Мышьяк, его токсичность и источники загрязнения

Распространение и соединения мышьяка

Мышьяк входит в состав большого количества разнообразных химических соединений, благодаря своей реакционной активности и варьировании степени окисления от 3,0 до 5,0.

К наиболее распространенным неорганическим соединениям мышьяка относятся оксиды (соединения с кислородом): с участием трехвалентного мышьяка (III) As2O3 и с участием пятивалентного мышьяка (V) As205. Кроме того, широко распространены и имеют большое значение хлорид трехвалентного мышьяка и различные соли мышьяка, такие, среди них арсенат свинца и ацетарсенат меди. Мышьяк способен образовывать также и газообразное водородное соединение – арсин (AsH3).

Производство и применение мышьяка

Масштабы мирового производства мышьяка составляют приблизительно 50 тыс.т в год. В наши дни производство мышьяка каждое десятилетие возрастает на 25 %.

Этот опасный химический элемент используют в металлургии для получения некоторых сплавов, способствующих увеличению твердости и термостойкости сталей.

Большая часть производимого мышьяка применяется в сельском хозяйстве и близких к нему отраслях. В химической промышленности его используют для производства некоторых красящих веществ, а также стекла и эмалей.

Токсичные свойства соединений мышьяка

Арсин из всех соединений мышьяка наиболее токсичен, за ним в порядке убывания следуют соединения трехвалентного мышьяка, затем – пятивалентного.

В связи с широким распространением в окружающей среде и использованием как пестицида в сельском хозяйстве мышьяк содержится во многих из пищевых продуктов. Как правило, его содержание в пищевых продуктах весьма мало - менее 0,5 мг/кг, изредка оно превышает 1 мг/кг, исключая некоторых морских животных, которые аккумулируют в тканях этот элемент. В отсутствии особых загрязнений, в хлебных продуктах обычно содержится не более 2,4 мг/кг соединений мышьяка, во фруктах до 0,17 мг/кг, в напитках до 1,3 мг/кг, в мясе сельскохозяйственных животных до 1,4 мг/кг, в молочных продуктах до 0,23 мг/кг. В морских организмах содержится больше мышьяка, обычно в пределах от 1,5 до 15,3 мг/кг.

Мышьяк содержится почти во всех пресных водах. В настоящее время наиболее важно для человека его содержание в подземных (межпластовых) водах, где оно определяются природой залегающих пород. В ряде геологических формаций имеются месторождения арсенопирита (соединения мышьяка с медью), который является одним из основных источников мышьяка в пресных водах, где его концентрация может составлять до 0,5-1,3 мг/л. Водоснабжение из таких источников может привести к избыточному поступлению мышьяка в организм человека, что вызывает симптомы хронического отравления мышьяком.

Промышленные и прочие источники загрязнения могут приводить к значительному превышению естественного содержания мышьяка в пищевых продуктах и напитках. Содержащие мышьяк соединения могут случайно попадать в пищевые продукты, поскольку в современной технологии пищевой промышленности используется множество различных химических веществ, весьма сходных по внешнему виду. Такие случаи сопряжены с возникновением острых отравлений у значительной доли населения.

Мышьяк может вызывать как острые отравления, так и хронические. Первые хорошо известны историкам и судебным криминалистам, поскольку мышьяк традиционно использовали в качестве яда. Этот элемент связывается с сульфгидрильными группами белков, за счет чего ингибирует действие важных ферментов, принимающих участие в процессе клеточного метаболизма и дыхания.

При хроническом отравлении мышьяком наблюдаются:

• потеря аппетита;
• падение веса;
• гастрокишечные расстройства;
• периферийные неврозы;
• конъюктивит;
• гиперкератоз;
• меланома кожи.

Последняя возникает при продолжительном воздействии мышьяка, она может развиться в рак кожи.