plomb tétraéthyle

Le plomb tétraéthyle (couramment appelé plomb tétraéthyle ), en abrégé TEL , est un composé organoplomb de formule Pb ( C ₂ H ₅ ) ₄ . Il s’agit d’un additif pour carburant, d’abord mélangé à l’ essence à partir des années 1920 en tant qu’amplificateur d’indice d’octane breveté qui permettait d’augmenter considérablement la compression du moteur . Cela a à son tour augmenté les performances du véhicule et l’économie de carburant. ^{[3] [4]} TEL avait été identifié chimiquement au milieu du 19e siècle, mais General Motors avait découvert son efficacité comme antidétonantagent en 1921, après avoir passé plusieurs années à essayer de trouver un additif à la fois très efficace et peu coûteux.

plomb tétraéthyle

Des noms
Nom IUPAC préféré Tétraéthylplumbane
Autres noms Plomb tétraéthyle Plomb tétraéthyle Plomb tétraéthylique
Identifiants
Numero CAS	78-00-2 Y
Modèle 3D ( JSmol )	Image interactive
Abréviations	TÉL
Référence Beilstein	3903146
ChEBI	CHEBI:30182 Y
ChemSpider	6265 Y
Carte d’information de l’ECHA	100.000.979
Numéro CE	201-075-4
Référence Gmelin	68951
Engrener	Tétraéthyl+plomb
CID PubChem	6511
Numéro RTECS	TP4550000
UNII	13426ZWT6A Y
Numéro ONU	1649
Tableau de bord CompTox ( EPA )	DTXSID7023801
InChI InChI=1S/4C2H5.Pb/c4*1-2;/h4*1H2,2H3; Y Clé : MRMOZBOQVYRSEM-UHFFFAOYSA-N Y
SOURIRES CC[Pb](CC)(CC)CC
Propriétés
Formule chimique	C 8 H 20 Pb
Masse molaire	323,4 g·mol −1
Apparence	Liquide incolore
Odeur	agréable, doux [1]
Densité	1,653 g·cm −3
Point de fusion	-136 ° C (-213 ° F; 137 K)
Point d’ébullition	84 à 85 °C (183 à 185 °F; 357 à 358 K) 15 MmHg
solubilité dans l’eau	200 Parties par milliard (ppb) (20 °C) [1]
La pression de vapeur	0,2 MmHg (20 °C) [1]
Indice de réfraction ( n D )	1,5198
Structure
Forme moléculaire	Tétraédrique
Moment dipolaire	0 D
Dangers
Sécurité et santé au travail (SST/SST) :
Principaux dangers	Inflammable, extrêmement toxique
Étiquetage SGH :
Pictogrammes
Mentions de danger	H300+H310+H330 , H360 , H373 , H410
Conseils de prudence	P201 , P202 , P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P281 , P284 , P301 +P310 , P302 + P350 , P304 +P340 , P308 + P313 , P310 , P314 , P320 , P361 , P363 , P391 , P403+P233 , P405 ,P501
NFPA 704 (diamant de feu)	4 2 3
point de rupture	73 ° C (163 ° F; 346 K)
Limites explosives	1,8 % – ? [1]
Dose ou concentration létale (DL, CL) :
DL 50 ( dose médiane )	35 mg/kg (rat, voie orale) 17 mg/kg (rat, voie orale) 12,3 mg/kg (rat, voie orale) [2]
LD Lo ( plus bas publié )	30 mg/kg (lapin, voie orale) 24 mg/kg (rat, voie orale) [2]
CL 50 ( concentration médiane )	850 mg/m 3 (rat, 1 h) [2]
LC Lo ( plus bas publié )	650 mg/m 3 (souris, 7 h) [2]
NIOSH (limites d’exposition pour la santé aux États-Unis) :
PEL (Autorisé)	TWA 0,075 mg/m 3 [peau] [1]
REL (recommandé)	TWA 0,075 mg/m 3 [peau] [1]
DIVS (Danger immédiat)	40 mg/m 3 (en Pb) [1]
Composés apparentés
Composés apparentés	Tétraéthylméthane Tétraéthylgermanium Tétraéthylétain
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y vérifier ( qu’est-ce que c’est ?) YN Références de la boîte d’information

Des inquiétudes ont ensuite été soulevées concernant les effets toxiques du plomb, en particulier sur les enfants. ^[5] Le plomb et les oxydes de plomb empoisonnent également les convertisseurs catalytiques et sont une cause majeure d’ encrassement des bougies d’allumage . ^[6] À partir des années 1970, de nombreux pays ont commencé à éliminer progressivement et finalement à interdire le TEL dans le carburant automobile. En 2011, une étude soutenue par les Nations Unies a estimé que la suppression du TEL avait entraîné des avantages annuels de 2,4 billions de dollars et 1,2 million de décès prématurés en moins. ^[7]

Le TEL est encore utilisé comme additif dans certaines qualités d’ essence d’aviation . Innospec a prétendu être la dernière entreprise à fabriquer légalement TEL, et à partir de 2013 ^[update], TEL était produit illégalement par plusieurs sociétés en Chine. ^[8] En juillet 2021, la vente d’essence au plomb pour les voitures a été complètement supprimée dans le monde, ce qui a incité le Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE) à déclarer une “fin officielle” de son utilisation dans les voitures le 30 août (bien qu’elle soit toujours disponible dans le carburant aviation pour avions légers). ^[9]

