Химический элемент мышьяк, крысиный яд или лекарство. Мышьяк растение

Что такое мышьяк? Характеристика, свойства и применение

Мышьяк – химический элемент группы азота (группа 15 таблицы Менделеева). Это серое с металлическим блеском хрупкое вещество (α-мышьяк) с ромбоэдрической кристаллической решеткой. При нагревании до 600°C As сублимирует. При охлаждении паров возникает новая модификация — желтый мышьяк. Выше 270°C все формы As переходят в черный мышьяк.

История открытия

О том, что такое мышьяк, было известно задолго до признания его химическим элементом. В IV в. до н. э. Аристотель упоминал о веществе под названием «сандарак», которое, как теперь полагают, было реальгаром, или сульфидом мышьяка. А в I веке н. э. писатели Плиний старший и Педаний Диоскорид описывали аурипигмент – краситель As2S3. В XI в. н. э. различались три разновидности «мышьяка»: белый (As4O6), желтый (As2S3) и красный (As4S4). Сам элемент, вероятно, впервые был выделен в XIII веке Альбертом Великим, который отметил появление металлоподобного вещества, когда арсеникум, другое название As2S3, был нагрет с мылом. Но уверенности в том, что этот ученый-естествоиспытатель получил чистый мышьяк, нет. Первое подлинное свидетельство о выделении чистого химического элемента датировано 1649 годом. Немецкий фармацевт Иоганн Шредер приготовил мышьяк, нагревая его оксид в присутствии угля. Позже Никола Лемери, французский врач и химик, наблюдал образование этого химического элемента при нагревании смеси его оксида, мыла и поташа. К началу XVIII века мышьяк уже был известен и как уникальный полуметалл.

Распространенность

В земной коре концентрация мышьяка невелика и составляет 1,5 промилле. Он встречается в почве и минералах и может попасть в воздух, воду и грунт благодаря ветровой и водной эрозии. Кроме того, элемент поступает в атмосферу из других источников. В результате извержения вулканов в воздух выделяется около 3 тыс. т мышьяка в год, микроорганизмы образуют 20 тыс. т летучего метиларсина в год, а в результате сжигания ископаемого топлива за тот же период выделяется 80 тыс. т.

Несмотря на то что As - смертельный яд, он является важной составляющей питания некоторых животных и, возможно, человека, хотя необходимая доза не превышает 0,01 мг/сутки.

Мышьяк крайне трудно перевести в водорастворимое или летучее состояние. Тот факт, что он довольно мобилен, означает, что большие концентрации вещества в каком-то одном месте появиться не могут. С одной стороны, это хорошо, но с другой - легкость, с которой он распространяется, является причиной того, что загрязнение мышьяком становится все большей проблемой. Из-за деятельности человека, в основном за счет добычи и плавки, обычно немобильный химический элемент мигрирует, и сейчас его можно найти не только в местах его естественной концентрации.

Количество мышьяка в земной коре составляет около 5 г на тонну. В космосе его концентрация оценивается как 4 атома на миллион атомов кремния. Этот элемент широко распространен. Небольшое его количество присутствует в самородном состоянии. Как правило, образования мышьяка чистотой 90–98% встречаются вместе с такими металлами, как сурьма и серебро. Большая его часть, однако, входит в состав более чем 150 различных минералов – сульфидов, арсенидов, сульфоарсенидов и арсенитов. Арсенопирит FeAsS является одним из самых распространенных As-содержащих минералов. Другие распространенные соединения мышьяка – минералы реальгар As4S4, аурипигмент As2S3, леллингит FeAs2 и энаргит Cu3AsS4. Также часто встречается оксид мышьяка. Большая часть этого вещества является побочным продуктом выплавки медных, свинцовых, кобальтовых и золотых руд.

В природе существует только один стабильный изотоп мышьяка – 75As. Среди искусственных радиоактивных изотопов выделяется 76As c периодом полураспада 26,4 ч. Мышьяк-72, -74 и -76 используются в медицинской диагностике.

Промышленное производство и применение

Металлический мышьяк получают при нагреве арсенопирита до 650-700 °C без доступа воздуха. Если же арсенопирит и другие металлические руды нагревать с кислородом, то As легко вступает с ним в соединение, образуя легко возгоняемый As4O6, также известный как «белый мышьяк». Пары оксида собирают и конденсируют, и позже очищают повторной возгонкой. Большая часть As производится путем его восстановления углеродом из белого мышьяка, полученного таким образом.

Мировое потребление металлического мышьяка является относительно небольшим – всего несколько сотен тонн в год. Большая часть того, что потребляется, поступает из Швеции. Он используется в металлургии из-за его металлоидных свойств. Около 1% мышьяка применяется в производстве свинцовой дроби, так как он улучшает округлость расплавленной капли. Свойства подшипниковых сплавов на основе свинца улучшаются как по тепловым, так и по механическим характеристикам, когда они содержат около 3% мышьяка. Наличие малого количества этого химического элемента в свинцовых сплавах закаляет их для использования в аккумуляторных батареях и кабельной броне. Небольшие примеси мышьяка повышают коррозионную стойкость и тепловые свойства меди и латуни. В чистом виде химический элементарный As используется для нанесения бронзового покрытия и в пиротехнике. Высокоочищенный мышьяк находит применение в полупроводниковой технике, где он используется с кремнием и германием, а также в форме арсенида галлия (GaAs) в диодах, лазерах и транзисторах.

