三硝基甲苯 编辑

有机化合物

三硝基甲苯三硝基甲苯

三硝基甲苯(TNT),又名2,4,6-三硝基甲苯,是一种有机化合物,化学式为C7H5N3O6,为白色或黄色针状结晶,无臭,有吸湿性,是一种比较安全的炸药,能耐受撞击和摩擦,但任何量突然受热都能引起爆炸。中等毒性。可经皮、呼吸道、消化道侵入。主要危害是慢性中毒。局部皮肤刺激产生皮炎和黄染。高铁血红蛋白形成能力远较苯胺为小。慢性作用主要表现为中毒性胃炎、中毒性肝炎、再障、贫血、中毒性白内障。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,2,4,6-三硝基甲苯在3类致癌物清单中。

基本信息

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中文名:三硝基甲苯

外文名:Trinitrotoluene(TNT)

别名:2,4,6-三硝基甲苯

化学式:C7H5N3O6

分子量:227.131

CAS登录号:118-96-7

EINECS登录号:204-289-6

熔点:80.9 ℃

沸点:240 ℃(分解)

水溶性:不溶

密度:1.654 g/cm³

外观:白色或黄色针状晶体

闪点:2 ℃

安全性描述:S26;S36/37

危险性描述:R1;R11;R20/21/22;R36

UN危险货物编号:1356

简介

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三硝基甲苯,又名TNT,1863年由TJ·威尔伯兰德在一次失败的实验中发明,但在此后的很多年里一直被认为是由诺贝尔所发明,造成了很大的误解。三硝基甲苯是一种威力很强而又相当安全的炸药,即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸,逐渐取代了苦味酸。在第二次世界大战结束前,TNT一直是综合性能最好的炸药,被称为 “炸药之王”。

精炼的TNT十分稳定。和硝酸甘油不同,它对摩擦,振动,不敏感。即使是受到枪击,也不容易爆炸。因此,需要雷管来启动。它不会与金属发生化学反应或吸收水分。因此,它可以存放多年。但它与碱强烈反应,生成不稳定的化合物。

每公斤TNT炸药可产生420万焦耳的能量。值得注意的是TNT比脂肪(38MJ/kg)和糖(17MJ/kg)释放更少的能量,但它会很迅速的释放能量,这是因为它含有氧可作为助燃剂,不需要大气中的氧气。而现今有关爆炸和能量释放的研究,也常常用“公斤TNT炸药”或“吨TNT炸药”为单位,以比较爆炸、地震、行星撞击等大型反应时的能量。

理化性质

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密度:1.654g/cm3

熔点:80.9℃

沸点:240℃(爆炸)

氧平衡:-74.0%

蒸气压:0.046mmHg(82℃)

溶解度:难溶于水、乙醇、乙醚,易溶于氯仿、苯、甲苯、丙酮

爆炸方程式:

分子结构数据

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摩尔折射率:50.71

摩尔体积(cm3/mol):141.2

等张比容(90.2K):411.3

表面张力(dyne/cm):71.9

极化率(10-24cm3):20.10

计算化学数据

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疏水参数计算参考值(XlogP):无

氢键供体数量:0

氢键受体数量:6

可旋转化学键数量:0

互变异构体数量:0

拓扑分子极性表面积:138

重原子数量:16

表面电荷:0

复杂度:292

同位素原子数量:0

确定原子立构中心数量:0

不确定原子立构中心数量:0

确定化学键立构中心数量:0

不确定化学键立构中心数量:0

共价键单元数量:1

毒理

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有些军事试验基地被TNT炸药所污染。军火所产生的污水会污染地面水和地下水。这些被污染的水会呈粉红色,这是因为水被TNT炸药和黑索金所污染。这些污染物被称为“粉红水“,要清理程序十分困难和昂贵。

