Ли мышьяк в воде. Мышьяк в колодезной воде. Предельно допустимая концентрация мышьяка в воде

Содержание статьи

МЫШЬЯК И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА. Мышьяк – химический элемент V группы периодической таблицы, относится к семейству азота. Мышьяк, вероятно, можно отнести к одному из самых противоречивых химических элементов. Действительно, с одной стороны, это страшный яд: достаточно человеку проглотить ничтожную щепотку его оксида или один раз вдохнуть газообразный мышьяковистый водород, чтобы смертельно отравиться. С другой – некоторые соединения мышьяка не более ядовиты, чем поваренная соль . Сравнительно инертен и чистый мышьяк. Более того, соединения мышьяка применяются в медицине как лекарственные средства. Мышьяком в течение многих веков были отравлены десятки коронованных особ и сотни постылых мужей, и мышьяком же укрепляли здоровье. Ничтожные следы мышьяка в питьевой воде – бедствие для десятков миллионов жителей многих стран, и в то же время мышьяк в значительных количествах содержится в некоторых лечебно-столовых минеральных водах. Соединения мышьяка вызывают рак , и они же используются в онкологии как противоопухолевые препараты.

Подобное противопоставление можно продолжить. Так что же мышьяк для человека – друг или враг? Здесь уместно вспомнить изречение знаменитого средневекового врача Теофраста Бомбаста фон Гоггенгейма (Парацельса): «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным».

Вероятно, в истории человечества не было химического элемента со столь зловещей репутацией. Мышьяк традиционно ассоциируется с отравой:

У кого нет ножа,
У того есть мышьяк!
В.Хлебников

В прошлом «популярность» этого яда заключалась в его коварности: у него не было запаха и вкуса, а смерть легко объяснялась различными болезнями, особенно если жертву отравляли постепенно:

Ты к ней на чай сходи и сыпь ей в чай мышьяк.
Побольше дозу дай, а начинай с дозинки .
Б.Ахмадулина

Многие столетия мышьяк считался «королем ядов». Было у него еще одно красноречивое название: «порошок для наследников». Не гнушались использовать мышьяк (вернее, его соединения) и для устранения политических противников. Правители некоторых государств (например, в Венеции) держали тайные службы специалистов-отравителей. Особенно широко «применяли» мышьяк в средневековой Франции и Италии. Среди прочих этим ядом был отравлен папа Климент XIV. История сохранила имя некоей Тофаны из Сицилии, страшная профессия которой вынудила ее в конце 17 в. бежать из Палермо в Неаполь. Тофана продавала женщинам, желавшим ускорить смерть своих мужей, бутылочки с жидкостью без запаха, вкуса и цвета. Небольшого количества ее было достаточно, чтобы умертвить человека; смерть наступала медленно и безболезненно. Просто человек постепенно утрачивал силы и аппетит, его постоянно мучила жажда. Жертвы Тофаны исчислялись сотнями. Aqua Tophana – вода Тофаны, по мнению специалистов, представляла собой не что иное, как водный раствор мышьяковой кислоты с добавкой трав.

Мрачной славе мышьяка во многом способствовали и писатели: число жертв этого элемента во всех литературных произведениях, возможно, превышает число фактически погубленных. Агата Кристи , например, в своих бесчисленных детективах травила героев, как правило, мышьяком. Знали об этом яде и далеко от Европы. Полагают, что впервые упомянул о мышьяке как о яде основатель арабской алхимии Джабир ибн Хайян (Гебер), живший в 8–9 вв. В китайской классической литературе, как и в европейской, описаны случаи знаменитых убийств посредством мышьяка.

Действие мышьяка на человека.

В средние века, в конце династии Мин, в Китае была опубликована книга по ремеслам; в ней говорилось, что рабочие, занятые приготовлением мышьяковых пестицидов, не выдерживают более двух лет: у них вылезают волосы, проявляются другие признаки отравления. В современных медицинских справочниках можно прочитать, что мышьяк вызывает при отравлении «общетоксическое (нефротоксическое, гепатотоксическое, энтеротоксическое, нейротоксическое) действие». При остром отравлении, когда в организм попадают сразу десятки или сотни миллиграммов яда, картина напоминает заболевание холерой: сильные боли по всему пищеварительному каналу, рвота и понос, синюшная окраска кожи лица, судороги, нитевидный пульс, затруднение дыхания. Такое отравление часто заканчивается смертью в результате острой сердечно-сосудистой недостаточности. Летальной для 50% людей считается доза от 60 до 200 мг, в зависимости от возраста, пола, массы, состояния здоровья, а также химического состава яда. Смерть наступает в среднем через 10 часов.

Самое ядовитое производное мышьяка – газообразный мышьяковистый водород (арсин) AsH3, один из сильнейших неорганических ядов. При содержании в воздухе всего 0,05 мг/л смертельная доза попадает в организм за полчаса, а концентрация 5 мг/л убивает мгновенно. Активированный уголь сорбирует арсин слабо, поэтому против него обычный противогаз не защитник. В виде простого вещества мышьяк значительно менее опасен ввиду его малой химической активности.