Соединения As

Так как валентность мышьяка равна 3 и 5, и он имеет ряд степеней окисления от -3 до +5, элемент может образовывать различные виды соединений. Наиболее важное коммерческое значение имеют его оксиды, основными формами которых являются As4O6 и As2O5. Мышьяковистый оксид, широко известный как белый мышьяк, – это побочный продукт обжига руд меди, свинца и некоторых других металлов, а также арсенопирита и сульфидных руд. Он является исходным материалом для большинства других соединений. Кроме того, он используется в пестицидах, служит обесцвечивающим веществом в производстве стекла и консервантом для кож. Пятиокись мышьяка образуется при воздействии окислителя (например, азотной кислоты) на белый мышьяк. Он является основным ингредиентом инсектицидов, гербицидов и клея для металла.

Арсин (Ash4), бесцветный ядовитый газ, состоящий из мышьяка и водорода, – это еще одно известное вещество. Вещество, называемое также мышьяковистым водородом, получают путем гидролиза металлических арсенидов и восстановления металлов из соединений мышьяка в растворах кислот. Он нашел применение как легирующая добавка в полупроводниках и боевой отравляющий газ. В сельском хозяйстве большое значение имеют мышьяковая кислота (h4AsO4), арсенат свинца (PbHAsO4) и арсената кальция [Са3(AsO4)2], которые используются для стерилизации почвы и борьбы с вредителями.

Мышьяк – химический элемент, образующий множество органических соединений. Какодин (СН3)2As−As(СН3)2, например, используется при подготовке широко используемого десиканта (осушающего средства) – какодиловой кислоты. Сложные органические соединения элемента применяются в лечении некоторых заболеваний, например, амебной дизентерии, вызванной микроорганизмами.

Физические свойства

Что такое мышьяк с точки зрения его физических свойств? В наиболее стабильном состоянии он представляет собой хрупкое твердое вещество стального серого цвета с низкой тепловой и электрической проводимостью. Хотя некоторые формы As являются металлоподобными, отнесение его к неметаллам – это более точная характеристика мышьяка. Есть и другие виды мышьяка, но они не очень хорошо изучены, особенно желтая метастабильная форма, состоящая из молекул As4, подобно белому фосфору Р4. Мышьяк возгоняется при температуре 613 °C, и в виде пара он существует как молекулы As4, которые не диссоциируют до температуры около 800 °C. Полная диссоциация на молекулы As2 происходит при 1700 °С.

Строение атома и способность образовывать связи

Электронная формула мышьяка - 1s22s22p63s23p63d104s24p3 - напоминает азот и фосфор в том, что во внешней оболочке есть пять электронов, но он отличается от них наличием 18 электронов в предпоследней оболочке вместо двух или восьми. Добавление 10 положительных зарядов в ядре во время заполнения пяти 3d-орбиталей часто вызывает общее уменьшение электронного облака и увеличение электроотрицательности элементов. Мышьяк в таблице Менделеева можно сравнить с другими группами, которые наглядно демонстрируют эту закономерность. Например, общепризнанно, что цинк является более электроотрицательным, чем магний, а галлий – чем алюминий. Однако в последующих группах эта разница уменьшается, и многие не согласны с тем, что германий электроотрицательнее кремния, несмотря на обилие химических доказательств. Подобный переход от 8- к 18-элементной оболочке от фосфора к мышьяку может увеличить электроотрицательность, но это остается спорным.

Сходство внешней оболочки As и P говорит о том, они могут образовывать 3 ковалентные связи на атом при наличии дополнительной несвязанной электронной пары. Степень окисления должна, следовательно, быть +3 или -3, в зависимости от относительной взаимной электроотрицательности. Строение мышьяка также говорит о возможности использования внешней d-орбитали для расширения октета, что позволяет элементу образовывать 5 связей. Она реализуется только при реакции с фтором. Наличие свободной электронной пары для образования комплексных соединений (через донорство электронов) в атоме As проявляется гораздо меньше, чем у фосфора и азота.

Мышьяк стабилен в сухом воздухе, но во влажном покрывается черным оксидом. Его пары легко сгорают, образуя As2O3. Что такое мышьяк в свободном состоянии? Он практически не подвержен воздействию воды, щелочей и неокисляющих кислот, но окисляется азотной кислотой до состояния +5. С мышьяком реагируют галогены, сера, а многие металлы образуют арсениды.

Аналитическая химия

Вещество мышьяк качественно можно обнаружить в виде желтого аурипигмента, выпадающего в осадок под действием 25% раствора соляной кислоты. Следы As, как правило, определяются путем его преобразования в арсин, который можно обнаружить с помощью теста Марша. Арсин термически разлагается, образуя черное зеркало из мышьяка внутри узкой трубки. По методу Гутцайта пробник, пропитанный хлоридом ртути, под действием арсина темнеет из-за выделения ртути.

Токсикологическая характеристика мышьяка

Токсичность элемента и его производных широко изменяется в значительных пределах, от чрезвычайно ядовитого арсина и его органических производных до просто As, который относительно инертен. О том, что такое мышьяк, говорит применение его органических соединений в качестве боевых отравляющих веществ (люизит), везиканта и дефолианта («Агент блю» на основе водной смеси 5% какодиловой кислоты 26% ее натриевой соли).

В целом производные данного химического элемента раздражают кожу и вызывают дерматит. Также рекомендуется защита от вдыхания мышьяк-содержащей пыли, но большая часть отравлений происходит при его употреблении внутрь. Предельно допустимая концентрация As в пыли за восьмичасовой рабочий день составляет 0,5 мг/м3. Для арсина доза снижается до 0,05 части на миллион. Помимо использования соединений данного химического элемента в качестве гербицидов и пестицидов, применение мышьяка в фармакологии позволило получить сальварсан – первый успешный препарат против сифилиса.

