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Toluene

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APPELLATIONS

Numéro du CAS: 108-88-3
Nom dans le registre: Toluène
Nom de la substance: Toluène
Synonymes, noms commerciaux: Toluène, méthylbenzène , phénylméthane , méthacide 
Nom(s) anglais: Toluene, methylbenzene, methacide, phenylmethane
Nom(s) allemand(s): Toluol, Methylbenzol, Toluen
Description générale: Liquide incolore d'odeur rappelant celle du benzène.


PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES

Formule brute: C7H8
Masse atomique relative: 92,15 g
Masse volumique: 0,867 g/cm3 à 20°C
Densité de gaz: 3,18
Point d'ébullition: 110,6°C
Point de fusion: -95°C
Tension de vapeur: 28 hPa à 20°C, 45 hPa à 30°C, 109 hPa à 50°C
Point d'éclair: 6°C
Température d'ignition: 535°C
Limites d'explosivité: 1,2-7 % vol.
Seuil olfactif: 0,2 ppm
Solubilité: Dans l'eau: 0,53 g/l à 20-25°C;
  dans l'eau de mer: 0,38 g/l;
  solubilité illimitée dans le chloroforme, l'acétone, l'éther
Facteurs de conversion: 1 ppm = 3,83 mg/m3
  1 mg/m3 = 0,261 ppm

ORIGINES ET UTILISATIONS

Utilisations:
Le toluène  est un matériau de base pour la fabrication de produits divers tels que dérivés benzéniques, capro-lactame, saccharine, produits pharmaceutiques, colorants, parfums, TNT et détergents. Il entre aussi dans la composition des carburants (antidétonant), des solvants  pour peintures et laques, du caoutchouc, des résines ainsi que des diluants pour laques à base de nitrocellulose et colles. C'est aussi une matière de base pour la fabrication du phénol (surtout en Europe occidentale), du benzène, des crésols (surtout au Japon) ainsi que de toute une série d'autres substances.

Origine/fabrication:
Sources naturelles: goudron de houille et huiles minérales; formation de toluène lors de la combustion de résines naturelles (p.ex. incendies de forêts).

Chiffres de production:
Les estimations concernant la production mondiale varient entre 6,5 et plus de 10 millions de t par an.

Canada (1984) 430.000 t
France (1984) 39.000 t
Italie (1984) 312.000 t
Japon (1984) 784.000 t
Mexique (1984) 216.000 t
République fédérale d'Allemagne (1984) 358.000 t
Taiwan (1984) 169.000 t
USA (1984) 2.390.000 t


Chiffres d'émissions (estimation):
Les estimations varient entre 6 et 8 millions de t par an. Pour un volume total de 6,2 millions de t, la répartition des émissions est évaluée comme suit:

Pertes en mer 500.000 t/a
Rejets de raffineries dans l'atmosphère 2.500.000 t/a
Volatilisation de carburants 50.000 t/a
Gaz d'échapp. des voitures 2.000.000 t/a
Pertes émanant de solvants 1.000.000 t/a
Pertes émanant de l'industrie chimique 100.000 t/a


TOXICITE

Homme: DL 50-500 mg/kg  
  TCLo 0,77 mg/l, inhalation  
  >2,9 mg/l, inhalation lésions du système nerveux central
fatigue, céphalées
légères irritations du pharynx et des yeux
signes légers de troubles psychomoteurs
net déficits psychomoteurs
perte de conscience, mortel à échéance
perte de conscience au bout de quelques
  50-100 ppm  
  200 ppm  
  100-300 ppm (8 h)  
  300-800 ppm (8 h)  
  >4.000 ppm (1 h)  
  10.000-30.000 ppm  
  minutes, mortel à échéance  

 

Mammifères:  
Rat DL50 5.000-7.000 mg/kg, v. orale
Rat (nouveau-né) DL50 870 mg/kg, v. orale
Rat CSEO >590 mg/kg et j, v. orale (193 d)
Souris CL50 20 mg/l (8 h)
Organismes aquatiques:  
Poissons d'eau douce CL50 13-240 mg/l (96 h)
Orphie CL50 70 mg/l
Saumon  CL50 6,4-8,1 mg/l (96 h)
Mollusques CL50 24-74 mg/l (24 h)
Daphnie (Daphnia magna) CE50 11,5-310 mg/l (48 h)
Algue verte CE50 134-210 mg/l (réduction de la photosynthèse)
Algue bleue 10 mg/l (96 h, photosynthèse réduite à 75%)
Végétaux:  
Blé, soja 200-20.000 ppm dans le sol: toxique
Carottes, tomates, orge 3 ppm (0,5 h) dans l'air: toxique

Remarques:
Les données indiquées émanent de différentes sources, toutes citées dans RIPPEN, 1989.