Соединения As(III) в 25–60 раз токсичнее, чем As(V), т.к. они способны связываться с тиольными (сульфгидрильными) группами – SH цистеина и метионина в составе белков-ферментов, блокируя их работу. Газообразный арсин, попадая в кровь через легкие, разрушает эритроциты и повреждает почки; при этом моча становится черной. Смерть может наступить при попадании в легкие всего нескольких миллиграммов арсина.

Иначе проявляется хроническое отравление малыми дозами. Человек постепенно слабеет, страдает от анемии, поносов или запоров; у него наблюдается сероватый цвет лица, исхудание, потеря сил, шелушение кожи и образование язв, кровоточивость десен; постепенно атрофируются мышцы ног и рук, кожа пигментируется и шелушится, в ней возможны злокачественные изменения, а на ногтях появляются характерные полосы. При легких отравлениях наблюдаются потеря аппетита, неприятный вкус во рту, слабость, озноб, ослабление пульса, нарушения сна.

Мышьяк в питьевой воде.

Во второй половине 20-го столетия оказалось, что мышьяком травятся, не подозревая этого, миллионы людей. И получают они отраву не от завистников или нетерпеливых наследников, а из собственного колодца! Мышьяк в питьевой воде стал настоящей экологической проблемой.

Ученые установили, что пагубное воздействие могут оказывать и очень малые дозы мышьяка, если их попадание в организм, например, с пищей или с водой, происходит в течение длительного времени. В 1942 службой здравоохранения США была установлена предельно допустимая концентрация (ПДК) мышьяка в питьевой воде, равная 50 мкг (0,05 мг) в одном литре. Такой же стандарт был принят и Всемирной организаций здравоохранения в 1963. Однако эпидемиологические исследования показали, что даже при такой малой концентрации заметно повышается риск онкологических заболеваний, поэтому в 2002 в США была принята более жесткая норма: не более 10 мкг/л.

Какие же были доводы в пользу такой нормы? В середине 20 в. на Тайване забили тревогу: оказалось, что питьевая вода из глубоких скважин (артезианских колодцев) юго-восточного побережья содержит много мышьяка. Употребление в этих местах «мышьяковой воды» связали с частым в этом регионе так называемым синдромом «черных ног». При этой болезни у человека на конечностях, особенно на ступнях, появляются белые пятна, которые потом становятся коричневыми и, в конце концов, черными. Кожа на этом месте становится грубой, она трескается и покрывается язвами. Если болезнь заходит далеко, то для спасения жизни приходится прибегать к ампутации. Частота этого заболевания начала быстро увеличиваться в 50-е годы, что совпало с бумом бурения артезианских колодцев в сельских районах Тайваня. Как показал анализы, вода в таких колодцах содержала от 100 до 1800 мкг/л мышьяка, т.е. в ряде случаев было 180-кратное превышение новой «американской нормы». Были приняты срочные меры по снабжению населения очищенной водой, и с 1956 число жертв этой страшной болезни начало снижаться.

В 1977 обследование 40 тысяч жителей тех же районов Тайваня преподнесло новый неприятный сюрприз: заболеваемость раком кожи оказалась прямо пропорциональной содержанию мышьяка в колодезной воде. При этом синдром «черных ног» был зафиксирован в 379 случаях, а рака кожи – в 438. Цифры были чудовищны: на тысячу человек приходилось 10,6 случаев рака кожи (причем у мужчин второе чаще, чем у женщин). Четкая корреляция между заболеваемостью и содержанием мышьяка в питьевой воде была обнаружена и в других странах, в том числе в Китае, Индии, Бангладеш, Вьетнаме, США. При этом в воде преобладали неорганические соединения мышьяка, среди которых больше было более опасного трехвалентного. Наиболее высокая концентрация (14 000 мкг/л) была зафиксирована в ряде источников в Бангладеш, где ПДК была превышена в 280 раз. Выпивая всего литр такой воды, человек получает высшую (допустимую лишь в лечебных целях) дозу мышьяка – и так десятилетиями...

Естественно, встал вопрос о том, как очистить воду от мышьяка. Задача эта непростая, если учесть огромные объемы потребляемой воды и ничтожные концентрации в ней мышьяка. Самый простой способ – окислить As(III) до As(V) и снизить, таким образом, токсичность в десятки раз. Очень быстро окисление идет под действием хлора, озона или диоксида марганца. Затем образовавшийся As(V) можно удалить методом коагуляции и соосаждения, который обычно применяется на водопроводных станциях для очистки питьевой воды. Для этого подходят, например, соли алюминия и железа(III). При их добавлении к воде с обычной жесткостью идет реакция

Fe 2 (SO 4) 3 + 3Ca(HCO 3) 2 ® 2Fe(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2 .

Осадок гидроксида металла и захватывает с собой мышьяк. Таким образом, принципиальных затруднений, кроме соответствующих затрат, для очистки воды от мышьяка нет.

Мышьяк в медицине.

Мышьяк, как и многие другие микроэлементы, вероятно, необходим для нормального функционирования организма, хотя окончательно его роль не выяснена. Известно, однако, что полное отсутствие мышьяка в рационе мышей, крыс, овец и свиней снижает репродуктивность, вес новорожденных и скорость прироста массы. В организм человека мышьяк попадает в микродозах со многими продуктами питания. Так, в морепродуктах его содержится в среднем около 5 мг/кг, в мясе и зерновых – 0,5 мг/кг, а вот в овощах и фруктах мышьяка почти нет.