Synthèse et propriétés

Le TEL est produit en faisant réagir du chloroéthane avec un alliage sodium – plomb . ^{[10] [11]}

4 NaPb + 4 CH ₃ CH ₂ Cl → Pb(CH ₃ CH ₂ ) ₄ + 4 NaCl + 3 Pb

Le produit est récupéré par distillation à la vapeur, laissant une boue de plomb et de chlorure de sodium. ^[12] TEL est un liquide visqueux incolore à odeur sucrée. ^[13] Parce que TEL est neutre en charge et contient un extérieur de groupes alkyle, il est hautement lipophile et soluble dans l’essence (essence). Cette propriété lui permet de diffuser à travers la barrière hémato-encéphalique et de s’accumuler dans le cerveau antérieur limbique, le cortex frontal et l’hippocampe. ^[14]

Malgré des décennies de recherche, aucune réaction n’a été trouvée pour améliorer ce processus qui est plutôt difficile, implique du sodium métallique et ne convertit que 25% du plomb en TEL. Un composé apparenté, le plomb tétraméthyle , a été produit commercialement par une réaction électrolytique différente. ^[10] Un procédé au lithium a été développé mais jamais mis en pratique. ^[15]

Réactions

Une caractéristique remarquable de TEL est la faiblesse de ses quatre obligations C-Pb. Aux températures rencontrées dans les moteurs à combustion interne , le TEL se décompose complètement en plomb ainsi qu’en radicaux éthyles combustibles à courte durée de vie . Le plomb et l’oxyde de plomb récupèrent les radicaux intermédiaires dans les réactions de combustion . Le cognement du moteur est causé par une flamme froide , une réaction de combustion oscillante à basse température qui se produit avant l’allumage correct et chaud. Le plomb éteint les radicaux pyrolysés et tue ainsi la réaction radicale en chaîne qui entretiendrait une flamme froide, l’empêchant de perturber l’allumage régulier du front de flamme chaud. Le plomb lui-même est l’agent antidétonant réactif et les groupes éthyles servent de support soluble dans l’essence.^[dix]

Lorsque le TEL brûle, il produit non seulement du dioxyde de carbone et de l’eau, mais aussi du plomb et de l’oxyde de plomb(II) : ^[16]

Pb(C ₂ H ₅ ) ₄ + 13 O ₂ → 8 CO ₂ + 10 H ₂ O + Pb Pb(C ₂ H ₅ ) ₄ + 27/2 O ₂ → 8 CO ₂ + 10 H ₂ O + PbO

Pb et PbO s’accumuleraient rapidement et encrasseraient un moteur. Pour cette raison, le 1,2-dichloroéthane et le 1,2-dibromoéthane ont également été ajoutés à l’essence en tant que piégeurs de plomb – ces agents forment respectivement du chlorure de plomb (II) volatil et du bromure de plomb (II) , qui chassent le plomb du moteur et dans les airs : ^[16]

Pb(C ₂ H ₅ ) ₄ + C ₂ H ₄ Cl ₂ + 16 O ₂ → 10 CO ₂ + 12 H ₂ O + PbCl ₂ Pb(C ₂ H ₅ ) ₄ + C ₂ H ₄ Br ₂ + 16 O ₂ → 10 CO ₂ + 12 H ₂ O + PbBr ₂

En carburant

Le TEL a été largement utilisé comme additif pour essence à partir des années 1920, ^[17] où il servait d’ agent antidétonant efficace et réduisait l’usure des soupapes d’échappement et des sièges de soupape . Des inquiétudes ont été soulevées dans des revues réputées concernant les effets probables sur la santé des particules fines de plomb dans l’atmosphère. ^{[18] [19] [20]}

Prévention de l’usure des soupapes

Le plomb tétraéthyle aidait à refroidir les soupapes d’admission et constituait un excellent tampon contre la formation de micro-soudures entre les soupapes d’échappement et leurs sièges . ^[21] Une fois ces vannes rouvertes, les microsoudures se séparent et abrasent les vannes et les sièges, entraînant une récession de la vanne. Lorsque le TEL a commencé à être supprimé, l’industrie automobile a commencé à spécifier des sièges de soupapes durcis et des matériaux améliorés qui permettent une résistance élevée à l’usure sans nécessiter de plomb. ^[22]

Agent antidétonant

Un moteur alternatif à essence nécessite un carburant d’un indice d’ octane suffisant pour empêcher une combustion incontrôlée (pré-allumage et détonation ). ^[10] Les agents antidétonants permettent l’utilisation de taux de compression plus élevés pour une plus grande efficacité ^[23] et une puissance de crête . ^[24] L’ajout de quantités variables d’additifs à l’essence a permis un contrôle facile et peu coûteux des indices d’octane. TEL offrait l’avantage commercial d’être commercialement rentable car son utilisation à cette fin pouvait être brevetée. ^[17] Les carburants d’aviation avec TEL utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale ont atteint des indices d’octane de 150 pour permettre aux moteurs turbocompressés et suralimentés tels que leRolls-Royce Merlin et Griffon pour atteindre des puissances élevées en altitude. ^[25] Dans l’aviation militaire, la manipulation TEL a permis d’adapter une gamme de carburants différents à des conditions de vol particulières. ^{[ citation nécessaire ]}

