Arsen i jego związki :)

Witajcie w Nowym Roku ! :)

Pierwszy post w roku 2017 zacznę od omówienia i przedstawienia ciekawych rzeczy na temat arsenu i jego związków.

Dlaczego akurat arsen?

Wiele osób za pewne słyszy w filmach , książkach a może i nawet wiadomościach o zatruciu arsenem, bądź otruciu arszenikiem. Ze względu na swoją ciekawą naturę i "powszechność" wybrałam właśnie arsen. :)

Arsen jest pierwiastkiem występującym w 15 grupie i w 4 okresie układu okresowego, dlatego też należy do grupy azotowców, które obejmują całą 15 grupę.

 

W ostatnim czasie występuje ogromne zainteresowanie arsenem i jego związkami, jednak nie ze względu na jego zastosowanie, ale w wyniku jego toksyczności.

Największym problemem jeśli chodzi o zagrożenie środowiska związkami arsenu jest jego zbyt wysokie stężenie w wodach naturalnych, które stosowane są do celów spożywczych przez ludzi. Źródła podają, że w wielu rejonach świata stężenie arsenu w wodach studziennych, które są podstawą do zaopatrzenia ludności, zawierają arsen, którego stężenie może wynosić nawet do kilku mg/dm3...Natomiast WHO (Światowa Organizacja Zdrowia) zaleca spożywanie wody o stężeniu arsenu nie przekraczającym 0,01 mg As/dm3.

Zaskakujące...

Zagrożenie skażeniem arsenem ma zarówno charakter naturalny jak i antropogeniczny ( spowodowane działaniem człowieka). Jakie są źródła arsenu w wodzie i środowisku?:

• procesy produkcyjne ( hutnictwo miedzi, niklu, cynku, ołowiu)
• spalanie paliw węglowych (energetyka, ciepłownictwo)
• stosowanie (w przeszłości, ale możliwe że i obecnie...) herbicydów, oprysków owoców, środkach insektobójczych (zawierających arsenian ołowiu), chwastobójczych (arsenian sodu bądź miedzi) oraz środków ochrony drewna.

Wymienione przyczyny są obecne na całym świecie. A jak to wygląda w Polsce? U nas budzi to coraz większe zainteresowanie, ze względu na rozwój i coraz większe stosowanie węgla kamiennego i brunatnego jako paliw energetycznych. Regionem, którego zagrożenie arsenem dotyczy najbardziej w  Polsce jest Dolny Śląsk, głównie obszar zagłębia miedziowego.

Jakie negatywne skutki niesie ze sobą zatrucie arsenem??

Wszystkie związki arsenu, w mniejszym bądź większym stopniu, posiadają właściwości protoplazmatyczne , co znaczy , że niszczą ściany komórkowe bakterii , a ponadto mają właściwości rakotwórcze.

Toksyczność arsenu zależy od formy w jakiej występuje i w jakiej może być przyswajany.

Ważny jest fakt, że nieorganiczne związki arsenu są dużo bardziej toksyczne niż związki organiczne a oprócz tego, nieorganiczne związki arsenu (III) są bardziej szkodliwe niż arsenu (V).

 

Toksyczność arsenu jest następująca ( od najbardziej toksycznego do najmniej) :

 

Natomiast dawki śmiertelne w mg/kg masy ciała zostały zestawione w tabelce, dla przykładowych związków arsenu :) :

Stężenie arsenem jest poważnym problemem dla wielu krajów, w tym głównie Bangladeszu oraz USA, Australii , Finlandii, Argentynie, Chile, Węgrzech, Meksyku, Peru oraz Tajlandii..

Ostre zatrucie arsenem powoduje zaburzenie ze strony układu nerwowego, ostre podrażnienia żołądkowo-jelitowe oraz obniżenie ciśnienia krwi. Natomiast osoby , które "regularnie" i stopniowo są skażane związkami arsenu, objawy mogą wystąpić po kilku latach w postaci nowotworów skóry, płuc , nerek, wątroby a nawet pęcherza moczowego.