Присутствуя в организме в очень малых количествах, мышьяк благотворно влияет на процессы кроветворения, обмен веществ, скорость роста тканей, толщину костей; предполагают, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организма к действию вредных микробов. Лекарственное действие соединений мышьяка заметили давно. В Древнем Китае эликсиром «трех желтых субстанций» – смесью порошков природных минералов – аурипигмента, реальгара (As 4 S 4) и серы лечили душевные расстройства. «Отец медицины» Гиппократ рекомендовал пасту из сульфида мышьяка для лечения язв. В средневековье мышьяковистые лекарства широко применялись для лечения ангин и возвратного тифа. В 16 в. Парацельс рекомендовал для лечения «огнепостоянный мышьяк», представляющий собой арсенат калия.

В начале 13 в. Томас Фаулер, работавший в больнице английского города Стаффорда, ввел в медицинскую практику раствор, который вскоре получил широкое распространение под названием «фаулерова раствора». Это был 1%-ный водно-спиртовой раствор арсенита калия, полученный растворением As 2 O 3 в K 2 CO 3 , с добавкой лаванды (чтобы его не спутали с водой). Его применяли для лечения эпилепсии и астмы, псориаза и экземы, сифилиса и ревматизма, заболеваний нервной системы и даже белокровия (лейкемии). Своего пика лечение мышьяком достигло в 18–19 вв. Но постепенно стала очевидной и его опасность, и применение мышьяка пошло на убыль. Исключение, пожалуй, составил лишь знаменитый «препарат 606» – сальварсан.

Это лекарство было синтезировано в Германии, что неслучайно. Первую декаду 20 в. можно считать золотым веком немецкой медицинской науки, намного опередившей тогда другие страны. Множество молодых врачей со всего мира стекались в Германию для стажировки. Одним из самых ярких лидеров немецкой медицинской и биохимической школы был Пауль Эрлих . Еще в студенческие годы он, изучив случаи свинцового отравления, пришел к выводу о том, что некоторые химические вещества избирательно действуют на определенные ткани человека. Этой теории он придерживался и в дальнейшей своей работе; по его меткому выражению, для каждой болезни следует искать «магическую пулю», которая бы поражала возбудителей, оставаясь сравнительно безвредной для организма.

Эрлих впервые предложил искать новые биологически активные вещества методом скрининга (см . также ХИМИЯ ЛЕКАРСТВ). Так, в поиске эффективного лекарства от сифилиса он синтезировал 605 веществ, не давшие никакого результата. И лишь следующий мышьяксодержащий «препарат 606», полученный в 1909 и названный впоследствии сальварсаном, обладал нужными свойствами – он оказался летальным для микроорганизмов, вызывающих сифилис и ряд других сходных заболеваний. Вместе со своим японским коллегой Сахатиро Хата Эрлих изучил воздействие сальварсана на больных сифилисом. Уже первые опыты, проведенные весной 1910, показали исключительную эффективность этого средства. Его единственная инъекция могла излечить и некоторые тропические болезни, родственные сифилису.

Химики, конечно, тоже заинтересовались этим соединением. До этого ни один медицинский препарат не был так тщательно исследован, как сальварсан. Вначале ему была приписана структура дигидрохлорида 3,3"-диамино-4,4"-дигидроксиарсенобензола с двойной связью:

Правильную формулу установил лишь в 1950-х отечественный химик М.Я.Крафт. Оказалось, что сальварсан имеет полимерное строение, в котором атомы мышьяка связаны друг с другом в цепочку:

Величина Х в зависимости от способа получения может колебаться от 8 до 40.

Как это бывает, не обошлось и без хулителей. Эрлих был даже вынужден судиться с самым злобным из них, и тот был приговорен к тюремному заключению. В то же время Эрлих получил признание, как в своей стране, так и за рубежом: Пруссия пожаловала ему титул «его превосходительства тайного советника», он был избран почетным доктором университетов в Оксфорде, Чикаго, Афинах, стал почетным гражданином Франкфурта-на-Майне, в котором находится институт его имени; в 1908 ему было присвоено звание Нобелевского лауреата по физиологии и медицине.

Мышьяк давно и с успехом используется врачами для эффективного лечения некоторых форм лейкемии – ракового заболевания белых кровяных телец. Однако, длительное применение мышьяка нередко становилось результатом развития других форм раковых заболеваний, включая рак предстательной железы, легких, почек, желчного пузыря и носоглотки. Оказалось, что мышьяк препятствует дупликации гена, который, в свою очередь, подавляет активность одного из ключевых ферментов – теломеразы. В результате возникают различные генетические нарушения. Эти нарушения, с одной стороны становятся возможной причиной ракового перерождения здоровых клеток, а с другой – приводят к отмиранию клеток, уже пораженных раком. Дальнейшие изучения механизма воздействия мышьяка на клетки помогут разработать более совершенные методы лечения раковых заболеваний.

Ключевые слова: адамсит, арсин, криминалистика, люизит, отравляющие вещества, питьевая вода, противоядия, реакция Марша, сальварсан, токсикология, сифилис, Эрлих, яды.