Воздействие на здоровье

Мышьяк является одним из наиболее токсичных элементов. Неорганические соединения данного химического вещества в естественных условиях встречаются в небольших количествах. Люди могут подвергаться воздействию мышьяка через пищу, воду и воздух. Экспозиция может также произойти при контакте кожи с зараженной почвой или водой.

Содержание мышьяка в продуктах питания довольно низкое. Однако его уровни в рыбе и морепродуктах могут быть очень высокими, так как они поглощают данный химический элемент из воды, в которой живут. Значительное количество неорганического мышьяка в рыбе может представлять опасность для здоровья человека.

Воздействию вещества также подвержены люди, которые с ним работают, живут в домах, построенных из обработанной им древесины, и на землях сельскохозяйственного назначения, где в прошлом применялись пестициды.

Неорганический мышьяк может вызывать различные последствия для здоровья человека, такие как раздражение желудка и кишечника, снижение производства красных и белых клеток крови, изменение кожи и раздражение легких. Предполагается, что поглощение значительного количества этого вещества может увеличить шансы развития рака, особенно рака кожи, легких, печени и лимфатической системы.

Очень высокие концентрации неорганического мышьяка являются причиной бесплодия и выкидышей у женщин, дерматитов, снижения сопротивляемости организма инфекциям, проблем с сердцем и повреждений мозга. Кроме того, этот химический элемент способен повредить ДНК.

Смертельная доза белого мышьяка равна 100 мг.

Органические соединения элемента ни рака, ни повреждений генетического кода не вызывают, но высокие дозы могут нанести вред здоровью человека, например вызвать нервные расстройства или боли в животе.

Свойства As

Основные химико-физические свойства мышьяка следующие:

• Атомное число – 33.
• Атомный вес – 74,9216.
• Температура плавления серой формы – 814 °C при давлении 36 атмосфер.
• Плотность серой формы – 5,73 г/см3при 14 °C.
• Плотность желтой формы – 2,03 г/см3 при 18 °C.
• Электронная формула мышьяка – 1s22s22p63s23p63d104s24p3.
• Состояния окисления – -3, +3, +5.
• Валентность мышьяка – 3, 5.

fb.ru

Ящик пандоры – Продукты, содержащие мышьяк

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.

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. Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксичным элементам. 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.

 Небольшие добавки Мышьяка (0,2-1,0% по массе) вводят в свинец, служащий для производства ружейной дроби (Мышьяк повышает поверхностное натяжение расплавленного свинца, благодаря чему дробь получает форму, близкую к сферической; Мышьяк несколько увеличивает твердость свинца). Как частичный заменитель сурьмы Мышьяк входит в состав некоторых баббитов и типографских сплавов.

Чистый Мышьяк не ядовит, но все его соединения, растворимые в воде или могущие перейти в раствор под действием желудочного сока, чрезвычайно ядовиты; особенно опасен мышьяковистый водород. Из применяемых на производстве соединений Мышьяка наиболее токсичен мышьяковистый ангидрид. Примесь Мышьяка содержат почти все сульфидные руды цветных металлов, а также железный (серный) колчедан. Поэтому при их окислительном обжиге, наряду с сернистым ангидридом SO2, всегда образуется As2O3; большая часть его конденсируется в дымовых каналах, но при отсутствии или малой эффективности очистных сооружений отходящие газы рудообжигательных печей увлекают заметные количества As2O3. Чистый Мышьяк, хотя и не ядовит, но при хранении на воздухе всегда покрывается налетом ядовитого As2O3. При отсутствии должной вентиляции крайне опасно травление металлов (железа, цинка) техническими серной или соляной кислотами, содержащими примесь Мышьяка, так как при этом образуется мышьяковистый водород.

 В качестве микроэлемента Мышьяк повсеместно распространен в живой природе. Среднее содержание Мышьяка в почвах 4·10-4%, в золе растений – 3·10-5%. Содержание Мышьяка в морских организмах выше, чем в наземных (в рыбах 0,6-4,7 мг в 1 кг сырого вещества, накапливается в печени). Среднее содержание Мышьяка в теле человека 0,08-0,2 мг/кг. В крови Мышьяк концентрируется в эритроцитах, где он связывается с молекулой гемоглобина (причем в глобиновой фракции содержится его вдвое больше, чем в геме). Наибольшее количество его (на 1 г ткани) обнаруживается в почках и печени. Много Мышьяка содержится в легких и селезенке, коже и волосах; сравнительно мало – в спинномозговой жидкости, головном мозге (главном образом гипофизе), половых железах и других. В тканях Мышьяк находится в основной белковой фракции, значительно меньше – в кислоторастворимой и лишь незначительная часть его обнаруживается в липидной фракции. Мышьяк участвует в окислительно-восстановительных реакциях: окислительном распаде сложных углеводов, брожении, гликолизе и т. п. Соединения Мышьяка применяют в биохимии как специфические ингибиторы ферментов для изучения реакций обмена веществ.

Мышьяк имеет высокое сродство к кератину, поэтому его содержание в волосах и ногтях выше, чем в других тканях. Скорость роста волос, в среднем, 0,5 см/месяц. Образцы волос, срезанные у корней на затылке, позволяют судить о недавнем воздействии. Содержание в волосах мышьяка выше 1 мкг/г сухого веса указывает на наличие активной экспозиции к мышьяку.