En 1935, une licence de production de TEL a été accordée à IG Farben , permettant à la Luftwaffe allemande nouvellement formée d’utiliser de l’essence à indice d’octane élevé. Une société, Ethyl GmbH, a été créée qui produisait TEL sur deux sites en Allemagne avec un contrat gouvernemental du 10 juin 1936. ^[26]

En 1938, le ministère de l’Air du Royaume-Uni a passé un contrat avec ICI pour la construction et l’exploitation d’une usine TEL. Un site a été choisi à Holford Moss, près de Plumley dans le Cheshire. La construction a commencé en avril 1939 et TEL a été produit en septembre 1940. ^[27]

« Fluide éthylique »

Inscrivez-vous sur une ancienne pompe à essence annonçant le tétraéthylplomb par Ethyl Corporation

Pour le mélange avec de l’essence brute, le TEL était le plus souvent fourni sous la forme de «fluide éthylique», qui se composait de TEL mélangé avec du 1,2-dichloroéthane et du 1,2-dibromoéthane. Ethyl Fluid contenait également un colorant rougeâtre pour distinguer l’essence traitée de l’essence non traitée et décourager l’utilisation d’essence au plomb à d’autres fins telles que le nettoyage. ^{[ citation nécessaire ]}

Dans les années 1920, avant que les procédures de sécurité ne soient renforcées, 17 travailleurs d’ Ethyl Corporation , de DuPont et de Standard Oil sont morts des suites d’une exposition au plomb. ^[17]

La formulation d’Ethyl Fluid consistait en : ^[10]

• 61,45 % de plomb tétraéthyle
• 18,80 % 1,2-dichloroéthane
• 17,85 % 1,2-dibromoéthane
• 1,90% Inertes et colorants

Le dichloroéthane et le dibromoéthane agissent de manière synergique, où des quantités égales ou approximativement égales des deux fournissent la meilleure capacité de piégeage. ^[dix]

Suppression progressive et interdiction

Dans la plupart des pays industrialisés, une élimination progressive des TEL des carburants pour véhicules routiers a été achevée au début des années 2000 en raison de préoccupations concernant les niveaux de plomb dans l’air et le sol et la neurotoxicité cumulative du plomb . Dans l’Union européenne, le plomb tétraéthyle a été classé comme Substance extrêmement préoccupante et placé sur la liste des candidats à l’autorisation en vertu de l’ enregistrement, de l’évaluation, de l’autorisation et de la restriction des produits chimiques (REACH). ^[28] L’utilisation potentielle de TEL devrait être autorisée par la procédure d’autorisation REACH . Bien qu’il ne s’agisse pas d’une interdiction complète, il introduit des obligations importantes telles qu’une analyse obligatoire des alternatives et une analyse socio-économique. ^{[citation nécessaire ]}

L’utilisation de convertisseurs catalytiques , obligatoire aux États-Unis pour les voitures de 1975 et des années modèles plus récentes afin de respecter des réglementations plus strictes en matière d’émissions, a lancé une élimination progressive de l’essence au plomb aux États-Unis. ^[29] Le besoin de TEL a été atténué par plusieurs avancées dans l’ingénierie automobile et la chimie du pétrole. Des méthodes plus sûres pour fabriquer des stocks de mélange à indice d’octane plus élevé tels que le reformat et l’iso-octane ont réduit le besoin de s’appuyer sur le TEL, tout comme d’autres additifs antidétonants de toxicité variable, y compris des composés métalliques tels que le méthylcyclopentadiényl manganèse tricarbonyle (MMT) ainsi que des composés oxygénés , y compris le tert de méthyle . -éther butylique (MTBE), tert-amyl méthyl éther (TAME) et éthyl tert -butyl éther (ETBE). ^{[ citation nécessaire ]}

Les additifs de remplacement du plomb ont été scientifiquement testés et certains ont été approuvés par la Fédération des clubs de véhicules historiques britanniques de la Motor Industry Research Association du Royaume-Uni en 1999. ^{[ citation nécessaire ]}

En Europe, le professeur Derek Bryce-Smith a été parmi les premiers à mettre en évidence les dangers potentiels du TEL et est devenu l’un des principaux militants pour l’élimination des additifs au plomb de l’essence. ^[30] Cependant, le carburant au plomb a réintégré le marché britannique en petites quantités à partir de 2000 en réponse au lobbying des organisations de voitures classiques qui soutenaient que leurs véhicules seraient rendus inutiles sans carburant au plomb. Bayford & Co était le seul fournisseur en gros. ^[31]