Илья Леенсон

Литература:

Немодрук А.А. Аналитическая химия мышьяка . М., Наука, 1976
Гамагорова В.С. Мышьяк в экологии и биологии . М., Наука, 1993



Мышьяк является неметаллом, образует соединения, подобные по его химическим свойствам. Однако, наряду с неметаллическими свойствами, мышьяк проявляет и металлические. На воздухе при обычных условиях мышьяк слегка окисляется с поверхности. Ни в воде, ни в органических растворителях мышьяк и его аналоги нерастворимы.

Мышьяк химически активен. На воздухе при нормальной температуре даже компактный (плавленый) металлический мышьяк легко окисляется, при нагревании порошкообразный мышьяк воспламеняется и горит голубым пламенем с образованием оксида As 2 O 3 . Известен также термически менее устойчивый нелетучий оксид As 2 O 5 .

При нагревании (в отсутствие воздуха) As возгоняется (температура возгонки 615 о С). Пар состоит из молекул As 4 с ничтожной (порядка 0,03%) примесью молекул As 2 .

Мышьяк относится к группе элементов окислителей-восстановителей. При действии сильных восстановителей он проявляет окислительные свойства. Так, при действии металлов и водорода в момент выделения он способен давать соответствующие металлические и водородистые соединения:

6Ca +As 4 = 2Ca 3 As 2

При действии сильных окислителей мышьяк переходит в трех- или пятивалентное состояние. Например, при накаливании на воздухе мышьяк, окисляясь кислородом, сгорает и образует белый дым – оксид мышьяка (III) As 2 O 3:

As 4 + 3O 2 =2As 2 O 3

Устойчивые формы оксида мышьяка в газовой фазе – сесквиоксид (мышьяковистый ангидрид) As 2 O 3 и его димер As 4 O 6 . До 300 о С основная форма в газовой фазе – димер, выше этой температуры он заметно диссоциирован, а при температурах выше 1800 о С газообразный оксид состоит практически из мономерных молекул As 2 O 3 .

Газообразная смесь As 4 O 6 и As 2 O 3 образуется при горении As в кислороде, при окислительном обжиге сульфидных минералов As, например арсенопирита, руд цветных металлов и полимерных руд.

При конденсации пара As 2 O 3 (As 4 O 6) выше 310 о С образуется стекловидная форма As 2 O 3 . При конденсации пара ниже 310 о С образуется бесцветная поликристаллическая кубическая модификация арсенолит. Все формы As 2 O 3 хорошо растворимы в кислотах и щелочах.

Оксид As(V) (мышьяковый ангидрид) As 2 O 5 – бесцветные кристаллы ромбической сингонии. При нагревании As 2 O 5 диссоциирует на As 4 O 6 (газ) и О 2 . Получают As 2 O 5 обезвоживанием концентрированных растворов H 3 AsO 4 с последующим прокаливанием образующихся гидратов.

Известен оксид As 2 O 4 , получаемый спеканием As 2 O 3 и As 2 O 5 при 280 о С в присутствии паров воды. Известен также газообразный монооксид AsO, образующийся при электрическом разряде в парах триоксида As при пониженном давлении.

При растворении в воде As 2 O 5 образует существующие только в растворе ортомышьяковистую H 3 AsO 3 , или As(OH) 3 , и метамышьяковистую HAsO 2 , или AsO(OH), кислоты, обладающие амфотерными, преимущественно кислыми, свойствами.

По отношению к кислотам мышьяк ведет себя следующим образом:

— с соляной кислотой мышьяк не реагирует, но в присутствии кислорода образуется трихлорид мышьяка AsCl 3:

4As +3O 2 +12HCl = 4AsCl 3 +6H 2 O

— разбавленная азотная кислота при нагревании окисляет мышьяк до ортомышьяковистой кислоты H 3 AsO 3 , а концентрированная азотная кислота – до ортомышьякой кислоты H 3 AsO 4:

3As + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 2 AsO 4 +5NO

Ортомышьяковая кислота (мышьяковая кислота) H 3 AsO 4 *0.5H 2 O – бесцветные кристаллы; температура плавления – 36 о С (с разложением); растворима в воде (88% по массе при 20 о С); гигроскопична; в водных растворах – трехосновная кислота; при нагревании около 100 о С теряет воду, превращаясь в пиромышьяковую кислоту H 4 As 5 O 7 , при более высоких температурах переходит в метамышьяковую кислоту HAsO 3 . Получают окислением As или As 2 O 3 концентрированной HNO 3 . Она легкорастворимая в воде и по силе приблизительно равна фосфорной.

Окислительные свойства мышьяковой кислоты заметно проявляются лишь в кислой среде. Мышьяковая кислота способна окислить HI до I 2 по обратимым реакциям:

H 3 AsO 4 + 2HI = H 3 AsO 3 + I 2 + H 2 O

Ортомышьяковистая кислота (мышьяковистая кислота) H 3 AsO 3 существует только в водном растворе; слабая кислота; получают растворением As 2 O 3 в воде; промежуточный продукт при получении арсенитов (III) и других соединений.

