Composition des produits pétroliers
Fractions de distillation du pétrole
Les trois types d’hydrocarbures considérés en toxicologie:

Les hydrocarbures aliphatiques Les hydrocarbures alicycliques Les hydrocarbures aromatiques La cancérogénicité

Composition des produits pétroliers

Les produits pétroliers sont des mélanges complexes dont la composition est variable en fonction de l’origine du brut, des procédés de raffinage et des procédés d’approvisionnement.

Les produits raffinés sont :

• Les carburants : essences et supercarburants / gazole / kérosène et essences aviation /fuels lourds carburants marins

• Les combustibles : fuels

• Les huiles moteur et hydrauliques

• Les graisses

• Les solvants

• Les gaz naturels et liquéfiés

Fractions de distillation du pétrole

Les trois types d’hydrocarbures considérés en toxicologie

Les hydrocarbures aliphatiques

Principaux HC aliphatiques :

• Gaz : C1 à C4 : méthane, éthane, butane

• Liquides volatils : C5 à C8 : pentane à octane

• Liquides peu volatils : C9 à C16 : nonane à hexadécane

• Solides : + de C16 : goudrons, paraffines

Toxicité :

• Le méthane, l’éthane et le propane sont de simples asphyxiants. Le principal risque du méthane est l’explosion.

• Les vapeurs des hydrocarbures supérieurs présentent une toxicité certaine aiguë et chronique

Toxicité aiguë :

Les symptômes de toxicité aiguë sont résumés dans le tableau suivant :

Il a été décrit également des pneumonies chimiques (fièvre, dyspnée, hypoxémie sévère, infiltrat pulmonaire, troubles de la diffusion) pour des expositions aux aérosols d’hydrocarbures.

Il faut savoir que les cuves de stations-service sont plus dangereuses après avoir déchargé leur carburant que lorsqu'elles sont pleines, parce que les vapeurs et les gaz qui se libèrent dans les citernes peuvent produire des mélanges incendiaires, explosifs et asphyxiants

Toxicité chronique :

• Action sur le système nerveux central :
  Une exposition prolongée aux vapeurs d’hydrocarbures aliphatiques, mais aussi d’hydrocarbures alicycliques et aromatiques peut favoriser le développement d’altérations comportementales qui pourraient évoluer en trois phases :

  - 1^ère phase : syndrome neurasthénique (« organic affective syndrome ») : asthénie physique, fatigue psychique, tendance dépressive, ralentissement des temps de réaction.

  - 2^ème phase : syndrome dysphorique (« mild chronic toxic encephalopathy ») : alternance de dépression et irritabilité, plaintes psychosomatiques, altération des performances psychomotrices (mémoire à court terme, attention, dextérité).

  - 3^ème phase : syndrome psycho-organique (« severe chronic toxic encephalopathy ») avec atteinte des fonctions mnésiques et intellectuelles. Les examens tomodensitométriques peuvent montrer une atrophie corticale diffuse.
  
  

• Action sur la peau :
  Les alcanes liquides (C5 à C16) sont des solvants des graisses. Le contact avec la peau provoque une irritation, quelquefois une dermo-épidermite.
  
  
• Action sur les poumons :
  L’exposition chronique aux aérosols d’hydrocarbures peut provoquer une pneumopathie quelquefois fibrosante.

   

Les hydrocarbures alicycliques

On distingue :

• les cycloalcanes
• les cycloalcènes
• les cycloalcadiènes

• les terpènes (C10H16)

Leur toxicité ressemble à celle des alcanes correspondants

Les hydrocarbures aromatiques

Ces substances contiennent un ou plusieurs noyaux benzéniques.