Меланин ускоренно образуется в нашем организме под действием ультрафиолетовых лучей, витамина С, соединений серебра, мышьяка и висмута. Для того, чтобы добиться быстрого загара, рекомендуется употреблять в пищу морковь, в которой содержится много мышьяка, усиливающего образование пигмента меланина.

pandoraopen.ru

Мышьяк. Источники мышьяка. Отравление мышьяком. Женский сайт www.InMoment.ru

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.

Фото: мышьяк

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.

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

Источники мышьяка

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.

Фото: мышьяк

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. Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксичным элементам. 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.

Отравление мышьяком. Мышьяк в организме человека

Мышьяк и все его соединения ядовиты. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Сходство симптомов отравления мышьяком с симптомами холеры длительное время позволяло успешно использовать соединения мышьяка (чаще всего, триоксид мышьяка) в качестве смертельного яда.

На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.

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 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.

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский сайт www.inmoment.ru обязательна!

Теги: мышьяк, источники мышьяка, отравление мышьяком

www.inmoment.ru

значение для организма крысиного яда и предостережения

Вокруг этого элемента, который исторически известен как сильный яд и одновременно  лекарственное средство, всегда много тайн и загадок. Не случайно, мышьяк вызывал любопытство  не только у знахарей и целителей, но был интересен и ученым.

Ходят слухи, что в средние века, когда холера косила людей городами, многие из них умерли вовсе не от этой болезни, а от передозировки мышьяком, который в качестве лекарства местные целители назначали людям. Симптомы, описанные очевидцами того времени, очень схожи с симптомами при отравлении этим ядом.

Вещество, без которого организм не может обойтись и в то же время, оно очень опасно для здоровья. Ведь всего 60 мг этого яда лишают человека жизни, а в мизерных дозах он обладает рядом полезных свойств.

Что это такое? Описание элемента и его физических свойств  

Элемент  таблицы Менделеева имеет официальное название  (Arsenicum) или арсеник, что означает желтый аурипигмент, а русское название, скорее всего связано с тем, что его соединения применяются для уничтожения мышей и грызунов. В таблице Менделеева химический элемент располагается под порядковым номером 33 и обозначается  - As.

Мышьяк условно относят к химическим элементам группы полуметаллов, но многие ученые считают, что это все же скорее неметалл. Одной из особенностей, отличающих данный элемент от подобных ему – чрезвычайная плотность, что существенно влияет на физические и химические свойства. Его атом имеет 3 холостых электрона и валентность 3, что определяет химические свойства.

Полуметаллу свойственен стальной цвет, с зеленоватым отливом, но он может быть и желтоватым, некоторые разновидности бывают черными, правда в чистом виде он  встречается редко, являясь сопутствующим компонентом в свинцовых, медных или серебряных рудах.

Наибольшие месторождения, на которых добывают этот элемент, расположены в Грузии, Средней Азии, Казахстане, Великобритании, США, Канаде и других странах Европы и Азии, в некоторых регионах России.

Несмотря на высокий уровень токсичности, арсеник обладает многими важными качествами, используемыми как в медицине, так и в промышленности. В чистом виде As применяется в процессе синтеза полупроводников. Еще один важный метод использования, при изготовлении красок: в создании краски как для живописи, так и для кожевенного производства применяют сульфиды этого вещества. В химической промышленности используется мышьяковая кислота, образуемая в результате окисления исходного материала.

Интересные исторические данные   

В 19 столетии с Штатах и некоторых странах Европы прокатился слух о чудотворном косметическом лекарстве под названием Арсеник, все дамы были уверены, что оно придает коже бледность благородную, а глазам живой блеск.

Дозировки приема лекарства были строго регламентированы, начинались с маленьких доз и постепенно повышались...

А еще описаны моменты использования этого вещества, как средство для похудения. Его мизерными дозами добавляли в таблетки для снижения веса. К чему это приводило в итоге, история умалчивает.

В интернете мне попалось фото вырезки из газеты Нью-Йорка, в которой дается рецепт вкусных вафель с мышьяком.

Роль мышьяка для организма человека   

Вместе с такими качествами, делающими этот минерал необходимым в промышленности, он является очень токсичным ядом, при этом в микродозах полезным и иногда даже необходимым для здоровья.

Фактически элемент As ядовит для человека только условно, действие зависит от дозировки. А в минимальных дозах он даже необходим для нормального функционирования человеческого организма.

Так, в сутки человек должен получать 12 – 15 мкг арсеника, поступающего преимущественно с пищей и водой и всасывающегося в желудке и кишечнике. Для нормального функционирования, он должен присутствовать в организме количестве 15 мг.

Соединения вещества имеют свойство быстрого всасывания в кровь, когда они попадают в организм с продуктами питания. Но помимо этого, до 9% человек получает элемент при дыхании и около 1% через кожу.

С током крови элемент попадает в печень, где происходит процесс образования метильных групп (метилирование) с присоединением 3 атомов водорода и атома углерода к другой молекуле.

Накопление элемента происходит не только в печени, но и легких, кишечнике тонком и коже. Уже через 24 часа часть соединений, до 30% выводится с мочой и до 4% с калом. Оставшаяся часть выводится более длительно и через кожу и через кишечник, с выпадающими волосами, отшелушивающимися частичками кожи.

Более опасен для здоровья человека неорганическая форма химического элемента, которая и желудок раздражает и состав крови изменяет, влияет за здоровье легких и кожи. Большие его количества могут спровоцировать развитие рака, вызвать бесплодие у женщин и выкидыш. А кроме этого эта форма может повредить ДНК.