— концентрированная серная кислота реагирует с мышьяком по следующему уравнению c образованием ортомышьяковистой кислоты:

2As + 3H 2 SO 4 = 2H 3 AsO 3 +3SO 2

— растворы щелочей в отсутствие кислорода с мышьяком не реагируют. При кипячении мышьяка со щелочами он окисляется в соли мышьяковистой кислоты H 3 AsO 3 . При сплавлении со щелочами образуется арсин (мышьяковистый водород) AsH 3 и арсенаты (III). Применяют AsH 3

для легирования полупроводниковых материалов мышьяком, для получения As высокой чистоты.

Известны неустойчивые высшие арсины: диарсин As 2 H 4 , разлагается уже при -100 о С; триарсин As 3 H 5 .

Металлический мышьяк легко взаимодействует с галогенами, давая летучие галогениды AsHal 3:

As +3Cl 2 = 2AsCl 3

AsCl 3 – бесцветная маслянистая жидкость, дымящаяся на воздухе, при застывании образует кристаллы с перламутровым блеском.

C F 2 образует также и AsF 5 — пентафторид – бесцветный газ, растворимый в воде и растворах щелочей (с небольшим количеством тепла), в диэтиловом эфире, этаноле и бензоле.

Порошкообразный мышьяк самовоспламеняется в среде F 2 и Cl 2 .

С S, Se и Te мышьяк образует соответствующие халькогениды :

сульфиды — As 2 S 5 , As 2 S 3 (в природе – минерал аурипигмент), As 4 S 4 (минерал реальгар) и As 4 S 3 (минерал диморфит); селениды – As 2 Se 3 и As 4 Se 4 ; теллурид – As 2 Te 3 . Халькогениды мышьяка устойчивы на воздухе, не растворимы в воде, хорошо растворимы в растворах щелочей, при нагревании – в HNO 3 . Обладают полупроводниковыми свойствами, прозрачны в ИК области спектра.

С большинством металлов дает металлические соединения – арсениды . Галлия арсенид и индия арсенид – важные полупроводниковые соединения.

Известны многочисленные мышьякорганические соединения. Мышьякорганические соединения содержат связь As-C. Иногда к мышьякорганическим соединениям относят все органические соединения, содержащие As, например эфиры мышьяковистой кислоты (RO) 3 As и мышьяковой кислоты (RO) 3 AsO. Наиболее многочисленная группа мышьякорганических соединений – производные As с координационным числом 3. К ней относятся органоарсины R n AsH 3-n , тетраорганодиарсины R 2 As-AsR 2 , циклические и линейные полиарганоарсины (RAs) n , а также органоарсонистые и диарганоарсинистые кислоты и их производные R n AsX 3-n (X= OH, SH, Hal, OR’, NR 2 ’ и др.). Большинство мышьякорганических соединений – жидкости, полиорганоарсины и органические кислоты As – твердые вещества, CH 3 AsH 2 и CF 3 AsH 2 – газы. Эти соединения, как правило, растворимы в органических растворителях, ограничено растворимы в воде, в отсутствие кислорода и влаги сравнительно устойчивы. Некоторые тетраорганодиарсины на воздухе воспламеняются.


Мышьяк - естественный элемент земной коры. В разной степени он содержится практически везде и естественным путём попадает в природные источники из почвы, в процессе разложения растений и животных и при вымывании различных пород. Известно более 200 минералов, содержащих мышьяк - арсенопирит, реальгар, аурипигмент и прочие. Однако самое большое загрязнение природных вод происходит из-за неочищенных стоков промышленных предприятий и использования мышьякосодержащих пестицидов в сельском хозяйстве.


Мышьяк и все его соединения крайне токсичны. По требованиям СанПин концентрация вещества в питьевой воде не должна превышать показатель 0,05 мг/л, однако даже самое малое количество примесей способно привести к очень серьёзным заболеваниям и осложнениям. Воду со следами мышьяка опасно не только пить, но и готовить на ней пищу, использовать её для мытья и водных процедур.

Чем опасен мышьяк?

При острой интоксикации соединениями мышьяка в первое время наблюдается тошнота, рвота, резкие боли в животе, диарея, обезвоживание. Постепенно яд распространяется по всему организму и поражает сердечно-сосудистую систему, приводя к снижению артериального давления и нарушению проводимости в сердечной мышце. Сильно страдает дыхательная система, появляются спазм гортани, отёк лёгких и дыхательная недостаточность. Попадая в желудочно-кишечный тракт мышьяк вызывает эрозии, язвы слизистых оболочек. В крови от этих примесей начинают разрушаться эритроциты, что приводит к внутренним кровоизлияниям и почечной недостаточности. Так же мышьяковые соединения наносят сильный удар по нервной системе, как следствие могут появиться психические расстройства, судороги и кома.

Мышьяк имеет свойство накапливаться в организме человека, что приводит к хроническим отравлениям. Самыми заметными признаками являются изменение кожных покровов - пигментация, гиперкератоз (огрубение), отслаивание эпителия. Из-за сильного негативного воздействия примесей на внутренние органы могут появится такие заболевания как гепатит, энцефалопатия (повреждение коры головного мозга), миокардит, перикардит, ларингит, бронхит, трахеит, анемия. Мышьяк так же нейротоксичен и может приводить к параличу и частичной слепоте. А, накапливаясь в щитовидной железе, провоцирует появление эндемического зоба (значительному увеличению щитовидки, появлению узлов). Мышьяк, так же активно способствует появлению и развитию злокачественных опухолей и меланомы. Эти ядовитые соединения представляют собой значительную угрозу течению беременности и развития плода. Хроническим интоксикациям так же часто сопутствует выпадение волос.