Les véhicules conçus et construits pour fonctionner avec du carburant au plomb nécessitent souvent des modifications pour fonctionner avec de l’essence sans plomb. Ces modifications se répartissent en deux catégories : celles requises pour la compatibilité physique avec le carburant sans plomb et celles effectuées pour compenser l’indice d’octane relativement faible des premiers carburants sans plomb. La compatibilité physique nécessite l’installation de soupapes d’échappement et de sièges durcis . La compatibilité avec un indice d’octane réduit a été résolue en réduisant la compression, généralement en installant des joints de culasse plus épais et / ou en reconstruisant le moteur avec des pistons réduisant la compression, bien que l’essence sans plomb moderne à indice d’octane élevé ait éliminé le besoin de réduire les taux de compression. ^{[ citation nécessaire ]}

L’essence au plomb est restée légale à la fin de 2014 ^[32] dans certaines parties de l’Algérie , de l’Irak , du Yémen , du Myanmar , de la Corée du Nord et de l’Afghanistan . ^{[33] [34] [ nécessite une mise à jour ]} La Corée du Nord et le Myanmar ont acheté leur TEL à la Chine, tandis que l’Algérie, l’Irak et le Yémen l’ont acheté à la société de produits chimiques spécialisés Innospec , le seul fabricant légal restant de TEL au monde. ^[35] En 2011, plusieurs dirigeants d’Innospec ont été inculpés et emprisonnés pour avoir soudoyé diverses compagnies pétrolières publiques afin qu’elles approuvent la vente de leurs produits TEL. ^[34][36]

En juin 2016 , l’élimination parrainée par le PNUE était presque terminée : seuls l’Algérie, l’Irak et le Yémen continuaient à utiliser largement l’essence au plomb, mais pas exclusivement. ^[37] En juillet 2021, l’Algérie, dernier pays à vendre de l’essence au plomb, avait arrêté sa vente. ^[9][update]

Interdiction des carburants au plomb

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Les interdictions de carburant au plomb pour les véhicules routiers sont entrées en vigueur comme suit :

L’Europe  Autriche : 1989 Bosnie-Herzégovine : 2009 Croatie : 2006 République tchèque : 2001 [38] Danemark : 1994 [39] Union européenne : 1er janvier 2000 [40] Finlande : 1994 [41] France : 2000 [42] Allemagne : 1996 [43] Grèce : 2002 [44] Hongrie : 1999 Irlande : 1er janvier 2000 Italie : 1er janvier 2002 [45] Monaco : 2000 Pays-Bas : 1998 [46] Norvège : 1997 Pologne : décembre 2000 [47] Slovénie : 2001 [48] Espagne : 1er août 2001 [49] Portugal : 1999 Roumanie : 2005 [50] Russie : 2003 [51] Serbie : 2010 [52] Suède : 1992 Suisse : 2000 Ukraine : 2003 Royaume-Uni : 1er janvier 2000 [53]

Amérique du Nord Canada : décembre 1990 [54] États-Unis (y compris Porto Rico) : 1er janvier 1996 Californie : 1992 Bahamas : 1996 Bélize : 1997 Bermudes : 1990 Costa Rica : 1996 [55] République Dominicaine : 1999 El Salvador : 1992 Guatémala : 1991 Haïti : 1998 Honduras : 1996 Mexique : 1998 Nicaragua : 1995 Panama : 2002 [56] Trinité-et-Tobago : 2000

Amérique du Sud Argentine : 1998 Bolivie : 1995 [57] Brésil : 1989 [ citation nécessaire ] ou 1991 [57] Chili : 2001 [58] ou 2005 [57] Colombie : 1991 [59] Guyane : 2000 Pérou : 2004 Surinam : 2001 Uruguay : 2004 [60] Vénézuela : 2005

Asie Afghanistan : 2016 [61] Bengladesh : 1999 Chine : 2000 Hong-Kong : 1999 Inde : mars 2000 [62] Arabie Saoudite : 2001 Indonésie : 2006 Iran : 2003 Irak : 2018 [63] [64] Japon : 1986 Malaisie : 2000 Birmanie : 2016 [65] Népal : 2000 Corée du Nord : 2016 [66] Pakistan : 2001 [67] Philippines : 2000 Singapour : 1998 Corée du Sud : 1993 Sri-Lanka : 1999 Taïwan : 2000 Thaïlande : 1996 Turquie : 2006 [68] Emirats Arabes Unis : 2003 [69] Viêt Nam : 2001 Yémen : 2018 [70] [71]

Océanie Australie : 2002 [72] Nouvelle-Zélande : 1996 Guam : 1er janvier 1996 (États-Unis)

Afrique

• Afrique du Sud : 2006
• L’essence au plomb devait être complètement supprimée à l’échelle du continent le 1er janvier 2006, à la suite d’une interdiction initiée lors du Sommet de la Terre de 2002. ^[73] Cependant, en Algérie, les raffineries devaient être modifiées ; en conséquence, l’essence au plomb est restée disponible dans certaines parties de l’Algérie , ^[34] avec une élimination prévue pour 2016. Après que le gouvernement algérien a interdit la vente d’essence au plomb dans toute l’Algérie, l’essence au plomb a maintenant été effectivement supprimée. ^{[74] [75]}

En Course automobile

Le carburant au plomb était couramment utilisé dans les courses automobiles professionnelles , jusqu’à son élimination progressive à partir des années 1990. Depuis 1993, les voitures de course de Formule 1 doivent utiliser du carburant ne contenant pas plus de 5 mg/L de plomb. ^[76]

NASCAR a commencé l’expérimentation en 1998 avec un carburant sans plomb et, en 2006, a commencé à passer de la série nationale au carburant sans plomb, achevant la transition lors de la manche Fontana en février 2007 lorsque la première classe a changé. Cela a été influencé après que les tests sanguins des équipes NASCAR ont révélé des niveaux élevés de plomb dans le sang. ^{[77] [78]}

Essence d’aviation

TEL reste un ingrédient de 100 octane avgas pour les avions à moteur à pistons. La formulation actuelle de l’essence d’aviation 100LL (faible teneur en plomb, bleu) contient 2,12 grammes par gallon américain (0,56 g / l) de TEL, soit la moitié de la quantité de l’octane avgas 100/130 (vert) précédent (à 4,24 grammes par gallon), ^[79] et deux fois plus que le 1 gramme par gallon autorisé dans l’essence automobile ordinaire au plomb avant 1988 et nettement supérieur au 0,001 gramme autorisé par gallon dans l’essence automobile sans plomb vendue aux États-Unis aujourd’hui. ^[80] L’Environmental Protection Agency des États-Unis, la FAA et d’autres travaillent sur des substituts économiquement réalisables pour l’avgas au plomb, qui libère encore 100 tonnes de plomb chaque année. ^[81]Les enfants vivant à proximité des aéroports desservant de petits aéronefs (à moteur à piston) ont des concentrations de plomb dans le sang sensiblement plus élevées. ^[82]

Agents antidétonants alternatifs

Les agents antidétonants sont classés en additifs à haut pourcentage , comme l’alcool, et en additifs à faible pourcentage à base d’ éléments lourds . Étant donné que le principal problème du TEL est sa teneur en plomb, de nombreux additifs alternatifs contenant moins de métaux toxiques ont été examinés. Un additif porteur de manganèse, le méthylcyclopentadiényl manganèse tricarbonyle (MMT ou méthylcymantrène), a été utilisé pendant un certain temps comme agent antidétonant, bien que sa sécurité soit controversée et qu’il ait fait l’objet d’interdictions et de poursuites. Le ferrocène , un composé organométallique du fer , est également utilisé comme agent antidétonant, bien qu’avec certains inconvénients importants. ^[83]

Les additifs à haut pourcentage sont des composés organiques qui ne contiennent pas de métaux, mais nécessitent des taux de mélange beaucoup plus élevés, tels que 20 à 30 % pour le benzène et l’ éthanol . Il avait été établi en 1921 que l’éthanol était un agent antidétonant efficace, mais TEL a été introduit à la place principalement pour des raisons commerciales. ^[29] Les composés oxygénés tels que le TAME dérivé du gaz naturel, le MTBE fabriqué à partir de méthanol et l’ ETBE dérivé de l’éthanol ont largement supplanté le TEL. Le MTBE présente ses propres risques environnementaux et son utilisation est également interdite. ^{[ citation nécessaire ]}

Les améliorations apportées à l’essence elle-même réduisent le besoin d’additifs antidétonants. L’ iso-octane synthétique et l’ alkylat sont des exemples de telles charges de mélange. Le benzène et d’autres composés aromatiques à indice d’octane élevé peuvent également être mélangés pour augmenter l’indice d’octane, mais ils sont aujourd’hui déconseillés en raison de leur toxicité et de leur cancérogénicité . ^{[ citation nécessaire ]}

Toxicité

Le plomb tétraéthyle est hautement toxique, une quantité aussi faible que 6 mL étant suffisante pour induire un empoisonnement grave au plomb . ^[84] Les dangers de la teneur en plomb de TEL sont accrus en raison de la volatilité et de la haute lipophilie du composé , lui permettant de traverser facilement la barrière hémato-encéphalique et de s’accumuler dans le système limbique , le cortex frontal et l’hippocampe , rendant la thérapie par chélation inefficace. ^{[ citation nécessaire ]}

Les premiers symptômes d’une exposition aiguë au plomb tétraéthyle peuvent se manifester par une irritation des yeux et de la peau, des éternuements, de la fièvre, des vomissements et un goût métallique dans la bouche. Les symptômes ultérieurs d’une intoxication aiguë au TEL comprennent un œdème pulmonaire , une anémie , une ataxie, des convulsions, une perte de poids sévère, un délire , une irritabilité, des hallucinations, des cauchemars, de la fièvre, des douleurs musculaires et articulaires, un gonflement du cerveau , un coma et des lésions des organes cardiovasculaires et rénaux. ^[85] L’exposition chronique au TEL peut entraîner des effets négatifs à long terme tels que la perte de mémoire , des réflexes retardés, des problèmes neurologiques, l’insomnie, des tremblements, une psychose, une perte d’attention et une diminution globale du QI et de la fonction cognitive. ^[86]

La cancérogénicité du plomb tétraéthyle est discutable. On pense qu’il nuit au système reproducteur masculin et provoque des malformations congénitales. ^[87]

Les préoccupations concernant la toxicité du plomb ^[88] ont finalement conduit à l’interdiction du TEL dans l’essence automobile dans de nombreux pays. Certains neurologues ont émis l’hypothèse que l’élimination progressive du plomb aurait pu entraîner une augmentation des niveaux moyens de QI de plusieurs points aux États-Unis (en réduisant les lésions cérébrales cumulatives dans toute la population, en particulier chez les jeunes). Pour l’ensemble de la population américaine, pendant et après l’élimination du TEL, la plombémie moyenne est passée de 16 μg/dL en 1976 à seulement 3 μg/dL en 1991 ^. ” lorsqu’ils étaient supérieurs à 10 μg/dL. ^{[ citation nécessaire ]}

Histoire

En 1853, le chimiste allemand Karl Jacob Löwig (1803–1890) a préparé pour la première fois ce qu’il prétendait être du Pb ₂ (C ₂ H ₅ ) ₃ à partir d’iodure d’éthyle et d’un alliage de plomb et de sodium. ^[90] En 1859, le chimiste anglais George Bowdler Buckton (1818–1905) rapporta ce qu’il prétendait être du Pb(C ₂ H ₅ ) ₂ à partir d’éthyle de zinc (Zn(C ₂ H ₅ ) ₂ ) et de chlorure de plomb(II) . ^[91] Des auteurs ultérieurs attribuent aux deux méthodes de préparation la production de plomb tétraéthyle. ^[92]

En carburant

Indépendamment des détails des découvertes chimiques, le plomb tétraéthyle est resté sans importance commerciale jusqu’aux années 1920. ^[29] En 1921, sous la direction de DuPont Corporation, qui fabriquait TEL, Thomas Midgley , travaillant sous Charles Kettering chez General Motors Corporation Research , s’est avéré être un agent antidétonant efficace. ^[93] General Motors a breveté l’utilisation de TEL comme agent antidétonant et a utilisé le nom “Ethyl” qui avait été proposé par Kettering dans ses supports marketing, évitant ainsi la connotation négative du mot “plomb”. ^[29] Les premières recherches sur ” le cognement du moteur” (également appelé “pinging” ou “pinking”) a également été dirigé par AH Gibson et Harry Ricardo en Angleterre et Thomas Boyd aux États-Unis. La découverte que les additifs au plomb modifiaient ce comportement a conduit à l’adoption généralisée de leur utilisation dans les années 1920. , et donc des moteurs plus puissants et à compression plus élevée ^[17] En 1924, Standard Oil of New Jersey (ESSO/EXXON) et General Motors ont créé Ethyl Gasoline Corporation pour produire et commercialiser TEL Deepwater, New Jersey, de l’autre côté de la rivière. Wilmington, était le site de production de certains des produits chimiques les plus importants de DuPont, en particulier TEL. Après la production de TEL à la raffinerie de Baywaya été fermée, Deepwater était la seule usine de l’hémisphère occidental à produire du TEL jusqu’en 1948, date à laquelle elle représentait l’essentiel de la production de Dupont / Deepwater. ^[94]

Controverse initiale

La toxicité du TEL concentré a été reconnue très tôt, car le plomb était reconnu depuis le 19ème siècle comme une substance dangereuse pouvant provoquer un empoisonnement au plomb . En 1924, une controverse publique a éclaté au sujet du «gaz loufoque», après la mort de cinq ^[95] travailleurs et de nombreux autres gravement blessés, dans les raffineries Standard Oil du New Jersey. ^[96] Il y avait aussi eu une controverse privée pendant deux ans avant cette controverse; plusieurs experts en santé publique, dont Alice Hamilton et Yandell Henderson , ont engagé Midgley et Kettering avec des lettres avertissant des dangers pour la santé publique. ^[17] Après la mort des travailleurs, des dizaines de journaux ont rendu compte de la question. ^[97] Le New York Times a éditorialisé en 1924 que les décès ne devaient pas interférer avec la production de carburant plus puissant. ^[17]

Pour régler le problème, le service de santé publique des États -Unis a organisé une conférence en 1925 et les ventes de TEL ont été volontairement suspendues pendant un an pour procéder à une évaluation des risques. ^{[10] [29] [98]}La conférence devait initialement durer plusieurs jours, mais la conférence aurait décidé que l’évaluation des présentations sur les agents antidétonants alternatifs n’était pas «sa province», elle a donc duré une seule journée. Kettering et Midgley ont déclaré qu’aucune alternative à l’anti-coup n’était disponible, bien que des notes privées aient montré des discussions sur ces agents. Un agent couramment discuté était l’éthanol. Le service de santé publique a créé un comité qui a examiné une étude parrainée par le gouvernement sur les travailleurs et un test de laboratoire Ethyl, et a conclu que même si l’essence au plomb ne devrait pas être interdite, elle devrait continuer à faire l’objet d’une enquête. ^[17] Les faibles concentrations présentes dans l’essence et les gaz d’échappement n’étaient pas perçues comme immédiatement dangereuses. Un chirurgien général américainLe comité a publié un rapport en 1926 concluant qu’il n’y avait aucune preuve réelle que la vente de TEL était dangereuse pour la santé humaine, mais a demandé une étude plus approfondie. ^[29] Dans les années qui ont suivi, la recherche a été fortement financée par l’industrie du plomb; en 1943, Randolph Byers a découvert que les enfants empoisonnés au plomb avaient des problèmes de comportement, mais la Lead Industries Association l’a menacé de poursuites et la recherche a pris fin. ^{[17] [99]}

À la fin des années 1920, Robert A. Kehoe de l’ Université de Cincinnati était le consultant médical en chef d’Ethyl Corporation et l’un des plus ardents défenseurs de l’industrie, qui ne serait discrédité que des décennies plus tard par les travaux du Dr Clair Patterson sur les charges humaines de plomb. (voir ci-dessous) et d’autres études. ^[29] En 1928, le Dr Kehoe a exprimé l’opinion qu’il n’y avait aucune raison de conclure que les carburants au plomb posaient une menace pour la santé. ^[29] Il a convaincu le Surgeon General que la relation dose-réponse du plomb n’avait “aucun effet” en dessous d’un certain seuil. ^[100]En tant que chef des laboratoires Kettering pendant de nombreuses années, Kehoe deviendrait l’un des principaux promoteurs de la sécurité des TEL, une influence qui n’a commencé à s’estomper qu’au début des années 1960 environ. Mais dans les années 1970, l’opinion générale sur la sécurité de TEL allait changer et, en 1976, le gouvernement américain commencerait à exiger l’élimination progressive de ce produit. ^{[ citation nécessaire ]}

À la fin des années 1940 et au début des années 1950, Clair Cameron Patterson découvre accidentellement la pollution causée par le TEL dans l’environnement en déterminant l’ âge de la terre . Alors qu’il tentait de mesurer la teneur en plomb de très vieilles roches et le temps qu’il fallait à l’uranium pour se désintégrer en plomb, les lectures ont été rendues inexactes par le plomb dans l’environnement qui a contaminé ses échantillons. Il a ensuite été contraint de travailler dans une salle blanche pour garder ses échantillons non contaminés par la pollution environnementale du plomb. Après avoir fourni une estimation assez précise de l’âge de la terre, il s’est tourné vers l’étude du problème de la contamination par le plomb en examinant des carottes de glace de pays comme le Groenland .. Il s’est rendu compte que la contamination par le plomb dans l’environnement datait à peu près de l’époque où le TEL était devenu largement utilisé comme additif de carburant dans l’essence. Conscient des dangers pour la santé posés par le plomb et méfiant de la pollution causée par le TEL, il est devenu l’un des premiers et des plus efficaces partisans de son retrait de l’utilisation. ^{[101] [102]}

Dans les années 1960, les premiers travaux cliniques ont été publiés prouvant la toxicité de ce composé chez l’homme, par exemple par Mirosław Jan Stasik . ^[85]

Découvertes modernes

Dans les années 1970, Herbert Needleman a découvert que des niveaux de plomb plus élevés chez les enfants étaient corrélés à une baisse des performances scolaires. Needleman a été accusé à plusieurs reprises d’inconduite scientifique par des individus au sein de l’industrie du plomb, mais il a finalement été innocenté par un conseil consultatif scientifique. ^[17] Needleman a également écrit que le niveau moyen de plomb dans le sang d’un enfant américain était de 13,7 μg/dl en 1976 et que Patterson croyait que tout le monde était dans une certaine mesure empoisonné par le TEL dans l’essence. ^[103]

Aux États-Unis, en 1973, l’ Environmental Protection Agency des États-Unis a publié des règlements visant à réduire la teneur en plomb de l’essence au plomb sur une série de phases annuelles, qui sont donc devenues le programme de «réduction progressive du plomb». Les règles de l’EPA ont été émises en vertu de l’article 211 de la Clean Air Act , telle que modifiée en 1970. Ethyl Corp a contesté les règlements de l’EPA devant la Cour fédérale. Bien que la réglementation de l’EPA ait été initialement invalidée, ^[17] l’EPA a remporté l’affaire en appel, de sorte que la réduction progressive des TEL a commencé à être mise en œuvre en 1976. Des modifications réglementaires supplémentaires ont été apportées par l’EPA au cours de la décennie suivante (y compris l’adoption d’un marché commercial en ” crédits de plomb” en 1982 qui est devenu le précurseur de l’Acid Rain Allowance Market, adopté en 1990 pour le SO ₂), mais la règle décisive a été publiée en 1985. ^[104] Ensuite, l’EPA a exigé que l’additif au plomb soit réduit de 91 % d’ici la fin de 1986. Une étude de 1994 avait indiqué que la concentration de plomb dans le sang de la population américaine avait chuté 78 % de 1976 à 1991. ^[105] La réglementation américaine de réduction progressive était également due en grande partie aux études menées par Philip J. Landrigan . ^[106]

À partir du 1er janvier 1996, la Clean Air Act des États -Unis a interdit la vente de carburant au plomb destiné aux véhicules routiers, bien que cette année-là, l’EPA des États-Unis ait indiqué que le TEL pouvait encore être utilisé dans les avions, les voitures de course, le matériel agricole et les moteurs marins. ^[107] Ainsi, ce qui avait commencé aux États-Unis comme une réduction progressive s’est finalement soldé par une suppression progressive des véhicules routiers TEL. Des interdictions similaires dans d’autres pays ont entraîné une baisse des niveaux de plomb dans le sang des gens . ^{[108] [109]}

S’inspirant des programmes nationaux, l’Agence américaine pour le développement international a lancé une initiative visant à réduire l’utilisation du plomb tétraéthyle dans d’autres pays, notamment ses efforts en Égypte commencés en 1995. En 1996, avec la coopération de l’US AID, l’Égypte a pris la quasi-totalité de le plomb de son essence. Le succès en Égypte a fourni un modèle pour les efforts de l’AID dans le monde entier. ^[110]

En 2000, l’industrie des TEL avait déplacé la majeure partie de ses ventes vers les pays en développement dont elle faisait pression sur les gouvernements contre l’élimination progressive de l’essence au plomb. ^[29] L’essence au plomb a été entièrement retirée du marché de l’Union européenne le 1er janvier 2000, bien qu’elle ait été interdite beaucoup plus tôt dans la plupart des États membres. D’autres pays ont également supprimé TEL. ^{[111] L’} Inde a interdit l’essence au plomb en mars 2000. ^[62]

En 2011, les Nations Unies ont annoncé qu’elles avaient réussi à éliminer progressivement l’essence au plomb dans le monde. “Débarrasser le monde de l’essence au plomb, avec les Nations Unies à la tête de l’effort dans les pays en développement, a entraîné des bénéfices annuels de 2,4 billions de dollars, 1,2 million de décès prématurés en moins, une intelligence globale plus élevée et 58 millions de crimes en moins”, a déclaré le Programme des Nations Unies pour l’environnement. . ^{[7] [112]} L’annonce était légèrement prématurée, car quelques pays vendaient encore de l’essence au plomb en 2017. ^[37] Le 30 août 2021, le Programme des Nations Unies pour l’environnementannoncé que l’essence au plomb avait été éliminée. Les derniers stocks de produit ont été épuisés en Algérie, qui avait continué à produire de l’essence au plomb jusqu’en juillet 2021. ^{[113] [114]}

Effet sur les taux de criminalité

On pense que la réduction du niveau moyen de plomb dans le sang a été une cause majeure de la baisse des taux de crimes violents aux États-Unis. ^[115] Une corrélation statistiquement significative a été trouvée entre le taux d’utilisation de l’essence au plomb et les crimes violents : la courbe des crimes violents suit virtuellement la courbe d’exposition au plomb avec un décalage de 22 ans. ^{[89] [116]} Après l’interdiction de TEL, les niveaux de plomb dans le sang chez les enfants américains ont considérablement diminué. ^[89] Des chercheurs dont l’ économiste de l’ Amherst College Jessica Wolpaw Reyes, le consultant du Département du logement et du développement urbain Rick Nevin et Howard Mielke de l’Université de Tulaneaffirment que la baisse de l’exposition au plomb est responsable d’une baisse de la criminalité allant jusqu’à 56 % de 1992 à 2002 ^. a entraîné une baisse réelle de 34 % au cours de cette période. ^{[118] [119]}

Bien que l’essence au plomb ait en grande partie disparu en Amérique du Nord, elle a laissé de fortes concentrations de plomb dans le sol adjacent aux routes qui étaient fortement utilisées avant son élimination. Les enfants sont particulièrement à risque s’ils en consomment. ^[120]

Voir également

• Elmer Keiser Bolton
• Éthyl Corporation
• Mener
  • Réduction du plomb
  • Hypothèse du plomb et du crime
  • Chimie des organoplombs
  • Empoisonnement au plomb
  • Plomb tétraméthyle
• Liste des additifs essence
• Thomas Midgley Jr. – a découvert que l’ajout de tétraéthylplomb à l’essence empêchait le “cognement” dans les moteurs à combustion interne

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Lectures complémentaires

• Fillela, Montserrat ; Bonet, Josep (2017). “Chapitre 14. Impact environnemental des dérivés alkyl plomb (IV): perspective après leur élimination”. Dans Astrid, S.; Helmut, S.; Sigel, RKO (éd.). Plomb : ses effets sur l’environnement et la santé . Ions métalliques dans les sciences de la vie. Vol. 17. de Gruyter. p. 471–490. doi : 10.1515/9783110434330-014 . ISBN 978-3-11-043433-0. PMID 28731307 .

Liens externes

Articles de presse

• L’homme qui a averti le monde du plomb (PBS / NOVA)
• Le scientifique le plus important dont vous n’avez jamais entendu parler , PAR Lucas Reilly, 17 mai 2017, mentalfloss.com
• Le monde a enfin cessé d’utiliser de l’essence au plomb. L’Algérie a utilisé le dernier stock , 30 août 2021, entendu sur All Things Considered, Camila Domonoske, NPR.

Documents officiels

• Gouvernement américain, Institut national pour la sécurité et la santé au travail. Guide de poche NIOSH sur les risques chimiques

Articles scientifiques et articles de revues

• Kovarik, Bill (1999). Charles F. Kettering et la découverte du plomb tétraéthyle en 1921
• Véritable alternative sans plomb au 100LL nécessaire à l’aviation générale
• Jamie Lincoln Kitman : L’histoire secrète du plomb . Dans : The Nation, 2 mars 2000.

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