Principaux hydrocarbures aromatiques simples :

Tous les carburants contiennent, en proportions variables, des hydrocarbures aromatiques :

• du benzène (jusqu’à 1% dans les essences sans plomb)

• des alkylbenzènes (toluène, xylènes, polyméthylbenzènes, éthylbenzènes, propylbenzènes, Butylbenzènes

Toxicité des hydrocarbures aromatiques :

• Dépression du système nerveux central de type ivresse alcoolique

• Action irritante sur la peau et les muqueuses et irritation des voies respiratoires.
  L’aspiration dans les poumons de quelques centimètres cubes d’hydrocarbures liquides provoque un œdème pulmonaire hémorragique sévère.

• Risque d’atteinte toxique du tubule rénal (toluène) et de néphropathie glomérulaire.

• Ototoxicité : elle a été récemment établie pour certains solvants , en particulier le toluène, les xylènes et le styrène (Forge, 1999)
• Toxicité hématologique spécifique du benzène, cancérogène certain (classe 1 du CIRC) : aplasies médullaires et leucémies aiguës et chroniques.

BIBLIOGRAPHIE

Forge A :Industrial chemicals are hazardous to hearing, The Lancet, 1999, 353, 1250

Hakkola M : « Neuropsychological symptoms among tanker drivers with exposure to solvents » Occup Med (Oxf), 1994, 44 (5) ; 243-246

Lauwerys R : Toxicologie industrielle et intoxications professionnelles, 1992, 3ème édition, Masson éditeur, Paris.

Composés chimiques de la phase vapeur des essences automobiles et leur toxicologie

Les condensas des produits se trouvant dans la phase gazeuse des essences automobiles (SP98, SP95) ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse haute résolution et par spectrométrie de masse.
Méthode d'analyse NF M07-086 (ASTM 6733).
Identification et quantification des différents composants par le logiciel d'identification automatique Carburane.
Dans le tableau ci-dessous, vous trouverez le nom du composé chimique trouvé, sa formule chimique brute, sa formule semi séveloppée, son numéro CAS (Chemical Abstracts Service), le pourcentage en poids dans la phase gazeuse, sa formule topologique et en dessous de chaque composé sa toxicité.

Composé chimique	% dans les vapeurs d'essence	Formule topologique
Isoparaffiniques
isopentane C5H12 (CH3)2-CH-CH2-CH3 CAS: 78-78-4	35,7%
Effet des expositions de courte durée : La substance est irritante pour les yeux, la peau et les voies respiratoires. L'ingestion du liquide peut entra?ner une aspiration au niveau des poumons avec un risque de pneumopathie. La substance peut avoir des effets sur le système nerveux central et le coeur , entra?nant une insuffisance fonctionnelle.
2,3-Diméthylbutane C6H14 (CH3)2CHCH(CH3)2 CAS: 96-14-0	6,2%
Absorption Ce produit est absorbé par les voies respiratoires et les voies digestives. Effets aigus Exposition aux vapeurs: possibilité d'irritation des yeux et de la gorge et de dépression du système nerveux central (maux de tête, nausées, étourdissements); aspiration dans les poumons: possibilité de neumonite chimique et d'oedème pulmonaire.
2-Méthylpentane C6H13 Isohexane 2-Methylpentane; (CH3)2CH(CH2)2CH3 CAS: 107-83-5	5,1%
Absorption Ce produit est absorbé par les voies respiratoires, la peau et les voies digestives. Effets aigus Exposition aux vapeurs: possibilité d'irritation des yeux et de la gorge et de dépression du système nerveux central (maux de tête, nausées, étourdissements); aspiration dans les poumons: possibilité de neumonite chimique et d'oedème pulmonaire.
2,2-Diméthylbutane C6H14 Neohexane; 2,2-Dimethylbutane; (CH3)3CCH2CH3 CAS: 75-83-2	3,9%
3-Méthylpentane C6H14 (C2H5)2CHCH3 CAS: 96-14-0	2,6%
Voies d'exposition : La substance peut être absorbée par l'organisme par inhalation de ses vapeurs. Risque d'inhalation : Une contamination dangereuse de l'air est rapidement atteinte lors de l'évaporation de cette substance à 20°C.
3-Méthylhexane C7H16 2-Ethylpentane CAS: 589-34-4	0,7%
2-Méthylhexane C7H16 CAS: 591-76-4	0,6%
2,2,4-triméthylpentane C8H18 CAS: 540-84-1	0,6%
Exposition de courte durée : yeux, peau, voies respiratoires, reins, foie. Exposition de longue durée : peau, reins, foie. Voies d'exposition : inhalation, peau, yeux, ingestion. Sympt?mes : confusion, étourdissements, céphalées, nausées, vomissements.
1-Méthylcyclopentane C6H12 CAS: 96-37-77	0,9%
isobutane C4H10 CAS: 75-28-5	0,9%
Nausée, difficulté respiratoire
Oxygénés
MTBE C5H12O CH3-O-C(CH3)3 Methyl tert-butyl ether Propane, 2-methoxy-2-methyl CAS: 1634-04-4	7,4%
Les émissions fugitives provenant des raffineries d’essence et des stations-service constituent les principales sources ponctuelles de MTBE dans l’environnement; les véhicules eux-mêmes émettent suffisamment de MTBE pour représenter une source significative dans les régions où la circulation est dense. Les eaux de surface peuvent être contaminées par des déversements d’essence et par les embarcations à moteur à essence, notamment celles à moteur à deux temps. étant donné la volatilité du MTBE, la plus grande partie se perd par évaporation avant de constituer un problème en matière d’eau potable. Les déversements et les fuites de réservoirs de stockage peuvent être à l’origine de problèmes plus graves dans les eaux souterraines. Le MTBE ne s’adsorbe pas beaucoup sur les particules du sol et est considéré comme mobile (Environnement Canada, 1993). Il est également résistant à la décomposition chimique et microbienne dans l’eau (ATSDR, 1996). C’est pourquoi on considère que le MTBE peut représenter une grave menace à long terme pour les approvisionnements d’eau potable si son utilisation dans l’essence se généralise. On dispose de peu de données scientifiques sur les effets sur la santé du MTBE présent dans l’eau potable. Les études effectuées indiquent que le MTBE peut être cancérogène chez les animaux, mais elles comportent toutes des lacunes qui les rendent inutilisables pour élaborer une recommandation sur l’eau potable fondée sur des critères d’ordre sanitaire.
ETBE C2H5-O-C4H9 (CH3)3C-O-CH2-CH3 Ethyl tertio butyle éther	1,1%
Paraffines
n.pentane C5H12 CAS: 109-66-0	4,5%
n.butane C4H10 CAS: 106-97-8	3,7%
Voies d'exposition : inhalation, peau, yeux. Symptômes : somnolence, gelures lors d'un contact avec le liquide, narcose, asphyxie. Organes cibles et voies de pénétration : système nerveux central.
n.hexane C6H14 CAS: 110-54-3	0,7%
Aromatiques
Toluène C7H8 CAS: 108-88-3	3,7%