Ciekawy jest fakt, że osoby które są w długim czasie narażane na zatrucie arsenem w małych ilościach mogą wykazać odporność na arsen. Pewien minimalny odsetek ludzi posiada właśnie taką wrodzoną odporność na pochodne arsenu.. :)

Pytanie, skąd możemy poznać zatrucie arsenem, skoro objawy mogą być mylone z wieloma innymi chorobami?

Arsen w organizmie człowieka można wykryć bez problemu. W roku 1836 został opracowany tak zwany test Marsha, który stosowanie przez wiele lat, obecnie natomiast stosowana jest analiza rentgenowska oraz spektrometria mas. Są to bardzo czułe metody , o których więcej powiem w przyszłości :) Bardzo "pomocny" jest fakt, że arsen długo występuje w tkankach organizmu, w tym głównie we włosach, dlatego też wykrycie arsenu i stwierdzenie czy dana osoba została otruta związkami arsenu, może mieć miejsce długo po śmierci ofiary.

 

Ciekawostka!

W takim sposób postąpiono z Napoleonem w celu stwierdzenia czy został on otruty jak sam twierdził.

Jak to się działo??

Napoleon zmarł na Wyspie Świętej Heleny, podejrzewał on , że został otruty i jak historia głosi mówił: "umieram zabity rękami mych wrogów". W tamtych czasach główną trucizną stosowaną był właśnie  arsen. Dzięki zachowaniu pukli włosów Napoleona dokonano badań pod kątem występowania arsenu we włosach. Prawdą jest w niektórych próbkach arsen został wykryty z dużą pewnością i w znacznym stężeniu. Ponadto sekcja zwłok wykazała, że w jego żołądku występował nowotwór..Jednak czy świadczy to o tym, że został on umyślnie otruty? Jest wiele wyjaśnień, a mianowicie: 

1. Wykryte wartości stężenia wynoszące do 11 ppm są zbliżone do stosowanie arsenu w celach leczniczych, np podczas leczenie w tamtych czasach znanym roztworem Fowlera,zawierającym arsen, stosowanym jako środek wzbudzający apetyt i przeciwgorączkowy. Środek ten był powszechny w tamtych latach, więc prawdopodobieństwo spożywania tego roztworu przez Napoleona jest znaczne.

2. Kolejnym wyjaśnieniem jest fakt, że tapeta i draperie budynku, w którym mieszkał Napoleon były zabarwione pigmentami, m.in. zielenią Scheel'a, która zawierała arsenian miedzi. W wilgotnych warunkach, w obecności pleśni, barwnik ten uwalnia lotny organiczny związek arsenu- metyloarsynę o silnie trującym działaniu.

Dlatego też wiele wskazuje na to, że Napoleon był zatruty arsenem i zawierał jego znaczne ilości w organizmie, jednak nie było to spowodowane otruciem jego przez osoby trzecie, lecz nieumyślne spożywanie arsenu w różnych postaciach.

Widzimy, że arsen jest związkiem bardzo powszechnym kiedyś jak i dziś. Jednak rozwój nauki i technologii pozwolił na uświadomienie ludzkości , że związki arsenu w mniejszym bądź większym stopniu są toksyczne. W obecnej chwili ważna jest analiza specjacyjna arsenu, tzn. oznaczanie różnych form tego pierwiastka w środowisku w celu kontrolowania jego stężenia w wodach, glebach, żywności. 

Jak widzimy skutki używania produktów zawierających arsen tj. pestycydy, środki ochrony drewna i inne mogą mieć długotrwałe działanie i negatywne skutki dla dalszych pokoleń..

A tak wyglądają przykładowe związki arsenu : :)

Arszenik ( tlenek arsenu (III) )

Arsen

Arsenian (III) sodu

 

 

 

 

Życzę miłego dnia i zapraszam do śledzenia kolejnych wpisów! :)