Органическая форма соединений мышьяка менее опасна для здоровья, она не вызывает образование злокачественных клеток и не изменяет ДНК, но может вызвать боли в желудке,кишечнике и расстройства нервной системы.

Главной биологической функцией арсеникума в организме человека является:

• Регуляция фосфорного и азотного обмена, содействие в сохранении фосфора в организме и его усвоение. Его роль сравнивают с ролью витамина D, без которого усвоение кальция в организме невозможно.
• Без его присутствия не проходят окислительные реакции в энергетических станциях клеток — митохондриях.
• Соединения арсеника активизируют процесс кроветворения и улучшают метаболические процессы в клетках.
• Частично стимулирует рост и развитие ткани костной системы, если его недостаточно в организме, то это отражается на росте детей и их развитии и ведет к резкому снижению концентрации жиров.

Из предполагаемых, но пока не доказанных особенностей As, ученые отмечают его способность улучшать ферментативные реакции в организме, заменяя фосфор, отдельные  соединения мышьяка способны снижать активность раковых клеток.

Элемент входит в состав известного многим природного минерально-органического вещества мумие, используемого в терапевтических целях.

На последней стадии лечения сонной болезни, до сих пор применяют мышьяк. А мышьяково-минеральные воды применяют для лечения некоторых заболеваний ЖКТ и малокровия.

Важное свойство арсеника: аурипигмент может выступать противоядием. Являясь по своим свойствам антагонистом селена, фосфора и серы, он способен нейтрализовать отравление одним из перечисленных веществ.

Источники поступления химического элемента в организм   

Подобно другим химическим элементам полуметалл попадает в организм преимущественно через питьевую воду и продукты питания. В развитых странах содержание этого элемента в воде соответствует норме, в бедных государствах существует проблема недостаточного контроля состава воды, вследствие чего, местные жители массово становятся жертвами последствий отравления.

Наиболее богатые мышьяком продукты – виноградное вино и соки, рыба и морепродукты, немало его в рисе, зерновых культурах и хлебе, чечевице, а также некоторых овощах (прежде всего моркови), ягодах, растениях.

Так лечебное комнатное растение денежное дерево или толстянка содержит в своем составе этот химический элемент. Читайте более подробно, пройдя по ссылке.

Часть соединений попадает в организм с медицинскими препаратами, фруктами и овощами, содержащими гербициды и пестициды.

Признаки нехватки мышьяка в организме и признаки избытка   

Содержание любого химического элемента в организме живого существа должно подчиняться существующим нормам. При дефиците или избытке, могут развиваться патологии разного уровня сложности. Это правило касается и данного элемента. А поскольку он очень токсичен, важно знать нормы, касающиеся его содержания в организме, и симптомы, сигнализирующие о наличии дисбаланса.

Дефицит: причины и последствия    

Вопрос нехватки элемента As в организме человека изучался недостаточно активно, предполагается, что при поступлении химического вещества в дозировке 1 мкг/день и менее развивается дефицит.

При недостатке элемента в организме изменяются показатели состава крови (уменьшается число триглециридов в крови и сыворотке), развивается заболевание анемия и дерматит.

У животных дефицит этого элемента вызывает выкидыш а детеныши при его недостатке плохо растут.

Чем грозит избыток    

Один из важнейших аспектов негативного действия As  на здоровье человека — снижение  усвоения цинка, селена, отдельных витаминов и аминокислот. В минимальном количестве это свойство не опасно, но накапливаясь в организме, этот элемент может стать причиной серьезных сбоев в состоянии здоровья.

Ученые полагают, что допустимой нормой поступления в организм соединений As, может быть 50-100 мкг/день, а порог токсичности, приводящий к появлению признаков отравления, равен 20 мг.

Причин избытка арсеникума в организме может быть несколько:

• отравление пестицидами или инсектицидами, в состав которых входит большая доза этого вещества;
• работа на производственном предприятии, предполагающая контакт с ядовитыми веществами. К таким видам деятельности можно отнести изготовление пестицидов, производство различных сплавов и другие;
• курение, чрезмерное употребление спиртных напитков, прежде всего вина;
• сбои в процессе регуляции обмена мышьяка и других веществ в организме.

Считается, что постоянная передозировка аурипигментом, являющегося сильным канцерогеном, может привести к развитию онкологии.

Симптомы отравления    

Определить острую форму отравления мышьяком по внешним признакам несложно. К наиболее явным симптомам причисляют:

• наличие во рту металлического привкуса,
• при этом часто болит живот,
• наблюдаются рвота и диарея.

В самых тяжелых случаях доходит до: острой почечной и печеночной недостаточности и даже паралича с летальным исходом. Если отравление носит хронический характер, симптомы включают:

• частые головные боли,
• поражения сосудов и дыхательной системы,
• аллергические кожные реакции,
• постоянную усталость и раздражительность.

Последствия отравления мышьяком носят печальный характер, это могут быть признаки:

1. поражения легких и почек, жирового гепатоза,
2. снижения у детей остроты слуха, появление язв на коже,
3. развитие психозов и нарушения координации движения,
4. нарушения трофики мышц, развитие эндемического зоба,
5. проявления заболеваний нервной системы (энцефалопатии, судорог, нарушений речи),
6. развитие полиневрита и иммунодефицита,
7. поражения ЖКТ и костного мозга,
8. развитие онкологических заболеваий крови, кожи, глаз

Как оказать первую помощь при отравлении   

Попасть в организм ядовитое вещество может несколькими путями:

• через рот при употреблении внутрь;
• при вдыхании паров этого вещества;
• через кожные поры.