Toxicité chronique Un risque de tératogenèse n’est pas à craindre lorsque la concentration maximale sur le lieu de travail est respectée. Autres informations toxicologiques En cas d’inhalation: Irritations des voies respiratoires. En cas de contact avec la peau: irritations . Après action prolongée du produit chimique: dermatite. Effet dégraissant sur la peau, éventuellement avec inflammation secondaire. Danger de résorption cutanée. en cas de contact avec les yeux : irritation. irritations des muqueuses. En cas d’ingestion, malaise et vomissement. Danger d’aspiration en cas de vomissement. résorption. Effets systémiques: En cas de résorption de grandes quantités: troubles du système nerveux central, ivresse, spasmes, inconscience, arrêt respiratoire, insuffisance cardio-vasculaire.
Benzene C6H6 CAS: 71-43-2	0,7%
Exposition aigu? L'exposition à plusieurs centaines de ppm agit sur le système nerveux central entra?nant notamment des états de somnolence, d'ébriété et des maux de tête ; des expositions plus faibles mais prolongées peuvent altérer la mémoire et certaines capacités psychiques. Enfin, le benzène est responsable d'effets irritants sur la peau et les muqueuses (oculaire et respiratoire en particulier). Exposition chronique Cette substance se distingue, pour l'espèce humaine, par sa grande toxicité pour les cellules sanguines et les organes qui les produisent (moelle osseuse). Ceci se manifeste par une réduction des globules rouges, blancs ou des plaquettes. L'importance de ces manifestations est fonction des doses de benzène auxquelles le sujet est exposé, de la simple anémie à l'atteinte des trois lignées cellulaires (pancytopénie). Cette affection qui constitue le benzolisme est actuellement tout à fait exceptionnelle dans les pays développés du fait de la réduction des niveaux d'exposition. L'affection qui préoccupe le plus, tant au niveau professionnel qu'environnemental, est la survenue de cancers du sang liés à l'exposition répétée à des concentrations de benzène de quelques ppm pendant plusieurs dizaines d'années. En effet, celui-ci provoque certaines leucémies myéloïdes mais d'autres formes ont été mises en évidence dans diverses études. Ces atteintes surviendraient plus fréquemment après des expositions faibles et continues plutôt qu'élevées et intermittentes (pics de pollution) ; elles sont souvent précédées par certaines des anomalies sanguines décrites ci-dessus. Par ailleurs, il a été démontré chez l’animal que le benzène peut induire des altérations génétiques transmissibles à la descendance.
Meta-xylène C8H10 CAS: 108-38-3	0,6%
Toxicité aigu? Comme tous les hydrocarbures pétroliers liquides distillant au-dessous de 300°C, les xylènes sont irritants et dépresseurs du SNC. Lorsqu'ils sont ingérés, ils produisent un syndrome abdominal aigu et une pneumopathie d'inhalation. Toxicité chronique Les xylènes n'entra?nent en général pas d'effets spécifiques les distinguant des autres hydrocarbures pétroliers distillant au dessous de 300°C. - Les xylènes entra?nent des dermites d'irritation chronique (peau sèche et squameuse). - Plusieurs études ont rapporté une fréquence particulièrement élevée de néphropathies tubulaire et glomérulaire, ainsi que des troubles digestifs mineurs (anorexie, nausées, diarrhées) chez les salariés exposés aux xylènes. - Expérimentalement, les xylènes, à fortes doses, sont foetotoxiques et tératogènes chez le rat. Les données toxicologiques actuelles ne permettent pas d'évaluer leur cancérogénicité. Ils ne sont pas hémato-toxiques.
Oléfines
2-méthyl-2-butène C5H10 CAS: 513-35-9	3,3%
Trans-2-pentene C5H10 CAS: 646-04-8	2%
2-méthyl-1-butène C5H10 CAS: 563-46-2	1,8%
Cis-2-pentène C5H10 CAS: 627-20-3	1,1%
Isobutene C4H8 CAS: 115-11-7	0,6%
Vertiges. Somnolence. Affaiblissement. Nausées. Perte de conscience. Vomissements. Gelures lors du contact avec le liquide.
1-pentène C5H10 CAS: 109-67-1	0,8%
Trans-2-butène C4H8 CAS: 624-64-6	0,7%
Vertiges. Perte de conscience. Gelures lors du contact avec le liquide.
Cis-2-butène C4H8 CAS: 590-18-1	0,7%
Vertiges. Perte de conscience. Gelures lors du contact avec le liquide.

Références :

Fiches de toxicologie de l'INRS

Fiches internationales de sécurité chimique http://training.itcilo.it/actrav_cdrom2/fr/osh/ic/nfrnsynb.htm

Fiches toxicologiques INRS CDC Centers for Desease Control and Prevention www.cdc.gov

L'ensemble des informations et des données toxicologiques citées ci-dessus provient de diverses monographies publiées par des organismes reconnus pour la qualité scientifique de leurs documents (ATSDR, OMS-IPCS, US EPA (IRIS)).