không thay đổi qua sự thở của đường hô hấp, còn lại hầu hết được trao đổi chất bởi sự oxi hóa mạch nhánh Giống như benzen, các p-450 (mà chủ yếu là CYP2EI) xúc tác cho sự trao đổi chất của toluen đến benzyl ancol và một lượng nhỏ cresol Benzyl ancol được chuyển hóa bởi ancol đehiđrogenaza (ADH) đến axit benzoic Axit benzoic được liên hợp với glixin và được thải theo nước tiểu:

*Xử lý nhiễm độc:

- Phát hiện: Dựa vào lượng axit hippuric trong nước tiểu,

- Điều trị: Đưa nạn nhân ra chỗ không khí không ô nhiễm, nếu ngừng thở

làm hô hấp nhân tạo, cho thở oxi, giữ ấm và nằm nghỉ

3.Etylbenzen:

3.1 Tính chất hóa – lý:

- Etyllenzen, C8H10 là chất lỏng trong, không màu, mùi thơm Nó là sản phẩm của công nghiệp hóa dầu

- Cấu trúc hóa học:

3.2 Ứng dụng:

Làm nguyên liệu sản xuất stiren, pha xăng ô tô, máy bay, cũng như là thành phần của hỗn hợp dung môi thơm thương mại

3.3 Tính độc:

Etylbenzen xâm nhập vào cơ thể chủ yếu do hít thở hơi và mùi của nó và có thể bởi tiếp xúc da với hiđrocacbon lỏng

- Độc cấp tính: Etylbenzen lỏng là chất kích thích da chủ yếu Nó có thể gây

ban đỏ và phồng rộp da nếu tiếp xúc dài Hít thở etylbenzen lỏng vào phổi sẻ gây

ra viêm phổi hóa học được đặc trưng bởi phù nề phổi và chảy máu dù chỉ là một thể tích nhỏ

Bảng : Các ảnh hưởng cấp của hơi etylbenzen đối với người

- Độc mãn tính: tiếp xúc lập lại hoặc kéo dài etylbenzen lỏng gây viêm da

do tác dụng khử mỡ của hiđrocacbon Đối với động vật thí nghiệm (chuột) nhiễm mãn etylbenzen gây tổn thương thận và làm tăng hạch và u thận

*Sinh chuyển hóa:

Etylbenzen được hấp thụ vào máu từ hô hấp hoặc từ dạ dày Một lượng nhỏ etylbenzen được thải ở dạng không đổi qua thở ra Phần chủ yếu được chuyển hóa

ở gan thành axit benzoic, axit phenylaxetic (C6H5CH2COOH) và axit manđelic (C6H5CH(OH)COOH) được liên hợp với glixin, và metylphenylcacbinol (C6H5CH(OH)CH3) được liên hợp với axit glucuronic thải theo đường nước tiểu

*Xử li nhiễm độc:

- Phát hiện: dựa vào axit benzoic trong nước tiểu khi vắng mặt sự nhiễm

toluen và stiren

- Điều trị: Đưa nạn nhân ra chỗ không khí không ô nhiễm, nếu ngừng thở

làm hô hấp nhân tạo, cho thở oxi, giữ ấm và nằm nghỉ

4 Xylen

4.1 Tính chất hóa – lý:

- Xylen là tên gọi một nhóm 3 dẫn xuất của benzen là octo-,meta-, và para-

của đimêtyl benzen Các đồng phân o-, m- và p- được đặc trưng bởi vị trí các

nguyên tử cacbon (của vòng benzen) mà 2 nhóm metyl đính vào Các đồng

phân o, m và p có danh pháp IUPAC lần lượt là 1,2-đimêtylbenzen,

1,3-đimêtylbenzen và 1,4-1,3-đimêtylbenzen

- Xylen thương mại là chất lỏng không màu, mùi thơm

- Cấu trúc hóa học

4.2 Ứng dụng:

Các xylen có nhiều ứng dụng như làm dung môi cho sơn, phẩm nhuộm, mực; làm chất đầu cho tổng hợp hóa học, đặc biệt là các axit phtalic, isophtalic, terephatalic để tổng hợp sợi tổng hợp, chất dẻo Các xilen là thành phần xăng trộn không chì

4.3.Tính độc:

- Các xilen xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường hô hấp hơi của chúng

và tiếp xúc da với xilen lỏng

- Tính độc của các xilen cũng tương tự như toluen và etylbenzen Sự nhiễm mãn nghề nghiệp các xilen liên quan đến các ảnh hưởng thần kinh với những triệu chứng nhẹ Đối với động vật (chuột), sự nhiễm mãn hơi xilen có thể làm giảm số lượng hồng cầu và bạch cầu, đồng thời tiểu cầu tăng

- Giới hạn ngưỡng hoặc nồng độ tối đa cho phép là 200 ppm (0,868 mg/l) đối với ngày làm việc tám giờ

* Sinh chuyển hóa:

- Xilen đi vào máu từ phổi và dạ dày và được chuyển hóa ở gan nhờ các xitocrom P-450 của gan Các sản phẩm chuyển hóa của o-xilen là axit hiđroxi-o-toluic, của m-xilen là axit m-toluic và của p-xilen là axit p-toluic Các axit này thường được liên hợp với glixin và thải ra ngoài trong nước tiểu

