Solventi e Composti Volatili: cosa sono e quanto sono pericolosi

Chi lavora nel settore industriale chimico, meccanico o in ambiti simili, sicuramente sa cosa sono i solventi, ossia tutte quelle sostanze chimiche che hanno la possibilità di sciogliere altre sostanze.

L’importanza di conoscere i solventi è legata, oltre che dalla loro ovvia utilità pratica in molteplici contesti, anche dalla potenziale pericolosità di alcuni di essi per l’ambiente e la salute dell’uomo. Molte leggi tutelano da questi rischi attraverso apposite forme di prevenzione.

Ecco alcune informazioni utili e specifiche sui solventi, per comprendere meglio i rischi che possono comportare, conoscere le leggi che ne regolano l’utilizzo e capire trattare e smaltire queste sostanze in modo corretto e conforme alle norme.

Cosa sono i solventi: significato e caratteristiche

La definizione di solvente dal punto di vista chimico è una sostanza che ha la capacità di scioglierne un’altra (o altre), un processo che consente di formare una soluzione (miscela omogenea).

All’interno della soluzione, il solvente è il componente che è presente in quantità nettamente maggiore, oppure che determina lo stato fisico della materia della soluzione (ad esempio solido, liquido, gassoso).

In genere i solventi sono liquidi, ma non sempre. Esempi di solventi con cui realizzare delle miscele con l’acqua sono l’etanolo e l’acetone (in questo caso si parla, nella chimica e nelle scienze analoghe, di soluzione acquosa), quest’ultimo spesso utilizzato nei laboratori.

Tuttavia, i solventi possono essere anche gassosi o solidi. Le soluzioni liquide che non contengono acqua come solvente sono chiamate “soluzioni non acquose”.

I solventi possono essere sia dei composti che degli additivi inorganici che organici. In entrambi i casi, i prodotti chimici che li compongono possono essere pericolosi per la salute e per l’ambiente, pertanto devono essere trattati con la massima cura e attenzione.

Ecco alcune nozioni utili sui solventi organici e volatili (i cosiddetti VOC), i rischi derivanti da alcuni di questi composti, specie a concentrazioni elevate, e le possibili conseguenze di un’esposizione eccessiva o prolungata.

Cosa sono i solventi organici

Il gruppo di solventi liquidi non acquosi, più comunemente utilizzato, è quello dei solventi organici. Si trovano soprattutto nelle applicazioni in ambito industriale, ma non solo (si pensi ad esempio alle vernici contenenti solventi e resine e alle pitture con pigmenti e altri materiali, oppure ai solventi utilizzati per il lavaggio dei tessuti).

I solventi organici appartengono usualmente ai seguenti gruppi di sostanze chimiche:

alifatici;
aromatici;
alcool;
glicoli;
chetoni;

I solventi organici sono formati da idrocarburi (che contengono carbonio e idrogeno nella loro struttura molecolare) e da sostanze legate. La maggior parte dei solventi usati industrialmente è volatile.

In accordo con la definizione della direttiva EU-VOC, un composto è volatile se la pressione di vapore è più alta di 0,1 mbar a 20° C. A questa pressione la concentrazione di VOC (composti organici volatili) dell’aria interna da aspettarsi è nell’ordine dei mg/m.

È importante sapere che alcuni composti volatili, inclusi certi tipi di solventi, possono costituire degli inquinanti di notevole pericolosità, sia per la salute dell’uomo che per l’ambiente.

Per questo motivo, per le aziende che utilizzando simili sostanze in quantità abbondante è buona norma dotarsi di impianti di recupero del solvente, in grado di abbattere il quantitativo di inquinanti per ciascuna emissione e di recuperare i solventi, mediante un processo di rigenerazione ad azoto o a vapore.

La differenza tra solvente polare e apolare

Ulteriori distinzioni tra i solventi possono essere realizzate tra i solventi polari (solventi protici e aprotici) da quelli non polari.

La polarità del solvente ne determina il tipo di sostanze che esso può sciogliere, compreso il tipo di liquidi e solventi con cui può essere miscelato.

I solventi protici e aprotici, ovvero i solventi polari, hanno alti valori del momento di dipolo e un’elevata costante dielettrica. Un esempio di solvente polare è l’acqua, nella quale si sciolgono soprattutto composti polari come gli zuccheri e i Sali inorganici.

I solventi polari a loro volta si distinguono in protici e aprotici. I solventi polari protici possono formare legami a idrogeno, una classificazione in cui rientrano sostanze come l’acqua, l’etanolo, il metanolo e l’acido trifluoroetanoico.

I solventi polari atropici invece hanno comunque un’elevata polarità e un’alta costante dielettrica, ma non possono formare legami a idrogeno. Fanno parte di questa categoria sostanze come etanonitrile, nitrometano e dimetilsolfossido.