Концентрацию аммиака в питьевой воде можно определить путём химического анализа воды . Особенно важно периодически это делать тем, кто пользуется водой из колодцев и скважин. Для устранения мышьяка и его соединений из воды используют и

Мышьяк не только яд, но и лекарство. Он широко используется как в производстве, так и входит в состав лекарственных средств.

Мышьяк ‒ химический элемент, атомы которого входят в состав органических и неорганических веществ окружающей среды, в промышленные изделия и продукты хозяйственной деятельности человека. Мышьяковистые соединения встречаются:

  • в горных породах, почве, водных источниках;
  • дыме, образующемся при сгорании каменного угля, выплавке руды;
  • морепродуктах, особенно в моллюсках, омарах, креветках, лангустах;
  • гербицидах – веществах, используемых для уничтожения вредителей;
  • красящих веществах, консервантах;
  • на предприятиях кожевенной промышленности;
  • на заводах по производству стекла, электронных устройств;
  • на химических производствах.

Причины отравления

Основные причины отравления:

  1. Нарушение человеком правил обращения с ядовитыми веществами.
  2. Употребление в пищу зараженных продуктов или воды.
  3. Попытка убийств или суицида.
  4. Неумышленное отравление.

Влияние соединений мышьяка на организм

Мышьяк и его соединения вызывают поражение всех органов и систем организма. Механизм действия связан с нарушением обмена веществ в организме (обменом серы, селена и фосфора).

Опорно-двигательная система

Действие яда на опорно-двигательную систему организма выражается в мышечных болях, парезах, парестезиях. Может развиваться атрофия мышц, параличи. В тяжелых случаях не исключена гангрена конечностей.

Покровы тела

Попадание мышьяковистых соединений на кожу человека вызывает ее поражение. Через несколько месяцев на коже можно заметить появление гиперпигментации, гиперкератоза (утолщение наружного, рогового слоя эпидермиса). Гиперкератоз в основном проявляется на ладонях и ступнях. При длительном, хроническом отравлении наблюдается расширение кожных кровеносных сосудов, со временем может развиться низкодифференцированный рак кожи. В местах соприкосновения тела с ядом появляются некротические изменения. Через несколько недель после отравления можно увидеть характерные полоски на ногтях. Ногти становятся ломкими. Желтеют склеры, слизистые оболочки, развивается желтуха.

Кровеносная система

Соединения мышьяка изменяют клеточный состав крови человека, вызывают анемию с лейкопенией (снижение количества нейтрофилов) и эозинофилией (увеличение числа эозинофилов). Может развиваться анизоцитоз (изменение размеров клеток крови). Нарушается всасывание фолиевой кислоты, что вызывает нарушение гемодинамики. Происходит паралич капилляров, увеличение их проницаемости, появляются скрытые отеки. Плазма крови выпотевает и накапливается во внутренних органах, проникает в полости тела. Происходит сгущение крови, развивается гипотензия (низкое артериальное давление), нарушается сердечный ритм, развивается сердечная недостаточность.

Нервная система

При остром отравлении у человека развивается энцефалопатия, стопы и пальцы теряют кожную чувствительность. Разрушаются сосуды мозга, развивается геморрагический инсульт. Нарушается память, речь, могут развиваться психозы.

Дыхательная система, клеточное дыхание

При попадании мышьяковистых препаратов в дыхательные пути развивается спазм бронхов, отек легких, который чаще всего заканчивается смертью. Медиками накоплены факты, которые говорят о том, что люди, работающие на производствах с препаратами мышьяка, чаще болеют раком легких. При хроническом отравлении появляется насморк, постоянное слезотечение, затрудненное дыхание. Происходит нарушение клеточного дыхания, снижение энергоресурсов клетки. Развивается ацидоз (нарушение кислотно-щелочного равновесия в сторону закисления), в тканях накапливается молочная и пировиноградная кислоты, вызывающие нарушения тканевого обмена.

Пищеварительная система

Так как мышьяк связывается с веществами пищи, симптомы отравления у человека проявляются не сразу, а только через 10-12 часов. При попадании в пищеварительную систему, действие яда проявляется чувством жжения на губах, чесночным запахом (характерный признак), металлическим привкусом во рту, нарушением глотания, сильной нестерпимой болью в желудке, неукротимой рвотой. Стул становится жидким, водянистым, часто похожим на рисовый отвар. Человека мучает постоянная жажда. При хроническом отравлении человек страдает от стоматита. При воздействии мышьяковистых препаратов на клетки печени, в зависимости от дозы ядовитого вещества, развивается гепатит или цирроз печени. Известно, что соединения мышьяка используют в стоматологии для некротизации пульпы. Медики утверждают, что если вовремя удалять препарат, то отравления не наступает.

Выделительная система

Из-за нарушения капиллярной системы почек нарушается образование мочи, в моче появляется белок. При попадании в организм арсина (соединение мышьяка) моча становится черного цвета. Органы чувств Наблюдается расстройство обоняния, вкуса, зрения.

