S – Škodliviny

Styren (C₈H₈): Charakteristika, zdroje a vliv na zdraví

Stručná charakteristika

Styren (vinylbenzen, ethenylbenzen, C₈H₈) je bezbarvá, těkavá kapalina s charakteristickým sladkým zápachem. Jako celosvětově nejvýznamnější monomer je styren hojně používaným rozpouštědlem a výchozí surovinou pro výrobu polymerů (polystyren apod.). Bioakumulační potenciál styrenu je nízký. Člověk může být styrenu vystaven vdechnutím, pozřením a kožním kontaktem. Při akutní expozici styren dráždí oči, dýchací cesty i trávicí soustavu. Styren má negativní vliv na nervový systém. Ve vyšších dávkách vyvolává bolesti hlavy, deprese, poruchy vidění, křeče. U zvířat bylo sledováno podráždění kůže, ztráta sluchu, poškození krve, jater, imunitního a nervového systému a výskyt rakoviny. Styren je IARC považován za možný lidský karcinogen (2B).

Mezi nejznámější výrobky, které jsou založeny na bázi styrenu, patří pryže, umělé hmoty, izolace, sklolaminát, potrubí, automobilové součásti, obaly na potraviny, koberce a mnoho dalších. Do prostředí je styren uvolňován při samotné výrobě, mezi další zdroje patří chemický a petrochemický průmysl, spalování organické hmoty a odpadů, styren těká do ovzduší z výrobků, ve kterých je obsažen. Přirozeně se styren nachází např. v míze některých stromů. V atmosféře existuje pouze v plynné fázi, reaguje s hydroxylovými radikály a ozónem, poločas rozpadu je odhadován na 7 až 16 hodin. Styren přispívá ke vzniku fotochemického smogu. V půdě je nepohyblivý, snadno těká do ovzduší a podléhá mikrobiální rozkladu. Ve vodě je často vázán na sedimenty, mineralizuje, je rozkládán mikroorganizmy, významný je taktéž jeho zpětný odpar.

Podrobná charakteristika

Za normálních podmínek je styren (C₈H₈) bezbarvou až nažloutlou, těkavou (VOC), olejovitou kapalinou. Čistý styren je nasládlého zápachu, ve směsích mu ale ostatní složky často propůjčují až štiplavý a nepříjemný odér. Ve vodě je jen omezeně rozpustný, dobře se rozpouští v organických rozpouštědlech, jako jsou alkoholy, ethery, aceton a sirouhlík.

Za specifických podmínek (teplota nad 200 °C, zvýšený tlak, světlo, působení kyseliny) dochází k tvorbě styrenových polymerů, polystyrenu. Katalyzátorem polymerace jsou i peroxidy vznikající při oxidaci styrenu. Pro stabilizaci takto vzniklého polymeru se do látky přidávají různé stabilizátory (hydrochinon apod.).

Bod tání styrenu je – 30, 65 °C, bod varu pak 145, 3 °C. Styren působí korozivně na měď a měděné slitiny. Při hoření styrenových plastů mohou vznikat nebezpečné produkty, například oxid uhelnatý (CO). Při požáru mohou uzavřené nádoby se styrenem explodovat.

Styren se začal synteticky vyrábět od roku 1920 za použití procesu katalytické dehydrogenace ethylbenzenu. V současnosti patří styren mezi nejvýznamnější monomery a nachází velmi široké uplatnění v chemické výrobě; používá se jako rozpouštědlo a základní surovina pro výrobu polymerů. V celém světě je vyprodukováno mnoho miliard tun této chemické látky. Mezi nejznámější výrobky, které jsou založeny na bázi styrenu, patří pryžë, umělé hmoty, izolace, sklolaminát, potrubí, automobilové součásti, obaly na potraviny, koberce a mnoho dalších. Schopnost styrenu utvářet dlouhé řetězce, je využívána při výrobě polystyrenu, plastu s vynikajícími izolačními vlastnostmi, využívaného především ve stavebnictví.

V roce 2013 uniklo do ovzduší České republiky přes 144 tun styrenu. Úniky ohlašovaly společnosti, které se zabývají výrobou pryžových a plastových výrobků. Styren byl v roce 2013 v ČR nejčetněji ohlašovanou látkou vůbec.