Попадая внутрь, арсеникум посредством движения крови перемещается во внутренние органы – печень, сердце, легкие и селезенку, поражая органы пищеварения и нервную систему. В большом количестве поступая в клетки, он угнетает их работу, в том числе препятствуя осуществлению важнейших биохимических процессов и нарушая клеточное дыхание. При дозировке от 0,05 г это вещество может стать смертельно опасным.

Если у пострадавшего проявляются характерные симптомы отравления, нужно предпринять комплекс мер по оказанию первой помощи:

1. Вызвать скорую помощь;
2. Если потерпевший потерял сознание – перевернуть его на бок, а при остановке дыхания- провести реанимационные действия;
3. Если пострадавший находится в сознании, провести очистку организма от токсина. Для этого делают промывание желудка, добавляя на литр воды 2 ложки соли. Если это токсичное вещество попало на кожу, его удаляют с ее поверхности при помощи большого количества воды с мылом и мочалки;
4. Устранение последствий интоксикации и предотвращение обезвоживания – пострадавшему дают частое необильное питье. Иногда рекомендуют принимать активированный уголь, но для нейтрализации яда он достаточно слаб.

В зависимости от состояния пострадавшего он будет подлежать госпитализации (в тяжелых случаях) или может проходить лечение дома, когда доза токсина незначительна и опасности для жизни нет.

Терапевтические мероприятия при отравлении, их интенсивность и характер будут зависеть в первую очередь от степени поражения токсином. Если имело место отравление ядовитыми парами, применяют ингаляции.

Для очистки крови от токсичных компонентов проводят инфузионную терапию, если развивается почечная недостаточность – осуществляют соответствующие лечебные действия, а при поражении сердечно-сосудистой системы применяют специальную поддерживающую терапию.

В условиях медицинского стационара для устранения действия токсичного действия As прибегают к его наиболее эффективному антидоту «Унитиолу», который вводят внутривенным или внутримышечным способом.

Применение в медицине   

Мощное действие этого полуметалла давно оценили медики, и в течение многих столетий его применяли для анестезии, а также в стоматологических целях. Главными действиями этого вещества, издавна ценившимися в медицине, можно считать прижигающее, раздражающее и некротирующее влияние. Последняя особенность и сегодня частично применяется в сфере стоматологии.

Ввиду сильной токсичности этого вещества с развитием новых технологий в медицине, его стали применять значительно реже, но в некоторых сферах он до сих пор используется. К таким направлениям относятся стоматология и онкология.

Мышьяк для лечения зубов   

Стоматология – одна из немногих сфер, в которой до сих пор применяется это вещество. Правда, сегодня для лечения зубов применяют не собственно сам мышьяк, а особое соединение, называемое мышьяковистым ангидридом.

Используется оно не в чистом виде, а в составе специальной пасты, назначение которой – девитализация зубной пульпы. Простыми словами,  он убивает нерв, что требуется в случае поражения твердых частей зубов кариесом, сопровождаемого обычно сильной болью.

Такое действие обеспечивается благодаря наличию в составе этого элемента протоплазматического яда, который, вступая в реакцию с сульфгидридными группами, способствует блокировке ферментных систем. Следствием такого влияния будет гипоксия клеток и их последующая гибель, что собственно и требуется от действия пасты с мышьяковым ангидридом в своем составе.

Многие пациенты интересуются, насколько безопасно применение мышьяковистых паст в лечении зубов и можно ли подобрать столь же эффективные и менее токсичные аналоги.

В этом аспекте специалисты утверждают, что подобные пасты могут тем или иным способом навредить, только если не соблюдать технологию проведения процедуры или нарушить правила и сроки применения этого средства.

Противопоказания. Существуют и некоторые противопоказания к лечению зубов мышьяковистой пастой. Они относятся прежде всего к пациентам со склонностью к аллергии, детям до 1,5 – 2 лет, тем, кто страдает заболеваниями мочеполовой системы, повышенным внутриглазным давлением.

Противопоказан данный метод лечения и при наличии не полностью сформированных или рассасывающихся корней или в случае с образованием сквозных отверстий в корне, а также при некоторых прочих противопоказаний.

Что касается отравления, которого опасаются многие пациенты стоматологических клиник, такое последствие возможно только в том случае, если врач существенно превысил дозировку или срок действия препарата. Поэтому врач дает точные указания, сколько держать мышьяк в зубе.

Еще одна группа риска – больные, после закладки пасты, употребляющие спиртные напитки. Алкоголь способен усиливать действие мышьяковых соединений, тем самым увеличивая их токсичность. В иных случаях отравление в результате использования пасты маловероятно.

Мышьяк в борьбе с лейкозом   

Способность арсеникума прекращать жизнеспособность клеток полезна и в лечении онкологических заболеваний, прежде всего лейкоза. Это заболевание, называемое  лейкемией или белокровием, относится к патологиям крови.

Основная суть лейкоза в образовании опухоли в результате множественной репликации незрелых клеток костного мозга. Если нет должного и своевременного лечения, происходит разрастание опухолевой ткани, затем начинается возникновение и рост метастаз в основных органах и системах органов.

Элемент As эффективно подавляет чрезмерное образование лейкоцитов, способствует более активному образованию красных кровяных телец, чем оказывает дополнительный терапевтический эффект.

При лечении лейкоза следует учитывать степень заболевания – максимально эффективны средства на основе арсеникума в первичной стадии, сразу после того как поставили диагноз, пока не начинается значительное увеличение лимфоузлов и селезенки. Если болезнь достигла более серьезного уровня, эффективность резко снижается.

