N- nitrosodimethylamin

Fare H301, H330, H350, H372, H411, H301 : Giftig ved indtagelse
H330 : Dødelig ved indånding
H350 : Kan forårsage kræft (angiv eksponeringsvej, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej forårsager den samme fare)
H372 : Kendt risiko for alvorlig organskader (liste alle berørte organer, hvis kendt) efter gentagen eksponering eller langvarig eksponering (angiv eksponeringsvejen, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej fører til den samme fare)
H411 : Giftig for vandlevende organismer, med langvarige virkninger

WHMIS

B3, D1A, D2A, D2B, B3 : Brændbart flydende
flammepunkt = 61 ° C lukket skål (metode ikke rapporteret)
D1A : Meget giftigt materiale, der forårsager øjeblikkelige alvorlige virkninger
Akut dødelighed: LC50 indånding / 4 timer (mus) = 57 ppm
D2A : Meget giftigt materiale med 'andre toksiske virkninger
kræftfremkaldende egenskaber: IARC gruppe 2A; kronisk toksicitet: hepatotoksicitet
D2B : Giftigt materiale, der forårsager andre toksiske virkninger
Mutagenicitet hos dyr

Offentliggørelse ved 0,1% i henhold til listen over ingredienser

Transportere

3382

Kemler-kode:
66 : meget giftigt stof
UN-nummer :
3382 : GIFTIG TIL INDÅNDING VÆSKE, NOS, med toksicitet ved indånding mindre end eller lig med 1000 ml / m og en mættet dampkoncentration større end eller lig med 10 LC50
Klasse:
6.1
Mærkat: 6.1 : giftige stoffer Emballage: Pakning gruppe I : meget farlige stoffer;

IARC- klassificering

Gruppe 2A: sandsynligvis kræftfremkaldende for mennesker

Økotoksikologi

LogP

-0,57

Lugtgrænse

lav: 0,0079 ppm
høj: 0,01 ppm

Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den N -nitrosodiméthylamine ( NDMA ) er i form af gul væske, olieagtig, af utydelig lugt, brændbar , semi-flygtige og modtagelig for nedbrydning med fotolyse forårsaget af strålerne ultraviolette . Det er uforeneligt med stærke oxidations- eller reduktionsmidler såvel som med stærke baser. Det er ikke bioakkumulerende .

Forskellige nomenklaturer:

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

Generel

N- nitrosodimethylamin- molekylet er en del af familien af dialkylnitrosaminer , molekyler, der er meget anvendte og findes i mange produkter, naturlige og syntetiske. Dannelsen er biokemisk , kemisk eller endda fotokemisk . Nitrosaminer er derivater af aminer, der har en nitrosofunktionel gruppe (-NN = O) og en aminfunktion (generelt sekundær, N-R2). Generelt dannes nitrosaminer ifølge følgende ligning:

Disse reaktioner kan finde sted i et surt , basisk eller neutralt medium , i et organisk opløsningsmiddel eller i luft. Alkylaminer, som sædvanligvis er dimethyltriamin (DMA) eller trimethylamin (TMA), kommer i kontakt og reagerer med nitrogenoxider, salpetersyre eller salte i form af nitrit for at give dialkylnitrosaminer og især NDMA.

Mekanismen for dannelse af N- nitrosaminer er en elektrofil substitution mellem organisk nitrogen og en nitrose-forbindelse. Denne reaktion afhænger af pH , alkaliniteten af aminen og temperaturen. I tilfælde af N- nitrosoforbindelser fra sekundære aminer er dannelseshastigheden omvendt proportional med aminens alkalinitet. Mange nitrosaminer mistænkes for at være kræftfremkaldende for mennesker, selvom denne hypotese endnu ikke er bekræftet endeligt.

Tilstedeværelse, naturlig og menneskeskabte

I naturen findes det i luft , vand , sediment, jord og biota i koncentrationer langt under detektionsgrænserne for almindelige analyseanordninger. De aerial forstadier af NDMA er nitritter og nitroserbare stoffer såsom sekundære aminer. Dens jordiske forløbere er nitrater , nitrit , aminer og bakterier. Men i biota-registeret kan planter metabolisere det og genererer derfor ingen biokoncentration.

Der rapporteres om lave niveauer af NDMA i luft, vand og jord undtagen i nærheden af industrielle områder, såsom fabrikker, der fremstiller pesticider , bildæk og alkylaminer . NDMA er et fremstillingsbiprodukt af de kemiske processer, der anvendes i denne type industri.