Účinky na zdraví lidí a zvířat

Negativní účinky na zdraví byly pozorovány především u pracovníků chemických provozů, kteří byli vystaveni vysokým krátkodobým koncentracím styrenu v ovzduší. Poměrně často byl zaznamenán vliv na nervový systém, který se projevoval výskytem depresí, problémy se soustředěním, svalovou slabostí, celkovou únavou, nebo žaludeční nevolností. Z akutních projevů bylo dále pozorováno podráždění očí a sliznic nosu a krku.

Vliv chronického působení styrenu není zatím dobře popsán, nicméně některé studie na zaměstnancích, kteří byli dlouhodobě vystaveni zvýšeným koncentracím, vypovídá o negativním působení na nervový systém.

Výsledky výzkumů o vlivu styrenu na embryonální vývoj se různí. Některé studie neprokázaly teratogenní působení, nicméně jiné studie zaznamenaly zvýšený výskyt potratů a nižší porodní hmotnost u novorozenců, kteří se narodili zaměstnankyním odpovídajích provozů. Bylo však obtížné odlišit vliv styrenu od působení jiných látek na sledovanou skupinu.

Kromě inhalace se může styren dostávat do organismu orální, nebo dermální cestou (povrchem těla). Výzkumy provedené na zvířatech ukazují, že požití styrenu může nepříznivě ovlivnit játra, ledviny, krev, imunitní a nervový systém. Z dermálních účinků bylo zaznamenáno podráždění očí a kůže u pokusných králíků.

Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) zařadila styren mezi možné lidské karcinogeny. Některé studie prokázaly, že vdechování styrenu u pracovníků v chemickém průmyslu, může vést ke vzniku leukemie.

Studie prováděná na zvířatech, která byla vystavena inhalaci i orálnímu podávání styrenu prokázaly nízkou karcinogenitu v určité míře.

Vědecká studie publikovaná v červenci 2001 v americkém časopise Environmental Health Perspectives prokázala, že některé styrenové látky uvolňující se z umělohmotných obalů na potraviny lze zařadit k estrogenním látkám. Ve studii byly použity dvě zkoušky ke stanovení estrogenity styrenových látek: schopnost podporovat zhoubné bujení v rakovinných buňkách (rakoviny prsu) a vazebné afinity k lidským estrogenním receptorům.

Hodnocení karcinogenity podle IARC

2B – možná karcinogenní pro lidi

Výskyt v životním prostředí

Styren můžeme nalézt v ovzduší, ale také ve vodě a v půdě. V ovzduší podléhá poměrně rychlému rozkladu a rovněž z povrchové vody a půdy se dobře odpařuje, nebo je biodegradován. Nemá sklony k bioakumulaci.

Největší množství emisí styrenu pochází z chemických výrob, kde dochází k jeho zpracování. Ve zprávě, kterou vydal v roce 1992 úřad Public Health Service US, se uvádí, že jen na území Spojených států přesáhly emise styrenu do ovzduší hranici 15 tisíc tun za období jednoho roku. Nezanedbatelný podíl styrenu, který se uvolňuje do prostředí, ovšem také pochází z nejrůznějších spalovacích procesů.

Styren není v ovzduší příliš stálý. Jeho poločas rozpadu zpravidla nepřesahuje 12 hodin. V atmosféře je odbouráván prostřednictvím fotochemických reakcí a dobu jeho setrvání značně ovlivňuje množství přízemního ozonu a hydroxylových radikálů v ovzduší a také intenzita slunečního záření. Reakční cyklus výše zmíněných látek pak může vést ke zvýšenému výskytu fotochemického smogu.

Dalším významným zdrojem emisí styrenu do prostředí jsou odpadní vody z chemických procesů. Z vod se po určitém čase styren uvolňuje do ovzduší.

Lidé jsou vystaveni působení styrenu zejména ve vnitřním prostředí, které bývá negativně ovlivněno například úniky této látky ze stavebního materiálu, nejrůznějších spotřebních produktů, ale také z tabákového kouře. Nejvyšším koncentracím jsou vystaveni zaměstnanci chemických provozů, kde se s touto chemickou látkou pracuje (např. výrobny plastů nebo polystyrenu).

Styren se do organismu dostává zejména inhalací. Mezi další expoziční cesty patří přímé požití, případně vstřebání kůží.

Synonyma

Vinylbenzen, ethenylbenzen, fenylethylen, fenylethen, styrol, styron, styropor, styropol, diates HF77, vinylbenzol.