Считается, что мышьяк — эссенциальный, иммутоксичный яд, которому свойственно не только наносить вред здоровью, но без которого организм обойтись тоже не может.

Изучая вопрос химических и терапевтических свойств арсеникума, особенности его использования в медицине и других сферах, следует учитывать, что эффект влияния  полуметалла на здоровье, зависит от методов применения, дозировки и индивидуальных особенностей человека.

Будьте здоровы, уважаемые читатели!

monamo.ru

Лекарственные травы. Рецепты. Статьи. Рекомендации.

Для чего нужен минерал:Мышьяк и все его соединения ядовиты. Работают с мышьяком в герметичных боксах, используя защитную спецодежду.Используется при гомеопатическом лечении некоторых проблем с пищеварением, к которым, в частности, относятся жгучая боль и симптомы обезвоживания.

Взаимодействие:

С лекарствами, витаминами и минералами:

Взаимодействуя с витамином С возводится защита (в какой-то степени) против мышьячной интоксикации.Взаимодействуя с димеркапролом снижается мышьячная интоксикация, в особенности, в первые 24 часа после поражения мышьяком.

С другими веществами:Не отмечено.

Последствия дефицита:Достоверные симптомы не выявлены.

Режим дозирования:Большинство людей получают достаточное количество мышьяка из питания.Токсичность проявляется при приеме доз больше 250 мкг в день. Обычно в дневном рационе питания содержится около 140 мкг.

Противопоказания и меры предосторожности:Люди в возрасте старше 55 лет подвержены большей опастности наличия в организме избыточных количеств мышьяка, что объясняется угасающей функцией почек и печени.Не принимайте, если вы беременны и в период кормления.

Передозировка/токсичность:На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.В случае накапливания в организме токсичных количеств мышьяка возможны кома и летальный исход.Токсическому воздействию более всего подвержены легкие, кожа, почки и печень.Многие виды рака связываются с воздействием на организм мышьяка.

Симптомы побочных действий и передозировки:

Хроническими симптомами являются:- головная боль.- конвульсии.- спутанность сознания.- сонливость.- изменение цвета ногтей.К острым симптомам относится:- рвота.- диарея.- кровь в моче.- мышечные спазма.- усталость, слабость.- выпадение волос.- дерматиты.

Помощь и противоядия при отравлении мышьяком:

промывание желудка, приём молока и творога.

Источники:Крахмалосодержащие овощи, мясо разное, рыба, хлебные злаки, хлебобулочные изделия.

www.vashtravnik.com

Мышьяк - это... Что такое Мышьяк?

Зеленоватый полуметалл

Мышьяк / Arsenicum (As), 33

74,92159 а. е. м. (г/моль)

[Ar] 3d10 4s2 4p3

139 пм

120 пм

(+5e)46 (-3e)222 пм

2,18 [1] (шкала Полинга)

0

5, 3, −3

946,2(9,81) кДж/моль (эВ)

5,73 (серый мышьяк) г/см³

876 K

1090 К (817°C), 3700 кПа

32,4 кДж/моль

25,05[2] Дж/(K·моль)

13,1 см³/моль

ромбоэдрическая

a=4,132; α=54,13 Å

2,805

285 K

(300 K) (50,2) Вт/(м·К)

Мышья́к — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) четвёртого периода периодической системы; имеет атомный номер 33, обозначается символом As. Простое вещество представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета. CAS-номер: 7440-38-2.

История

Происхождение названия

Название мышьяка в русском языке связывают с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Греческое название ἀρσενικόν происходит от персидского زرنيخ (zarnik) — «жёлтый аурипигмент». Народная этимология возводит к др.-греч. ἀρσενικός — мужской[3].

В 1789 году А. Л. Лавуазье выделил металлический мышьяк из триоксида мышьяка («белого мышьяка»), обосновал, что это самостоятельное простое вещество, и присвоил элементу название «арсеникум».

Нахождение в природе

Мышьяк — рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10−4% по массе. В морской воде 0,003 мг/л[4]. Это вещество может встречаться в самородном состоянии, имеет вид металлически блестящих серых скорлупок или плотных масс, состоящих из маленьких зернышек. Известно около 200 мышьяксодержащих минералов. В небольших концентрациях часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах. Довольно часто встречаются два природных соединения мышьяка с серой: оранжево-красный прозрачный реальгар AsS и лимонно-жёлтый аурипигмент As2S3. Минерал, имеющий промышленное значение — арсенопирит (мышьяковый колчедан) FeAsS или FeS2•FeAs2 (46 % As), также добывают мышьяковистый колчедан — лёллингит (FeAs2) (72,8 % As), скородит FeAsO4 (27 — 36% As). Большая часть мышьяка добывается попутно при переработке мышьяксодержащих золотых, свинцово-цинковых, медноколчеданных и других руд.

Месторождения

Главный промышленный минерал мышьяка — арсенопирит FeAsS. Крупные медно-мышьяковые месторождения есть в Грузии, Средней Азии и Казахстане, в США, Швеции, Норвегии и Японии, мышьяково-кобальтовые — в Канаде, мышьяково-оловянные — в Боливии и Англии. Кроме того, известны золото-мышьяковые месторождения в США и Франции. Россия располагает многочисленными месторождениями мышьяка в Якутии, на Урале, в Сибири, Забайкалье и на Чукотке[5].