Эндокринная система

Замечено, что в районах с повышенным содержанием мышьяка в воде у людей чаще встречается эндемический зоб.

Репродуктивная система

Мышьяк оказывает токсическое действие на хромосомы половых клеток. Действие небольших доз мышьяка на организм характеризуется проявлением таких симптомов:

  • проявляется слабость, озноб;
  • кровоточивость десен, анемия;
  • развиваются поносы или запоры;
  • человек резко худеет, теряет силы;
  • атрофируются мышцы конечностей;
  • кожа изменяет цвет, становится серой, затем желтушной;
  • появляются язвы, шелушение, полосы на ногтях.

Мышьяк имеет свойство накапливаться (кумулироваться) в тканях и системах организма: в волосах, ногтях, коже, во внутренних органах. Выводится мышьяк очень медленно через почки, кишечник.

Биологическая роль мышьяка и его соединений

Роль мышьяка в организме изучена не до конца, но известно, что мышьяк:

  • принимает участие в усвоении азота, фосфора;
  • является участником ферментативных реакций;
  • оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях;
  • улучшает кроветворение и стимулирует метаболизм.

При недостатке мышьяка замедляется рост и развитие организма, снижается концентрация жиров.

Мышьяк как лекарство

Мышьяк – не только яд, но и лекарство. Некоторые препараты мышьяка входят в состав лекарственных средств и используются для лечения бактериальных и протозойных инфекций:

  1. Аминарзон – применяется для лечения амебиаза, балантидиаза, трихомониаза (протозойных инфекций).
  2. Новарсенол – активен в отношении трипаносом, спирилл, спирохет.
  3. Мышьяковистый ангидрид – применяется при лечении кожных болезней, как некротизирующее средство в стоматологии.
  4. Миарсенол используется для лечения возвратного тифа, малярии, сифилиса.

Оказание первой доврачебной помощи при отравлении

Если произошла интоксикация человека соединениями мышьяка, нужно:

  • вызвать скорую или неотложную помощь;
  • вывести человека из зоны действия яда;
  • чтобы уменьшить действие мышьяка на кожу, яд с поверхности кожи нужно смыть водой с мылом, глаза промыть 2% раствором соды;
  • сделать промывание желудка двумя литрами воды и четырьмя чайными ложками пищевой соли; дать активированный уголь (одну таблетку на килограмм веса);
  • при остановке дыхания и сердечной деятельности провести реанимационные мероприятия.

Чтобы вывести полностью токсин из организма, нужна специфическая медицинская помощь, которую можно оказать только в стационаре.

Чтобы не получить отравление мышьяком и его соединениями, нужно строго придерживаться правил работы с ядовитыми веществами, правил хранения. Запрещается хранить яды на кухне, пищевых складах, чтобы они по ошибке не попали в пищу.

С древних времен мышьяк был известен и как лекарство , и как яд . И тем не менее мышьяк необходим нашему организму: он препятствует потере фосфора. Как витамин D регулирует фосфорно-кальциевый обмен , так мышьяк регулирует обмен фосфорный.

Известно, что некоторые формы аллергии могут быть вызваны дефицитом мышьяка в организме.

Мышьяк применяют при анемии, для повышения аппетита . Когда организм человека или домашних животных (собак, птиц, свиней, коров) отравляется большими дозами селена , мышьяк может стать хорошим противоядием . В экспериментах, проведенных на мышах, удалось уменьшить заболеваемость раком именно с помощью специально подобранных доз мышьяка.

Но если концентрация мышьяка в продуктах питания или в почве переступит границу и приблизится к ядовитым дозам , то число смертельных случаев, вызванных раком гортани, глаз или белокровием, увеличится.

В организме человека, особенно в волосах и ногтях , находится от 15 до 20 мг мышьяка .

Заботиться об этом микроэлементе специально нам не дано, потому что он находится во всех продуктах растительного и животного происхождения, за исключением рафинированного сахара . Кроме того, количества мышьяка, который обычно присутствует в растениях, вполне достаточно для человека. Единственное, о чем следует предупредить, - не переедать, так как с обилием продуктов можно получить и нежелательное количество яда. В первую очередь это касается таких даров моря, как омары, креветки, криль, лангусты и т. п.

Биологическая роль мышьяка

Биологическая роль мышьяка изучена не до конца. В экспериментах на животных было показано, что рационы, бедные по содержанию мышьяка, вызывают снижение массы приплода, увеличению числа выкидышей, увеличению смертности как матерей, так и приплода, снижению воспроизводительной функции. Следует также отметить, что мышьяк – один из наиболее токсичных элементов .

Известно, что мышьяк взаимодействуют с тиоловыми группами белков , цистеином, глутатионом, липоевой кислотой . Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биохимических процессах.

Пищевые источники мышьяка

Рацион современного человека содержит достаточное количество мышьяка и не требует его дополнительного приема. Наоборот, в связи с токсичностью мышьяка, постоянно добиваются снижения его содержание в пищевых продуктах.

Самым богатым источником мышьяка в пище можно считать съедобные моллюски , некоторые виды морских рыб.