人长期暴露于三硝基甲苯会增加患贫血症和肝功能不正常的机会。注射了或吸入三硝基甲苯的动物亦发现会影响血液和肝脏,脾脏发大和其他有关免疫系统的坏影响。亦有证据证明了TNT炸药对男性的生殖功能有不良影响,而TNT炸药也被列为一种可能致癌物。进食TNT炸药会使尿液变黑。能引起亚急性中毒,慢性中毒。例如引起白内障,中毒性肝炎,还损坏造血系统,疑有致癌性。急性毒性:大鼠经口MLD 700mg/kg,兔经口MLD 500mg/kg,人在>2mg/m3环境中产生不悦感,并引起血液的轻度改变。人经口1mg/kg连续4日,未见血液方面改变。人的急性致死量估计为1-2g。

临床

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急性中毒

接触三硝基甲苯后局部皮肤染成桔黄色,约一周左右在接触部位发生皮炎,表现为红色丘疹,以后后疹融合并脱屑。大部分人继续接触中皮疹消退,少数人病性加重。短期内吸入高浓度三硝基甲苯粉尘,可在数天后发生紫绀、胸闷、呼吸困难等高铁血红蛋白的血症。

慢性中毒

临床表现

全身症状表现为面色苍白,口唇和耳壳呈青紫色的“三硝基甲苯面容”,有为肤色掩盖,不易显露。还可能出现气急、头痛、乏力、纳减及晨起呕吐等表现。临床上可分为下列四种类型:

①中毒性胃炎:患者纳差,上腹部剧痛,恶心、呕吐及便秘,与进食无关。胃镜发现单纯性胃炎。

②中毒性肝炎:接触量多者多在3个月以上发生肝肿大伴压痛,肝功能异常。如发生黄疸,预后不佳。脱离接触,好转较快。

③贫血:为低色素性贫血,可伴网状细胞增多、尿胆原和尿胆红素阳性、赫恩兹小体阳性、点形红细胞增加等。严重者可发展至再生障碍性贫血,表现为进行性贫血,全血细胞减少以及骨髓增生不良。

④中毒性白内障:发生率最高,发病与工龄一般成正比。个别人接触高浓度不足一年亦可发病。初起时晶状体周边部环形暗影,随病情发展可出现中央部环形或圆盘状混浊。由于白内障呈环状分布,故对中央视力影响不大。

诊断

根据密切的三硝基甲苯职业接触史,肝脏病变、眼晶体改变和血象改变情况,排除其他疾病引起的上述改变,方可诊断。

观察对象:彻照法检查,晶体周边部有或无点状暗影,裂隙灯检查,晶体周边有细点状混浊,皮质尚透明;或肝肿大在锁骨中线肋缘下1.0cm以内,质地及肝功能均可疑改变;或血象有可疑改变。

轻度中毒:具备下列二种情况。晶体周边部有环状暗影,混浊范围不超过晶体半径的1/3或2/3,裂隙灯检查,混浊为灰黄色细点聚集而成,位于前后极囊下皮质内,皮质透明度降低或有程度不等的视物障碍;或肝肿大达锁骨中线肋缘下1.0cm以上,质韧伴触痛并有肝功能异常,肝功能正常时,肝肿大须达肋下1.5cm;或贫血、血细胞减少。如仅以肝脏或晶体改变为主,并能除外其他病因,可相应诊断为三硝基甲苯中毒性肝病或白内障。

重度中毒:在轻度中毒基础上,出现下列情况之一者。肝硬变:或晶体损害达到三期即周边部混浊超过晶体半径2/3以上,中央部有致密点状或盘状混浊,视力和视野明显受损;或再生障碍性贫血。