NDMA i vand

Undersøgelser i Canada viser, at koncentrationen af NDMA i overfladevand ikke er høj nok til at skade vandorganismer. Med hensyn til drikkevand er NDMA-indholdet lavt og tilskrives snarere forurening af grundvand ved industrielle udledninger. I rensningsanlæg stiger koncentrationen af NDMA på grund af brugen af klor i processen med at ødelægge bakterier og vira i vandet. Processen med dannelse af NDMA i nærværelse af klor er som følger:

På grund af tilstedeværelsen af forløbere og resterende klor genererer nogle behandlede drikkevandsprøver fortsat NDMA under opbevaring.

I vand vil NDMA sandsynligvis ikke akkumulere i levende organismer eller fordampes i store mængder på grund af dets blandbarhed med vand og dets lave damptryk . Især i søvand påvirkes NDMA ikke signifikant af reaktioner med oxidation , hydrolyse , biotransformation og bionedbrydelighed .

I Nordamerika har påvisning af NDMA i drikkevand og spildevand været genstand for vigtige undersøgelser. I USA har California Department of Health offentliggjort adskillige rapporter om dette emne. I 1998 bekræftede flere analyser tilstedeværelsen af NDMA i forskellige drikkevandsbrønde i forskellige koncentrationer, der spænder fra 0,07 til 3 μg · l -1 . Disse resultater får California Department of Health Services (CDHS) til at etablere en beregnet minimumskoncentration af NDMA på 0,002 μg · l -1 , fastlagt i overensstemmelse med niveauet for minimum kræftrisiko. I 1999 besluttede CDSH at ændre det mindste tilladte indhold af NDMA i drikkevand og spildevand til 0,02 μg · l -1 for at tage hensyn til undersøgelser af produktionen af NDMA i drikkevand. IMarts 2002, bad CDHS Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA) om en folkesundhedsundersøgelse (Public Health Goal-PHG-). Denne undersøgelse er et første skridt i den lovgivningsmæssige proces til udvikling af en standard for drikkevand. Efterfølgende offentliggør CDHS på sin webside resultaterne af undersøgelser om produktion af NDMA i drikkevand samt ændring af det mindst tilladte indhold af NDMA i drikkevand og spildevand fra 0,02 til 0, 01 mcg · s -1 . Idecember 2006OEHHA genererer PHG for NDMA ved 0,003 μg · l -1 , mens CDHS opretholder det mindst tilladte niveau af NDMA ved 0,01 μg · l -1 . IJuli 2007er drikkevandsprogrammet en del af den nye CRPD.

På den anden side har Ontario Miljøministeriet i Canada i Canada også udført undersøgelser af niveauerne af NDMA i drikke og spildevand. Resultaterne viser, at frigivelse af NDMA sandsynligvis ikke vil påvirke bestande af vandorganismer i Canada negativt . De højeste koncentrationer blev målt i prøver taget fra drikkevandsplanter ved anvendelse af en præcis koagulationsforblanding fremstillet af polyamin og alun.

Generelt er NDMA 's halveringstid kort, hvilket fører til den konklusion, at det ikke er et vedvarende stof i luften. NDMA's bidrag til klimaændringerne er ubetydelig, og potentialet for ødelæggelse af ozon ved NDMA er næsten nul.

NDMA i luften

Der findes kun lidt information om indholdet af NDMA i den omgivende luft. I Canada har NDMA-emissioner vist sig at stamme primært fra punktkilder, begrænset til kun få industrielle og bymæssige placeringer i Ontario. Faktisk blev der i 1990 udført en analyse af syv prøver, og resultaterne afslørede en koncentration af NDMA under detektionsgrænserne (varierende fra 0,0034 til 0,0046 μg · m -3 ). IAugust 1991Under en prøvetagningsfakta i Windsor (Ontario) indikerede alle prøver koncentrationer af NDMA under detektionsgrænser (i området fra 0,0014 til 0,017 mcg · m -3 ). Den maksimale koncentration ud over plantens perimeter var 0,079 mcg · m -3 .

Med hensyn til tilstedeværelsen af NDMA i jord og sedimenter er der ingen data tilgængelige om koncentrationen af dette stof i dem.