I solventi apolari presentano al contrario una bassa polarità e costante dielettrica. Composti apolari come cere e oli si possono sciogliere solo in solventi apolari organici, ad esempio l’esano.

Ecco una breve lista di solventi apolari:

alifatici;
aromatici (come il toluene);
alogenati (come il cloroformio)
solventi contenenti ossigeno.

Quanto sono pericolosi composti di sostanze volatili?

I solventi comportano rischi ambientali, di sicurezza e per la salute, pericoli che devono essere conosciuti al fine di adottare misure adeguate di prevenzione e protezione.

I rischi per la salute dei solventi

I solventi hanno diversi effetti sulla salute umana, in funzione del tipo di esposizione che può avvenire attraverso vapore, nebbia o forma liquida.

I solventi (acidi o basici) possono entrare nel corpo attraverso inalazione, ingestione e contatto con la pelle.

I composti organici volatili si possono originare da fonti naturali, ma anche da processi antropici (principalmente industriali): è per questo che esiste una normativa di riferimento, per limitarne le emissioni di composti organici volatili attraverso delle azioni e degli strumenti specifici.

La via attraverso la quale i solventi possono entrare nel corpo dipende dalla volatilità e dalla solubilità dei grassi del solvente, con effetti dannosi per la salute che sono specifici per ciascun tipo di solvente organico.

Tra i principali danni per la salute ci sono:

effetto narcotico, affaticamento e vertigini, inoltre alte dosi possono portare alla perdita di conoscenza e alla morte, rallentare il tempo di reazione e influenzare un giudizio razionale, incrementando il rischio di incidenti sia al lavoro che esternamente, come nel traffico durante il ritorno a casa;
irritazione degli occhi e del tratto respiratorio;
dermatiti o altri problemi della pelle, in quanto i solventi poliscono e sgrassano non solo i prodotti nei processi ma anche la pelle;
danni al fegato, ai reni, al cuore, ai vasi sanguinei, al midollo osseo e al sistema nervoso (esempio encefalopatia cronica), poiché i solventi possono penetrare la pelle ed entrare nella circolazione sanguinea.

Per avere effetti diretti sulla salute dopo una singola esposizione, generalmente deve esserci un alto livello di esposizione, mentre prolungati e ripetuti bassi livelli di esposizione possono portare ad effetti sulla salute dopo un lungo periodo.

Si parla di valori limite relativamente all’inquinamento da solvente in un ambiente chiuso. Tali valori sono le soglie che non devono essere superate, allo scopo di evitare un’intossicazione con tutti i conseguenti rischi per la salute.

Anche la popolazione può essere esposta ai solventi, a causa delle concentrazioni di tali sostanze trasportate dal vento nell’aria circostante.

Per l’Unione Europea, la politica per prevenire i pericoli derivanti dai composti organici volatili deve seguire la direttiva 1999/13/EC dell’11 marzo 1999, in merito alla limitazione delle emissioni di composti organici volatili dovute all’utilizzo di solventi organici in certe attività e installazioni.

I rischi dei solventi per la sicurezza

I solventi possono anche portare rischi alla sicurezza oltre che alla salute.

La maggior parte dei solventi è volatile e infiammabile, quindi tali sostanze devono essere sempre maneggiate con cura.

Alcuni solventi producono vapori che sono più pesanti della aria, che possono fluire a terra o, nel caso peggiore, in spazi dove possono essere incendiati per ignizione per mezzo di scintille di saldatura o di elettricità statica. I vapori possono anche essere accesi a causa del fumo.

I vapori dei solventi possono anche essere allocati in spazi confinati, rimanendo in questi luoghi per lungo tempo, presentando comunque dei rischi per la sicurezza e la salute.

I rischi ambientali dei solventi

I pericoli ambientali associati alle emissioni dei solventi organici comprendono l’incremento dell’ozono atmosferico nei presso del suolo attraverso una ossidazione fotochimica (il cosiddetto smog estivo).

Alcuni tra i solventi organici impoveriscono gli alti strati di ozono, perciò la loro produzione è controllata allo scopo di proteggere gli strati di ozono nella alta atmosfera.

Tra questi, possiamo ricordare il benzene o il toluene, ma anche molti altri composti chimici e materie prime. Ciascuno di questi è un composto organico che presenta sia pericoli per la salute, in caso di contatto o inalazione, sia rischi per l’ambiente e l’atmosfera, anche dovuti alla loro infiammabilità.

L’uso di solventi è anche un rischio potenziale la contaminazione del suolo e dell’acqua, per via delle loro caratteristiche acido-base delle reazioni chimiche che si possono manifestare.

Ricordiamo infine che alcuni solventi, specie se pericolosi, devono essere considerati come rifiuti speciali e trattati di conseguenza. Ai fini dello smaltimento, non possono essere né abbandonati nell’ambiente né gettati come un rifiuto comune, ma occorre rivolgersi a degli addetti specializzati, indicati da ciascun comune, oppure ad aziende che offrono tale servizio.