治疗

适当休息,加强营养,并予对症处理。

三硝基甲苯白内障治疗

①按白内障常规治疗处理:白内停等眼药水滴眼,中药如杷菊地黄丸、石斛夜光丸等口服,Vit C和Vit E口服治疗。

②晶体完全混浊者,可施行白内障摘除术,术后酌情配矫正眼镜,有条件者可行人工晶体植入术。

中毒性肝病治疗

①脱离三硝基甲苯接触

②对症和支持疗法:卧床休息,进食营养丰富易消化食物,静脉补充葡萄糖和维生素C;保肝药物的使用,如肝太素0.2gtid,VitBco每次2片tid,CpA100u肌注qd,CoR10 20mgtid,ATP40mg肌注qd。必要时可予GIK或FDP静脉滴注。

③重症者应用糖皮质激素:氢化可的松200-400mg/d静滴,必要时输血和人体血蛋白。

再生障碍性贫血治疗

①脱离三硝基甲苯接触。

②雄激素应用:康刀龙2mg tid,丙酸睾丸酮50-100mg肌注qd,疗程3~6个月。治疗中注意肝功能。

③糖皮质激素的使用:强的松100g tid;氢化可的松200~300g静滴以减轻出血倾向和抑制急性反应。

④预防和控制感染。

⑤必要时输血。有条件时可行骨髓移植。

预防

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接触控制

①工艺改革:在三硝基甲苯的混和、装料等工序应予密闭,采取自动化操作并设置局部通风。

②遵守安全操作规程:尽量减少皮肤的接触。

③定期检修:生产设备应定期维修,尽可能降低粉末和蒸气的浓度。

④工种轮换制:每1~2年轮换一次,可减少三硝基甲苯在体内的蓄积,防止肝部病变的发展。定期检查肝功能、血红蛋白和晶体。凡肝功能异常明显或有贫血时,结合尿中代谢物的测定,及时调离岗位。

就业禁忌征

各种肝脏疾病、乙肝表面抗原携带者、各种血液病、晶体混浊或白内障以及严重的全身性皮肤病者,均不宜从事本作业。

监护性体检

对三硝基甲苯作业工人须作就业前体检;以及每年一次的监护性体检。检查项目包括内科、眼科的全面检查,肝功能试验、乙肝表面抗原测定及血象检查等。

个人防护及作业防护

工业时穿紧袖工作服,工后彻底洗手并淋浴。可用含10%亚硫酸钾肥皂清洗。亚硫酸钾遇三硝基甲苯成红色,如能将红色洗净,表示皮肤污染已清除。也可用浸于9∶1的酒精氢氧化钠溶液的棉球擦手,洗净者不出现黄色。工作服亦可用同样原理测试清洗程度。

标准

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卫生标准:我国车间空气中最高容许浓度为1mg/m3(皮)。

职业病诊断国家标准:职业性慢性三硝基甲苯中毒诊断标准及处理原则GB3231-82,职业性三硝基甲苯白内障诊断标准及处理原则GB11512-89。

应急处理

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泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火。建议应急处理人员戴好防毒面具,穿化学防护服。冷却,防止震动、撞击和摩擦,避免扬尘,使用无火花工具小心扫起,转移到安全场所。也可以用大量水冲洗,以稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,用水润湿,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

防护措施

呼吸系统防护:空气中浓度较高时,佩戴防毒面具。紧急事态抢救或逃生时,佩戴自给式呼吸器。

眼睛防护:戴安全防护眼镜。

防护服:穿紧袖工作服,长筒胶鞋。

手防护:戴橡皮胶手套。

其他:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。进行就业前和定期的体检。

急救措施

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用肥皂水及清水彻底冲洗。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水冲洗。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,呼吸困难时给输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术。就医。

食入:误服者给漱口,饮水,洗胃后口服活性炭,再给以导泻。就医。

安全信息

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安全术语

S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。

S36/37:Wear suitable protective clothing and gloves.

穿戴适当的防护服和手套。

风险术语

R1:Explosive when dry.

干燥时有爆炸性。

R11:Highly flammable.

高度易燃的。

R20/21/22:Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.

吸入、与皮肤接触和吞食是有害的。

R36:Irritating to eyes.

刺激眼睛。

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