Forløberne for NDMA er bredt distribueret i miljøet. Det findes i planter, fisk, alger , urin og fæces . Mange mikroorganismer kan deltage i dannelsen af nitrosaminer gennem bakterielle biokemiske processer med autotrof og heterotrof nitrifikation og denitrifikation . Nitrosaminer kan dannes under metabolismen af fødevarer, der indeholder nitrater eller nitrit, ved alfa-hydroxylering eller ved denitrosering af nitrosamin på grund af den biologiske lighed. Da der ikke ser ud til at være nogen kvalitativ forskel mellem metabolisme af NDMA hos mennesker og forsøgsdyr, kan dette stof også findes i vores kroppe.

NDMA i mad

NDMA er et biprodukt fra fødevareforarbejdnings- , konserverings- eller tilberedningsreaktioner . Tilsætning af nitrit og nitrat, rygning, dehydrering og saltlage er eksempler på konserveringsmetoder, der fører til kontaminering af mad med NDMA. Hærdede produkter, såsom ost , kød og skinke konserveres ved tilsætning af nitrit og nitrat, som er en forløber for NDMA. I processen med at ryge ( fisk ) såvel som ved dehydrering ved forbrændingsgas ( øl ) er nitrogenoxiderne i røgen ansvarlige for dannelsen af NDMA. Den mikrobielle reduktion af nitrater til nitrit finder sted under saltopbevaringsprocessen , især i tilfælde af grøntsager.

NDMA kan assimileres af dyrkede planter. Analyser på spinat eksponeret i to dage for en koncentration i området fra 10 til 100 mg NDMA / kg vådvægt viste en relativ absorbans af dette stof på 0,38%. Da NDMA generelt er biotransformerbar, betragter Ontario Miljøministeriet ikke beregningen af biokoncentrationsfaktoren i dette tilfælde.

NDMA i nogle industriprodukter

NDMA findes også i plastgenstande , såsom sutter og sutter, i kosmetik og i brændende træ- eller bilmotorer. Især nikotin er en specifik forløber for dannelsen af NDMA. I gennemsnit inhalerer en person, der ryger en cigaretpakke om dagen, ca. 0,8 μg NDMA. Derudover indeholder brugt røg en endnu større mængde NDMA. Den gennemsnitlige emissionsfaktor for NDMA i miljømæssig tobaksrøg for seks cigaretmærker solgt i USA blev bestemt til at være 570 ± 120 ng / cigaret .

I Canada tillod strenge regler i 1975 et markant fald i tilstedeværelsen af NDMA samt forbuddet mod brugen af nitrit.

brug

I Canada er der ingen specifik anvendelse af dette molekyle, men det frigives som et biprodukt eller forurenende stof fra industrier og rensningsanlæg.

I USA bruges det som:

additiv anvendt i sammensætningen af benzin til raketter ;
antioxidant og katalysator i den organiske kemiske industri;
blødgøringsmiddel i sammensætningen af visse copolymerer .

Toksicitet

Den forgiftning af NDMA kan gøres på to måder: via indtagelse eller indånding . Generelt er NDMA et molekyle, der anses for at være kræftfremkaldende .

NDMA forårsager toksiske virkninger på forskellige vand-, plante- og dyrearter efter akut og kronisk eksponering. Efter eksponering for NDMA-koncentrationer på 5 mg · l -1 i drikkevand og 10 mg · kg -1 i mad er der observeret en stigning i tumortilfælde hos pattedyr.

Amfibiske arter, såsom skildpadder og frøer , er mere følsomme over for de giftige og kræftfremkaldende virkninger af NDMA end fisk. På den anden side udviser NDMA høj toksicitet efter oral administration i rotter. LD 50- værdien (dødelig dosis) varierer mellem 23 og 40 mg · kg -1 kropsvægt. Dette stof forårsager også høj toksicitet ved indånding. LC 50 (dødelig koncentration) efter fire timer er omkring 78 ppm . I et antal pattedyrarter er der set effekter på leveren, ofte forbundet med nedsat overlevelse. Også overbelastning af forskellige organer, herunder nyrer og lunger, har fundet sted efter indtagelse af 3,8 mg · kg -1 kropsvægt af dette stof i en til tolv uger.

For pattedyr , såsom mus , rotter , hamstere , mink , katte og hunde , har eksponering for NDMA i lave doser ført til gastrisk blødning såvel som åndedrætsbesvær. Men længere eksponeringer og højere koncentrationer forårsagede kræft , mere specifikt lokaliseret i leveren , og i meget høje doser førte de til døden ved hæmoragisk nekrose i leveren.

Undersøgelser viser også, at gnavere udsat for NDMA ved indånding eller intratrakeal instillation viser tegn på kræftfremkaldende egenskaber. Efter administration af NDMA oralt eller ved intraperitoneal injektion er der observeret DNA-skader i lever, nyrer og lunger. Eksponering for NDMA kan også forårsage dannelse af methylerede baser inde i genomet. NDMA har også vist sig at være giftigt for reproduktiv funktion og udvikling.

Det er vigtigt at bemærke, at der ikke synes at være nogen kvalitativ forskel på de toksiske virkninger af NDMA mellem gnavere og mennesker. I undersøgelser af risikoen for sygdomme forbundet med indtagelse af NDMA er de observerede tendenser imidlertid ikke altid statistisk signifikante. Imidlertid viste den eneste test, der blev udført på mennesker, i en meget lav dosis symptomer som kvalme, hovedpine, opkastning og utilpashed. Miljø Canada har konkluderet, at der er en sammenhæng mellem effekter på pattedyr og mulige effekter på mennesker. Blandt de sjældne tilfælde af NDMA-forgiftning hos mennesker vurderet over hele verden blev der registreret tre tilfælde af menneskelig død i Tyskland i 1980, efter at de havde indtaget 4 doser på 200 mg NDMA over to år. De døde som et resultat af leversvigt. To andre tilfælde af NDMA-røginhalationsforgiftning, i 1937 og 1974, resulterede i hovedpine, opkastning, gulsot og væskeophobning i bughulen. Endelig kender vi i USA (Nebraska) et tilfælde af kriminel forgiftning, som resulterede i død af to af de fem mennesker, der drak den forgiftede drik på få dage.

Test på cellen in vitro har vist dannelsen af methylerede baser i genomet, hvilket klinisk resulterer i pattedyr såsom mus, en stigning i dødfødte. Undersøgelser viser også, at NDMA har en virkning af genotoksicitet, da den har en effekt af genetisk mutation på humane eller gnaverceller.

For vandplanter, uanset leveringsmåde, såsom gødning til jorden eller tilførsel af forurenet vand, viste resultatet en afmatning af deres vækst.

Alle disse resultater og disse beviser førte til, at Environment Canada satte dette molekyle på IRAC og indførte et forbud mod produktion, brug eller import af dette molekyle i territoriet. Derudover har dette ministerium defineret standarderne for maksimale koncentrationer af NDMA indeholdt i vand. Så vi får:

drikkevand: 9 ng / L;
vande kunstvanding : 80 ng / L.

Analytisk metode

Den anvendte analytiske metode er ofte kromatografi ( GC eller HPLC ) koblet til et massespektrometer (MS). En temmelig ny innovation består i kobling af kromatografi, gas eller væske til en TEA ( Thermal Energy Analyzer ) analysator . Denne teknik er baseret på princippet om kemiluminescens . Det er specifikt for nitrerede molekyler og har den fordel, at det i GC-tilstand skelnes mellem nitrosoforbindelser og nitroforbindelser.

Metoden har to trin:

koncentration: væske-væskeekstraktion eller fastfaseekstraktion;
adskillelse og detektion: GC eller LC.

Metode til nedbrydning af NDMA i spildevand

For spildevand er det muligt at bruge to metoder til at nedbryde NDMA: enten ved ultraviolet (UV) stråling for at nedbryde NDMA til DMA eller ved ozonolyse , hvor NDMA giver dimethylaminionen .

NDMA til stede i vandmiljøet fjernes primært ved fotodegradering. Tilstedeværelsen af organiske stoffer og suspenderet stof i høje koncentrationer bremser nedbrydningsprocessen for NDMA, da det afhænger meget af vandmiljøets egenskaber. Fotodegradering reduceres også betydeligt i fravær af lys. Denne observation forklarer persistensen af NDMA i grundvand, i modsætning til i luften, hvor indholdet af dette stof er ubetydeligt, især om dagen, fordi det ødelægges under effekten af fotolyse til dannelse af dimethylnitramin.

Den biologiske nedbrydning af NDMA er lidt langsommere i anaerobe omgivelser end i et aerobt miljø . Der er faktisk en større nedbrydning af NDMA i luftet jord end i vandmættet jord. På jordoverfladen fjernes NDMA hurtigt ved fotolyse og fordampning. Tidligere eksponering af NDMA for bakterier øger også biologisk nedbrydning i jorden.

Anvendelsen af ozonolyse til nedbrydning af NDMA kan være interessant, fordi det gør det muligt at reagere direkte med organiske forbindelser ved en oxidation foretaget af • OH-radikaler. Det fungerer godt på aminer og aromater. Det er muligt at tilføje hydrogenperoxid for at øge produktionen af radikaler .

Begivenhedens historie

Dette er en kronologisk liste over handlinger, der er truffet af canadiske myndigheder ( Health Canada ) vedrørende NDMA som et forurenende stof.

1964 : forbud mod anvendelse af nitrat til konservering af fisk og skaldyr.
1975 : forpligtelse til at reducere brugen af nitrit og forbud mod nitrater til behandling af mad ved hærdning .
1992 : reguleringsgrænse i spildevand på 200 ng / L.
1997 - 1998 : overvågningsundersøgelse.
2000 : reduktion af luftemissioner til 80 g .
2000 : NDMA-vurderingsrapport.

Referencer

N - NITROSODIMETHYLAMINE , sikkerhedsark (er) fra det internationale program for kemisk sikkerhed , hørt den 9. maj 2009
beregnet molekylmasse fra " Atomic vægte af elementerne 2007 " på www.chem.qmul.ac.uk .
Indtastning "Dimethylnitrosamin" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø og sundhed) ( tysk , engelsk ), adgang 31. marts 2009 (JavaScript krævet)
"Dimethylnitrosoamine" , om ESIS (adgang til 22. februar 2009)
IARC-arbejdsgruppe om evaluering af kræftfremkaldende risici for mennesker, “ Global Carcinogenicity Assessments for Humans, Group 2A: Probably Carcinogenic to Humans ” , på monographs.iarc.fr , IARC,16. januar 2009(adgang til 22. august 2009 )
Indeksnummer 612-077-00-3 i tabel 3.1 i tillæg VI til EF-regulativ nr. 1272/2008 (16. december 2008)
" N-nitrosodimethylamin " i kemikaliedatabasen Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen), adgang til den 25. april 2009
" N-Nitrosodimethylamine " , på hazmap.nlm.nih.gov (adgang 14. november 2009 )
(i) K. Rostkowska, Zwierz K., A. Różański J. Moniuszko-Jakoniuk, A. Roszczenko, "Træning og Metabolisme af N-nitrosaminer"
Choi, J. Valentine, R., Dannelse af N-nitrosodimethylamin (NDMA) fra reaktion af monochloramin: et nyt desinfektionsbiprodukt , Water Research 36 (2002) 817-824
NDMA hvidbog, http://www.valleywater.org/media/pdf/SFPUC_NDMA_White_Paper.pdf
Folkesundhedsmål for kemikalier i drikkevand, N-nitrosaminer , december 2006
Canadian Environmental Protection Act CEPA 1999, NDMA Assessment Report , Environment Canada, 2000, læses online
Craig B. Fryhle, TW Graham Solomons, Organic Chemistry , Wiley, 7 th ed.
Steven Roy Harper blev fundet skyldig i et forsøg på at forgifte hans tidligere kæreste Sandra Johnson, som han ønskede at straffe for at have forladt ham fire år tidligere; efter at have fået NDMA fra Omaha Research Institute, hvor han havde arbejdet fra marts tilAugust 1978, ville han have testet produktets effektivitet på hunden og katten i hans familie, så ville han have bestået9. september 1978at komme ind i Sandra Johnson og hendes mand Duane Johnson i deres fravær og hælde væsken i en beholder indeholdende limonade fremstillet af Sandra.
Denne drink var ikke fuld den næste dag10. septemberaf Sandra (som, efter at have smagt det, spyttede det ud på grund af dets mærkelige smag ), men af flere medlemmer af hendes familie: hendes mand Duane Johnson, deres to-årige datter Sherry samt Sandras søster, Sallie Shelton , hendes mand Bruce Shelton og deres elleve måneder gamle baby Chad Shelton.
På trods af deres hurtige indlæggelse døde Duane og hans unge nevø Chad henholdsvis den 15. september og den 14. september 1978 (jf. Dom fra højesteret i Nebraska )
Nitrosaminer ved gaskromatigrafi. Metode 8070A , læs online
Beskrivelse af termisk energianalysator (TEA) til sporbestemmelse af flygtige og ikke-flygtige N-nitrosoforbindelser , Anal. Chem. , Juni 1975, 47 (7): 1188-91