Pathologie/toxicologie:

Homme/mammifères: L'inhalation (100 ppm) est cause de céphalées, de vertiges, d'irritations des yeux et des muqueuses nasales. En cas d'exposition prolongée, lésions du système nerveux central, anomalies hémographiques et autres phénomènes chroniques. Des lésions chromosomiques ont été identifiées sur des rats; en revanche, des études effectuées sur des travailleurs exposés ont donné des résultats contradictoires. Il semble que le toluène  ne soit pas cancérogène, mais d'autres substances contenues dans un mélange solvant peuvent l'être. Des anomalies du squelette et une réduction du poids des foetus ont été constatées chez des rats et des souris, mais aussi une embryolétalité accrue chez des souris.

Synergies/antagonismes: - réduction du métabolisme chez des rats en association avec le benzène, le trichloroéthène ou le styrène;

- renforcement de la toxicité de l'acide acétylsalicylique (notamment malformations et anomalies chez l'embryon);
- chez l'homme: sans doute lésions chromosomiques accrues chez les fumeurs exposés au toluène;
- chez les souris: réduction de différents effets toxiques du benzène;
- amplification des cancers cutanés induits par le 7,12-diméthyl-benz[b]anthracène.

COMPORTEMENT DANS L'ENVIRONNEMENT

Milieu aquatique:
Le toluène  représente un danger pour l'eau en raison de sa volatilité; il migre en partie dans l'atmosphère mais sa solubilité dans l'eau est suffisante pour soulever des problèmes de pollution des eaux de surface et des eaux souterraines.

Atmosphère:
Compte tenu de la forte tension de vapeur de cette substance, la plus large part du toluène libéré dans le milieu naturel migre dans l'atmosphère. La dégradation y est relativement rapide, si bien que les quantités susceptibles d'être ramenées à la surface du sol au travers de dépôts humides ou secs sont assez peu importantes.

Sols:
Adsorption surtout sur des matières organiques et des particules argileuses. La capacité d'adsorption augmente à mesure que le pH baisse. Une partie importante du toluène introduit dans le sol migre dans l'atmosphère ou subit des transformations chimiques et un processus de biodégradation.

Dégradation produits de décomposition, demi-vie:
Dans l'atmosphère, la demi-vie moyenne est évaluée à 60 h environ (réaction avec OH). Sous de hautes latitudes, la durée de rétention est d'environ 4 jours en été, mais peut atteindre plusieurs mois en hiver. Sous les tropiques, elle se situe toute l'année entre plusieurs jours et plusieurs semaines.

Des expériences de laboratoire ont révélé que le toluène contenu dans une solution aqueuse homogène de 1 m de profondeur est libéré dans l'atmosphère avec une demi-vie de 5 heures.

Chez le rat, le lapin et l'homme, environ 20% de la dose absorbée sont restitués dans l'atmosphère par les poumons. Environ 80% sont transformés, principalement en acide benzoïque (en passant par l'alcool benzylique/aldéhyde benzoïque), et de petites quantités en crésols.

Chaîne alimentaire:
En raison de la faible persistance du toluène et de sa forte volatilité, une accumulation dans la chaîne alimentaire est tout à fait improbable.