В организм человека соединения мышьяка поступают с питьевой и минеральной водой, виноградными винами и соками, морепродуктами, медицинскими препаратами, пестицидами и гербицидами. Депонируется мышьяк преимущественно в ретикуло-эндотелиальной системе . Полагают, что оптимальная интенсивность поступления мышьяка в организм составляет 50-100 мкг/день. Дефицит этого элемента в организме может развиться при его недостаточном поступлении (1 мкг/день и менее ), а порог токсичности равен 20 мг .

Значительные количества мышьяка содержатся в рыбьем жире и морской рыбе (до 10 мг/кг), винах (до 1 мг/л и более). В питьевой воде содержание мышьяка составляет менее 10 мкг/л, однако в некоторых регионах мира (Индия, Бангладеш, Тайвань, Мексика) содержание этого элемента достигает более 1 мг/л, что является причиной массовых хронических отравлений мышьяком и вызывает так называемую болезнь «черной стопы ». Около 80% мышьяка всасывается в желудочно-кишечном тракте , 10% поступает через легкие и около 1% – через кожу . Через 24 часа после поступления, из организма выводится 30% мышьяка с мочой и порядка 4% с фекалиями . Мышьяк накапливается в легких, печени, коже и тонком кишечнике . Всего в организме человека содержится около 15 мг мышьяка .

Дефицит мышьяка

Не наблюдается.

Избыток мышьяка

Причины избытка мышьяка

  • избыточное поступление с загрязненными пищевыми продуктами, водой, воздухом, при табакокурении, а также во вредных условиях труда
  • суицидальные отравления
  • нарушение обмена

Последствия избытка мышьяка

  • диспепсические явления, гастрит, гепатит
  • сухость носоглотки, насморк, изъязвления носовой перегородки
  • раздражение конъюнктивы, слезотечение и светобоязнь, отек век
  • ларингит, трахеит, бронхит
  • стоматит
  • сыпь, фурункулез, экзема, пигментация кожа
  • атрофия и ломкость ногтей
  • преждевременное поседение и выпадение волос
  • нарушение вкуса и обоняния
  • речевые расстройства, полиневриты, депрессии
  • нарушение функций печени, развитие жирового гепатоза
  • нефропатия
  • поражение кровеносных сосудов
  • увеличение риска развития новообразований кожи, печени, легких

Симптомы мышьяковистого отравления - металлический вкус во рту, рвота, сильные боли в животе. Позже судороги, паралич, смерть. Наиболее известное и общедоступное противоядие при отравлении мышьяком - молоко , точнее главный белок молока казеин , образующий с мышьяком нерастворимое соединение, не всасывающееся в кровь.

Отравление мышьяком происходит при употреблении отравленной пищи и воды, вдыхании соединений мышьяка в виде пыли в производственных условиях, применении некоторых медикаментов. Органами-мишенями при избыточном содержании мышьяка в организме являются костный мозг, желудочно-кишечный тракт, кожа, легкие и почки . Существует достаточно количество доказательств канцерогенности неорганических соединений мышьяка. Высокий уровень смертности от рака легких зарегистрирован среди рабочих, занятых на производстве пестицидов, добыче золота и выплавке сплавов мышьяка с другими металлами, а также цветных металлов и особенно меди. В результате длительного употребления загрязненной мышьяком воды или лекарственных препаратов, нередко наблюдается развитие низкодифференцированного рака кожи (рак Боуэна ). Вероятно, гемангиоэндотелиома печени также является арсенозависимой опухолью. При остром отравлении мышьяком производят промывание желудка, а в случае поражения почек, – гемодиализ . При остром и хроническом отравлении мышьяком используют унитиол, димеркоптопропан-сульфонат (ДМПС) в качестве антидотов . Также следует использовать антагонистические свойства селена , серы , фосфора , цинка , дополнительно вводить препараты витаминов А , С , Е и аминокислот.

Мышьяк в стомотологии

Мышьяк часто применяется в стоматологии для лечение кариеса : стоматологи констатируют, что кариес зубов в наше время - самая распространенная болезнь. Трудно найти человека, у которого нет хотя бы одного пломбированного зуба. Болезнь начинается с разрушения известковых солей зубной эмали, и тогда начинают свое гадкое дело болезнетворные микробы. Проникая сквозь ослабевшую броню зуба, они атакуют его более мягкую внутреннюю часть. Образуется "кариозная полость", и если посчастливится оказаться у зубного врача на этой стадии, можно отделаться сравнительно легко: кариозная полость будет очищена и заполнена пломбировочным материалом, а зуб останется живым. Но если вовремя не обратиться к врачу, кариозная полость доходит до пульпы - ткани, содержащей нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Начинается ее воспаление, и тогда врач, во избежание худшего, решает убить нерв. Подается команда: "мышьяк !", и на обнаженную инструментом пульпу кладут крупинку пасты величиной с булавочную головку. Мышьяковистая кислота , входящая в состав этой пасты, быстро диффундирует в пульпу (боль, которая при этом ощущается, не что иное, как "последний крик" умирающей пульпы), и через 24...48 часов все кончено - зуб мертв. Теперь врач может безболезненно удалить пульпу и наполнить пульповую камеру и корневые каналы антисептической пастой, а "дырку" запломбировать.

Суточная потребность в мышьяке

По разным данным суточная потребность в мышьяке невелика и составляет 50-100 мкг.

Поделиться: