三硝基甲苯，又名2,4,6-三硝基甲苯（英文：Trinitrotoluene，縮寫：TNT），是一種有機化合物，化學式為C7H5N3O6，為白色或黃色針狀結晶，無臭，有吸濕性，是一種比較安全的炸藥，能耐受撞擊和摩擦，但任何量突然受熱都能引起爆炸。中等毒性。可經皮、呼吸道、消化道侵入。由甲苯經硝化製成，熔點為354 K（80.9°C）。呈棕色晶體狀（純品為幾乎無色的晶體）。易與苦味酸混淆，被誤稱為“黃色炸藥”。和硝酸銨混合可成為阿馬托炸藥。
與硝化甘油不同，精煉的三硝基甲苯對於摩擦、震動都十分穩定。即使被槍擊，也不易爆炸。它需要雷管引爆。TNT不會與金屬起化學作用或者吸收水分。因此它可以存放多年。但它與鹼強烈反應，生成不穩定的化合物。
每克TNT炸藥可產生4200焦耳的能量（4.2MJ/kg）。雖然三硝基甲苯的能量密度比脂肪（38MJ/kg）和糖（17MJ/kg）小，但它的分子中有三個硝基作為氧化劑，不需要大氣中的氧氣，所以引爆時會產生大量氣體，產生爆炸。現今有關爆炸和能量釋放的研究，也常常用“公斤TNT”或“噸TNT”作為單位，以比較爆炸、地震、行星撞擊等大型反應時所釋出的能量。
三硝基甲苯的主要危害是慢性中毒。局部皮膚刺激產生皮炎和黃染。高鐵血紅蛋白形成能力遠較苯胺為小。慢性作用主要表現為中毒性胃炎、中毒性肝炎、再障、貧血、中毒性白內障。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，2,4,6-三硝基甲苯在3類致癌物清單中。
基本介紹
- 中文名：三硝基甲苯
- 外文名：Trinitrotoluene（TNT）
- 別名：2,4,6-三硝基甲苯
- 化學式：C7H5N3O6
- 分子量：227.131
- CAS登錄號：118-96-7
- EINECS登錄號：204-289-6
- 熔點：80.9 ℃
- 沸點：240 ℃(分解)
- 水溶性：不溶
- 密度：1.654 g/cm
- 外觀：白色或黃色針狀晶體
- 閃點：2 ℃
- 安全性描述：S26；S36/37
- 危險性描述：R1；R11；R20/21/22；R36
- UN危險貨物編號：1356
發展歷史,物質性質,理化性質,分子結構數據,計算化學數據,毒理,臨床,急性中毒,慢性中毒,預防,接觸控制,就業禁忌征,監護性體檢,個人防護及作業防護,環境影響,標準,應急處理,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,安全信息,安全術語,風險術語,
發展歷史
TNT由德國化學家朱利葉斯·威爾蘭德於1863年首次製備，最初被用作黃色染料。TNT作為炸藥的潛在作用在30年內都未被發現，主要是因為它比其他替代品更不敏感，所以難以引爆。其爆炸特性由另一位德國化學家Carl Häussermann於1891年首次發現。TNT在液體狀態下可以被安全地注入彈殼中，而且由於非常不敏感，其不受英國《1875年爆炸物法案》的約束，且在製造和儲存時不被視為爆炸物。
1902年，德軍採用TNT作為大炮炮彈的填充物。使用TNT填充的穿甲彈在擊穿英軍主力艦的裝甲後會爆炸，然而英軍使用Lyddite填充的炮彈卻往往會在撞擊裝甲前爆炸，導致大部分能量在艦外被消耗。1907年，英軍也開始使用TNT取代Lyddite。
此外，A級TNT還被用於高爆彈的填充。隨著化學工業的發展，TNT逐漸成為首選炸藥，尤其是在從甲苯原料及硝化反應產生的副產物中去除二甲苯及類似烴類物質後，TNT的純度和效用進一步提升。
物質性質
理化性質
密度：1.654g/cm
熔點：80.9℃
沸點：240℃（爆炸）
氧平衡：-74.0％
蒸氣壓：0.046mmHg（82℃）
溶解度：難溶於水、乙醇、乙醚，易溶於氯仿、苯、甲苯、丙酮
爆炸方程式：
分子結構數據
摩爾折射率：50.71
摩爾體積（cm3/mol）：141.2
等張比容（90.2K）：411.3
表面張力（dyne/cm）：71.9
極化率（10-24cm）：20.10
計算化學數據
疏水參數計算參考值（XlogP）：無
氫鍵供體數量：0
氫鍵受體數量：6
可旋轉化學鍵數量：0
互變異構體數量：0
拓撲分子極性表面積：138
重原子數量：16
表面電荷：0
複雜度：292
同位素原子數量：0
確定原子立構中心數量：0
不確定原子立構中心數量：0
確定化學鍵立構中心數量：0
不確定化學鍵立構中心數量：0
共價鍵單元數量：1
毒理
暴露於空氣中高濃度的2,4,6-三硝基甲苯會導致多種有害的健康影響，包括貧血和肝功能異常。在食用或呼吸2,4,6-三硝基甲苯的動物中觀察到類似的血液和肝臟影響，以及脾臟腫大和其他對免疫系統的有害影響。對人類的其他影響包括長時間皮膚接觸後的皮膚刺激，以及長期（365 天或更長時間）暴露後發生白內障。目前尚不清楚2,4,6-三硝基甲苯是否會導致人類出生缺陷。然而，用高劑量的2,4,6-三硝基甲苯治療的雄性動物已經產生了嚴重的生殖系統影響。此外，美國環保署已確定2,4,6-三硝基甲苯可能是一種人類致癌物。
人體毒性：
人在>2mg/m環境中產生不悅感，並引起血液的輕度改變。人經口1mg/kg連續4日，未見血液方面改變。人的急性致死量估計為1-2g。
非人體毒性：
LD50 小鼠口服 660 mg/kg。
LD50小鼠（雄性）口服1012毫克/千克
LD50小鼠（雌性）口服660毫克/千克
LD50 大鼠口服 795 mg/kg。
臨床
急性中毒
接觸三硝基甲苯後局部皮膚染成桔黃色，約一周左右在接觸部位發生皮炎，表現為紅色丘疹，以後後疹融合併脫屑。大部分人繼續接觸中皮疹消退，少數人病性加重。短期內吸入高濃度三硝基甲苯粉塵，可在數天后發生紫紺、胸悶、呼吸困難等高鐵血紅蛋白的血症。
慢性中毒
臨床表現
全身症狀表現為面色蒼白，口唇和耳殼呈青紫色的“三硝基甲苯面容”，有為膚色掩蓋，不易顯露。還可能出現氣急、頭痛、乏力、納減及晨起嘔吐等表現。臨床上可分為下列四種類型：
①中毒性胃炎：患者納差，上腹部劇痛，噁心、嘔吐及便秘，與進食無關。胃鏡發現單純性胃炎。
②中毒性肝炎：接觸量多者多在3個月以上發生肝腫大伴壓痛，肝功能異常。如發生黃疸，預後不佳。脫離接觸，好轉較快。
③貧血：為低色素性貧血，可伴網狀細胞增多、尿膽原和尿膽紅素陽性、赫恩茲小體陽性、點形紅細胞增加等。嚴重者可發展至再生障礙性貧血，表現為進行性貧血，全血細胞減少以及骨髓增生不良。
④中毒性白內障：發生率最高，發病與工齡一般成正比。個別人接觸高濃度不足一年亦可發病。初起時晶狀體周邊部環形暗影，隨病情發展可出現中央部環形或圓盤狀混濁。由於白內障呈環狀分布，故對中央視力影響不大。
診斷
根據密切的三硝基甲苯職業接觸史，肝臟病變、眼晶體改變和血象改變情況，排除其他疾病引起的上述改變，方可診斷。
觀察對象：徹照法檢查，晶體周邊部有或無點狀暗影，裂隙燈檢查，晶體周邊有細點狀混濁，皮質尚透明；或肝腫大在鎖骨中線肋緣下1.0cm以內，質地及肝功能均可疑改變；或血象有可疑改變。
輕度中毒：具備下列二種情況。晶體周邊部有環狀暗影，混濁範圍不超過晶體半徑的1/3或2/3，裂隙燈檢查，混濁為灰黃色細點聚集而成，位於前後極囊下皮質內，皮質透明度降低或有程度不等的視物障礙；或肝腫大達鎖骨中線肋緣下1.0cm以上，質韌伴觸痛並有肝功能異常，肝功能正常時，肝腫大須達肋下1.5cm；或貧血、血細胞減少。如僅以肝臟或晶體改變為主，並能除外其他病因，可相應診斷為三硝基甲苯中毒性肝病或白內障。
重度中毒：在輕度中毒基礎上，出現下列情況之一者。肝硬變：或晶體損害達到三期即周邊部混濁超過晶體半徑2/3以上，中央部有緻密點狀或盤狀混濁，視力和視野明顯受損；或再生障礙性貧血。
治療
適當休息，加強營養，並予對症處理。
三硝基甲苯白內障治療
①按白內障常規治療處理：白內停等眼藥水滴眼，中藥如杷菊地黃丸、石斛夜光丸等口服，Vit C和Vit E口服治療。
②晶體完全混濁者，可施行白內障摘除術，術後酌情配矯正眼鏡，有條件者可行人工晶體植入術。
中毒性肝病治療
①脫離三硝基甲苯接觸
②對症和支持療法：臥床休息，進食營養豐富易消化食物，靜脈補充葡萄糖和維生素C；保肝藥物的使用，如肝太素0.2gtid，VitBco每次2片tid，CpA100u肌注qd，CoR10 20mgtid，ATP40mg肌注qd。必要時可予GIK或FDP靜脈滴注。
③重症者套用糖皮質激素：氫化可的松200-400mg/d靜滴，必要時輸血和人體血蛋白。
再生障礙性貧血治療
①脫離三硝基甲苯接觸。
②雄激素套用：康刀龍2mg tid，丙酸睪丸酮50-100mg肌注qd，療程3～6個月。治療中注意肝功能。
③糖皮質激素的使用：強的松100g tid；氫化可的松200～300g靜滴以減輕出血傾向和抑制急性反應。
④預防和控制感染。
⑤必要時輸血。有條件時可行骨髓移植。
預防
接觸控制
①工藝改革：在三硝基甲苯的混和、裝料等工序應予密閉，採取自動化操作並設定局部通風。
②遵守安全操作規程：儘量減少皮膚的接觸。
③定期檢修：生產設備應定期維修，儘可能降低粉末和蒸氣的濃度。
④工種輪換制：每1～2年輪換一次，可減少三硝基甲苯在體內的蓄積，防止肝部病變的發展。定期檢查肝功能、血紅蛋白和晶體。凡肝功能異常明顯或有貧血時，結合尿中代謝物的測定，及時調離崗位。
就業禁忌征
各種肝臟疾病、B肝表面抗原攜帶者、各種血液病、晶體混濁或白內障以及嚴重的全身性皮膚病者，均不宜從事本作業。
監護性體檢
對三硝基甲苯作業工人須作就業前體檢；以及每年一次的監護性體檢。檢查項目包括內科、眼科的全面檢查，肝功能試驗、B肝表面抗原測定及血象檢查等。
個人防護及作業防護
工業時穿緊袖工作服，工後徹底洗手並淋浴。可用含10%亞硫酸鉀肥皂清洗。亞硫酸鉀遇三硝基甲苯成紅色，如能將紅色洗淨，表示皮膚污染已清除。也可用浸於9∶1的酒精氫氧化鈉溶液的棉球擦手，洗淨者不出現黃色。工作服亦可用同樣原理測試清洗程度。
環境影響
2,4,6-三硝基甲苯作為一種炸藥、染料以及照相化學品的中間體，在其生產和套用過程中，可能會通過各種廢棄物途徑進入環境。若其揮發至空氣中，以25°C時的蒸汽壓8.02×10毫米汞柱計算，可知2,4,6-三硝基甲苯將同時存在於大氣的氣態和顆粒態中。氣態的2,4,6-三硝基甲苯在大氣中會與光化學作用產生的羥基自由基發生反應而降解，該反應在空氣中的半衰期大約為120天。而顆粒態的2,4,6-三硝基甲苯則通過濕沉降或乾沉降的方式從大氣中移除。在不同水體中，其速率常數分別為河水1.2×10、淡水灣1.5×10、池塘水5.8×10和蒸餾水1.7×1/秒，對應的半衰期分別約為10分鐘、1.3小時、20分鐘和11.3小時。
若2,4,6-三硝基甲苯進入土壤，由於其平均土壤-有機碳吸附係數（Koc）為1,600，預計其在土壤中的遷移性較低。根據亨利定律常數2.1×10atm·cm/mol，可以判斷在潮濕土壤表面的揮發作用不是其主要的環境歸宿過程。在土壤中，2,4,6-三硝基甲苯的生物降解作用相對較弱，但在厭氧條件下，其還原過程較為容易發生。
若該物質進入水體，2,4,6-三硝基甲苯可能會基於Koc值吸附在懸浮固體和沉積物上。在好氧條件下，微生物對2,4,6-三硝基甲苯的生物轉化速度極為緩慢。根據亨利定律常數，水面揮發不是其重要的環境歸宿途徑。生物濃縮因子（BCF）估計為3.4，表明其對水生生物的生物富集潛力較低。氣相色譜-電子捕獲檢測顯示，在pH值為8.1的條件下，2,4,6-三硝基甲苯的海水溶液在108天后濃度無變化，說明其在水中中性條件下的水解穩定性。
職業暴露主要發生在其生產和作為軍用炸藥、推進劑使用的場所，通過吸入和皮膚接觸可能導致。因為該物質主要存在於軍事設施中，監測數據顯示，普通人群接觸2,4,6-三硝基甲苯的可能性較低。
標準
衛生標準：中國車間空氣中最高容許濃度為1mg/m（皮）。
職業病診斷國家標準：職業性慢性三硝基甲苯中毒診斷標準及處理原則GB3231-82，職業性三硝基甲苯白內障診斷標準及處理原則GB11512-89。
應急處理
泄漏應急處理
立即對泄漏污染區域進行隔離，並在周圍設定明顯的警告標誌，同時切斷一切火源。建議應急處理人員佩戴防毒面具，並穿上化學防護服。採取措施冷卻泄漏區域，防止震動、撞擊和摩擦，避免產生粉塵。使用無火花工具小心地將泄漏物清掃收集，並將其轉移到安全地點。如條件允許，可使用大量清水沖洗，將稀釋後的廢水排入廢水處理系統。若發生大量泄漏，應先用水潤濕，然後進行收集、轉移、回收或進行無害化處理，最後按規定廢棄。
防護措施
呼吸系統防護：空氣中濃度較高時，佩戴防毒面具。緊急事態搶救或逃生時，佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護：戴安全防護眼鏡。
防護服：穿緊袖工作服，長筒膠鞋。
手防護：戴橡皮膠手套。
其他：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作後，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。進行就業前和定期的體檢。
急救措施
眼睛接觸：首先確認受害者是否佩戴隱形眼鏡，如有，應立即取出。使用清水或生理鹽水沖洗受害者的眼睛至少20至30分鐘，並儘快聯繫醫院或毒物控制中心。未經醫生指示，不要在受害者眼睛中塗抹任何藥膏、油劑或藥物。即使沒有出現紅腫或刺激症狀，也應將受害者送往醫院接受檢查。
皮膚接觸：立即用大量清水沖洗受影響的皮膚，同時脫去並妥善處理受污染的衣物。用肥皂和清水輕輕清洗受污染的皮膚區域。如有發紅或刺激等症狀，應立即聯繫醫生，並準備將受害者送往醫院治療。
吸入：迅速離開污染區域，呼吸新鮮空氣。若出現呼吸困難、咳嗽、喉嚨或胸部不適等症狀，應立即聯繫醫生，並準備將受害者送往醫院。救援人員進入污染區域時，應配備適當的呼吸防護設備，優先使用自給式呼吸器（SCBA）；如果沒有，則應使用不低於防護服建議等級的呼吸防護裝備。
攝入：切勿催吐。若受害者意識清醒且無抽搐，可給予1至2杯水稀釋體內化學物質，並立即聯繫醫院或毒物控制中心。根據醫生建議，準備將受害者送往醫院。若受害者出現抽搐或意識喪失，不要給予任何口服物質，確保氣道暢通，並將受害者置於側臥位，頭部低於身體，避免催吐，並立即送醫。
安全信息
安全術語
S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接觸後，立即用大量水沖洗並徵求醫生意見。
S36/37：Wear suitable protective clothing and gloves.
穿戴適當的防護服和手套。
風險術語
R1：Explosive when dry.
乾燥時有爆炸性。
R11：Highly flammable.
高度易燃的。
R20/21/22：Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、與皮膚接觸和吞食是有害的。
R36：Irritating to eyes.
刺激眼睛。