5.1 Tính chất hóa – lý :

- BHT còn được gọi là 2,6-bis (1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol; 2,6-di-tert-butyl-p-cresol; 2,6-di-tert-butyl-4-methylpheno BHT được tạo thành phản ứng của para – cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi acd sulfuric, có công thức phân tử là C15H24O

Tên thương mại: Cao-3, Embanox BHT,…có khối lượng phân tử là 220.39, còn được gọi là butylhydroxytoluene, là một chất tan trong mỡ (tan trong chất béo) hợp chất hữu cơ chủ yếu được sử dụng như một chất chống oxy hóa phụ gia thực phẩm cũng như một phụ gia chống oxy hóa trong mỹ phẩm, dược phẩm…

6 Hydrocacbon thơm đa vòng (PAH)

6.1 Giới thiệu chung:

- Các hiđrocacbon thơm đa vòng (giáp cạnh hoặc ngưng tụ) là các chất rắn, không mùi, hầu hết PAH không màu

- Nguồn chủ yếu của PAH là từ than và dầu mỏ và gập một lượng nhỏ trong

gỗ thông hóa thạch, than bùn, than nâu Chúng cũng được hình thành bởi sự nhiệt phân vật liệu hữu cơ được đốt cháy như thuốc lá…, nhiên liệu ô tô (xăng, mazut)

- Kiểu tiếp xúc phổ biến nhất với các PAH là bởi sự hô hấp các hạt được hình thành trong muội khói đốt nhiên liệu hóa thạch, vật liệu hữu cơ, các chất thải công nghiệp Tiếp xúc da ở những cá nhân làm việc với các hiđrocacbon thơm riêng hoặc với các hỗn hợp có chứa chúng

6.2.Tính độc:

- Một số PAH có khả năng gây ung thư da và ung thư phổi

- Các PAHs gây ung thư không phải là chất gây ung thư trực tiếp, chúng đòi hỏi phải có sự hoạt hóa nhờ hệ oxiđaza chức năng hỗn hợp (sinh chuyển hóa) tạo ra những chất gây ung thư sau cùng

Cấu tạo hoá học của một số PAH gây ung thư

Ủy ban chuyên gia của tổ chức FAO/WHO đã thực hiện việc đánh giá nguy

cơ và xếp chất này vào nhóm chất có khả năng gây ung thư và gây nhiễm độc gen Benzopyrene được xem là chất đại diện (marker) cho các loại PAHs có khả năng gây ung thư (gồm 14 chất benz(a)anthracene, benzo(b)fluoranthene, benzo(j)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(g,h,i) perylene, chrysene, cyclopenta(c,d) pyrene, dibenz(a,h) anthracene, dibenzo(a,e) pyrene, dibenzo(a,h)-pyrene, dibenzo(a,i)dibenzo(a,h)-pyrene, dibenzo(a,l) dibenzo(a,h)-pyrene,indeno(1,2,3-cd) pyrene và 5-methylchrysene)

*Sinh chuyển hóa:

Sự chuyển hóa các PAH trong sinh vật xảy ra nhờ hệ enzim oxiđaza

chức năng hỗn hợp Quá trình xảy ra quá trình nhiều giai đoạn trung gian và cuối

cùng dẫn đến sự tạo các dẫn xuất đihiđrođiol epoxit Những chất trao đổi này liên kêt cộng hóa trị vào ADN tạo các sản phẩm cộng.

6.3 Các nguồn tạo ra benzopyrene trên thế giới:

- Tự nhiên: cùng với hàng trăm chất hydrocarbon đa vòng thơm khác benzopyrene ô nhiễm vào môi trường do quá trình đốt cháy không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ một cách tự nhiên do cháy rừng hay núi lửa

- Nhân tạo: từ khí thải công nghiệp, trong quá trình chế biến và xử lý thực phẩm

6.4 Các con đường ô nhiễm benzopyrene vào thực phẩm:

- BaP có thể ô nhiễm vào nguồn nguyên liệu thực phẩm từ không khí nhiễm vào nguyên liệu thực phẩm, từ đất nhiễm vào nông sản hoặc từ nước ô nhiễm vào thủy sản dưới nước

- Các cách chế biến thực phẩm như hun khói, sấy khô, quay, nướng, chiên… cũng là cách tạo ra BaP chủ yếu trong thực phẩm BaP cũng có thể ô nhiễm vào dầu ăn do quá trình hun sấy các hạt có dầu trước khi ép để lấy dầu

6.5 Các cách giảm sự ô nhiễm BaP và các PAH vào thực phẩm:

- Đối với môi trường: lọc khí thải từ các nhà máy công nghiệp và xử lý khí thải từ các loại động cơ nổ Áp dụng thực hành sản xuất tốt trong việc chọn và xử

lý đất trồng trọt hay chăn nuôi cũng làm giảm BaP vào nguyên liệu thực phẩm

- Đối với các phương pháp sấy thực phẩm có 2 cách: phơi dưới ánh nắng và sấy Cách phơi dưới ánh nắng không tạo ra PAH nhưng các phương pháp sấy nguyên liệu thực phẩm có thể tạo ra các chất ô nhiễm này từ các loại chất đốt dùng

để tạo ra nguồn nhiệt để sấy

- Để loại BaP và PAH trong dầu ăn có thể sử dụng than hoạt tính để hấp phụ các chất này trong quá trình tinh chế