VALEURS LIMITES DE POLLUTION

Milieu Secteur Pays/ organ. Statut Valeur Cat. Remarques Source
Eau: Eau pot. A (L) 20 µg/l     sel. RIPPEN, 1989
  Eau pot. SU (L) 500 µg/l     sel. RIPPEN, 1989
  Eau pot. USA R 14,3 µg/l     sel. RIPPEN, 1989
  Eau surface USA R 12,4 mg/l     sel. RIPPEN, 1989
  Eau surface USA R 2,3 mg/l   Moy. 24 h 1) sel. RIPPEN, 1989
  Eau surface USA R 5,2 mg/l   Val. max. 1) sel. RIPPEN, 1989
  Eau de mer USA R 0,1 mg/l   Moy. 24 h 2) sel. RIPPEN, 1989
  Eau de mer USA R 0,23 mg/l   Val. max. 2) sel. RIPPEN, 1989
  Eau souterr. D(HH) R 0,015 mg/l   Etude approf. sel. DVGW, 1988
  Eau souterr. D(HH) R 0,015 mg/l   Etude assainissement sel. DVGW, 1988
  Eau souterr. NL R 0,0002 mg/l   Référence sel. TERRA TECH, 6/94
  Eau souterr. NL L 1 mg/l   Intervention sel. TERRA TECH, 6/94
Sols:   NL R 0,05 mg/kg   Référence sel. TERRA TECH, 6/94
    NL L 130 mg/kg   Intervention sel. TERRA TECH, 6/94
Air:   BG (L) 0,6 mg/m3   20 mn/24 h sel. EPA, 1983
    DDR (L) 2 mg/m3   30 mn sel. EPA, 1983
    DDR (L) 0,6 mg/m3   24 h sel. EPA, 1983
    Europe R 8 mg/m3   30 mn OMS, 1987
    Europe R 1 mg/m3   24 h OMS, 1987
    H (L) 50 mg/m3   30 mn sel. EPA, 1983
    H (L) 20 mg/m3   24 h sel. EPA, 1983
    H (L) 0,6 mg/m3   30 mn/24 h3) sel. EPA, 1983
    SU (L) 0,6 mg/m3   20 mn/24 h sel. OMS, 1985
    YU (L) 0,6 mg/m3   20 mn/24 h sel. EPA, 1983
    OMS R 1 mg/m3   24 h sel. SLOOFF, 1988
    OMS R 8 mg/m3   30 mn sel. SLOOFF, 1988
  Emission D L 100 mg/m3   flux massique ³ 2 kg/h sel. TA-Luft, 1986
  Amb. prof. AUS (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. B (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. BG (L) 50 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. CH (L) 380 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. CS (L) 800 mg/m3   Courte durée sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. D L 190 mg/m3 MAK   DFG, 1994
  Amb. prof. DDR (L) 200 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. H (L) 50 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. I (L) 300 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. IRL (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. J (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. NL (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. PL (L) 100 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. RO (L) 300 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. S (L) 375 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. SF (L) 750 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. SU (L) 50 mg/m3 PDK   sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. USA (L) 375 mg/m3 TWA   sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. USA (L) 560 mg/m3 STEL   sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. YU (L) 200 mg/m3     sel. RIPPEN, 1989
  Amb. prof. D L 170 µg/dl BAT Dans le sang sel. DVGW, 1988
Aliments: USA R 30 mg/j ADI   sel. RIPPEN, 1989

Remarques:
1) Protection des organismes d'eau douce 
2) Protection des organismes marins
3) Zones protégées

VALEURS COMPARATIVES/DE REFERENCE

Milieu/origine Pays Valeur Source1)
Eau:      
Eaux de surface GB 1,8-3,8 µg/l  
Rhin (Bâle-Duisburg, 1976) D 0,7-1,9 µg/l  
Golfe du Mexique2)   3-10 ng/l  
Golfe du Mexique3)   4-60 ng/l  
Eaux souterraines (non contaminées) USA 0,01-0,1 µg/l (n=8)  
Eaux souterraines (contaminées) USA 1,5-8 300 µg/l (n=6 sur 13)  
Eau potable (5 villes) USA 0,1-19 µg/l  
       
Sédiments/sols:      
Estuaire Tees River GB 1,2-6,4 µg/kg NG (n=4)  
Boues d'épuration USA 1,4-705 mg/kg PS (n=12/13)  
       
Atmosphère:      
Hémisphère Nord4) (1980-83)      
Hémisphère Sud4) (1980-83)   10-210 pptv (val. moy.)  
Désert Egypte <5-90 pptv (val. moy.)  
Concentration de fond Brésil 0,22 ppbv (val. moy.)  
Concentration de fond Kenya 0,04-0,19 ppbv (n=6)  
Air en milieu urbain D 0,05-1,08 ppbv (n=13)  
Zones peu polluées D 0,52-27 ppbv  
Gaz de décharge D 1,3 ppbv  
Eau de pluie GB 0,2-620 mg/m3  
Eau de pluie USA 43 µg/l  
    0,9-220 ng/l  

Remarques:
1) Toutes données citées selon RIPPEN, 1989
2) Concentration de fond
3) Sous influence d'activités humaines
4) Air non pollué

EVALUATION ET REMARQUES

Les vapeurs de toluène  sont dangereuses, en particulier lorsqu'elles atteignent la limite d'explosivité dans les endroits fermés tels que caves et réseaux d'assainissement. Une accumulation au travers de la chaîne alimentaire est tout à fait improbable. La toxicité pour les organismes aquatiques est considérée comme étant moyenne. Les premiers signes d'intoxication sont des inhibitions de croissance et une baisse des taux de reproduction. En cas de désorption dans le sol, le toluène peut polluer les eaux souterraines.

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