Получение

Открытие способа получения металлического мышьяка (серого мышьяка) приписывают средневековому алхимику Альберту Великому, жившему в XIII в. Однако гораздо ранее греческие и арабские алхимики умели получать мышьяк в свободном виде, нагревая «белый мышьяк» (триоксид мышьяка) с различными органическими веществами.

Существует множество способов получения мышьяка: сублимацией природного мышьяка, способом термического разложения мышьякового колчедана, восстановлением мышьяковистого ангидрида и др.

В настоящее время для получения металлического мышьяка чаще всего нагревают арсенопирит в муфельных печах без доступа воздуха. При этом освобождается мышьяк, пары которого конденсируются и превращаются в твердый мышьяк в железных трубках, идущих от печей, и в особых керамических приёмниках. Остаток в печах потом нагревают при доступе воздуха, и тогда мышьяк превращается в As2O3. Металлический мышьяк получается в довольно незначительных количествах, и главная часть мышьякосодержащих руд перерабатывается в белый мышьяк, то есть в триоксид мышьяка — мышьяковистый ангидрид As2О3.

Применение

Мышьяк используется для легирования сплавов свинца, идущих на приготовление дроби, так как при отливке дроби башенным способом капли сплава мышьяка со свинцом приобретают строго сферическую форму, и кроме того, прочность и твёрдость свинца возрастают.

Мышьяк особой чистоты (99,9999 %) используется для синтеза ряда ценных и важных полупроводниковых материалов — арсенидов и сложных алмазоподобных полупроводников.

Сульфидные соединения мышьяка — аурипигмент и реальгар — используются в живописи в качестве красок и в кожевенной отрасли промышленности в качестве средств для удаления волос с кожи.

В пиротехнике реальгар употребляется для получения «греческого», или «индийского», огня, возникающего при горении смеси реальгара с серой и селитрой (ярко-белое пламя).

Многие из мышьяковых соединений в очень малых дозах применяются в качестве лекарств для борьбы с малокровием и рядом тяжелых заболеваний, так как оказывают клинически значимое стимулирующее влияние на ряд функций организма, в частности, на кроветворение. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в зубоврачебной практике в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Этот препарат называли «мышьяк» и применялся в стоматологии для девитализации пульпы зуба (см. пульпит). В настоящее время препараты мышьяка применяются в зубоврачебной практике редко из-за токсичности. Разработаны и применяются другие методы безболезненной денервации зуба под местной анестезией.

Биологическая роль и физиологическое действие

Мышьяк и все его соединения ядовиты. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Сходство симптомов отравления мышьяком с симптомами холеры длительное время позволяло маскировать использование соединений мышьяка (чаще всего, триоксида мышьяка) в качестве смертельного яда. Во Франции порошок триоксида мышьяка за высокую «эффективность» получил обиходное название «наследственный порошок» (фр. poudre de succession). Существует предположение, что соединениями мышьяка был отравлен Наполеон на острове Святой Елены. В 1832 году появилась надёжная качественная реакция на мышьяк — проба Марша, значительно повысившая эффективность диагностирования отравлений.

На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.

Помощь и противоядия при отравлении мышьяком: приём водных растворов тиосульфата натрия Na2S2O3, промывание желудка, приём молока и творога; специфическое противоядие — унитиол. ПДК в воздухе для мышьяка 0,5мг/м³.

Работают с мышьяком в герметичных боксах, используя защитную спецодежду. Из-за высокой токсичности соединения мышьяка использовались как отравляющие вещества в Первую мировую войну.

В западных странах мышьяк был известен преимущественно как сильный яд, в то же время в традиционной китайской медицине он почти на протяжении двух тысяч лет использовался для лечения сифилиса и псориаза. Теперь медики доказали, что мышьяк оказывает положительный эффект и в борьбе с лейкемией. Китайские ученые обнаружили, что мышьяк атакует белки, которые отвечают за рост раковых клеток.

Мышьяк в малых дозах канцерогенен, его использование в качестве лекарства, «улучшающего кровь» (так называемый «белый мышьяк», например «Таблетки Бло с мышьяком», и др.) продолжалось до середины 1950-х гг., и внесло свой весомый вклад в развитие онкологических заболеваний.

Недавно широкую огласку получила техногенная экологическая катастрофа на юге Индии — из-за чрезмерного отбора воды из водоносных горизонтов мышьяк стал поступать в питьевую воду. Это вызвало токсическое и онкологическое поражение у десятков тысяч людей.

Считалось, что «микродозы мышьяка, вводимые с осторожностью в растущий организм, способствуют росту костей человека и животных в длину и толщину, в отдельных случаях рост костей может быть вызван микродозами мышьяка в период окончания роста»[6].

Считалось также, что «При длительном потреблении небольших доз мышьяка у организма вырабатывается иммунитет: Этот факт установлен как для людей, так и для животных. Известны случаи, когда привычные потребители мышьяка принимали сразу дозы, в несколько раз превышающие смертельную, и оставались здоровыми. Опыты на животных показали своеобразие этой привычки. Оказалось, что животное, привыкшее к мышьяку при его употреблении, быстро погибает, если значительно меньшая доза вводится в кровь или под кожу.» Однако такое «привыкание» носит очень ограниченный характер, в отношении т. н. «острой токсичности», и не защищает от новообразований. Тем не менее, в настоящее время исследуется влияние микродоз мышьяксодержащих препаратов в качестве противоракового средства.

Возможно, в некоторых живых организмах мышьяк является необходимым элементом, занимая место фосфора в биохимических реакциях[7][8][9]. В 2010 году сообщалось об открытии бактерии GFAJ-1, в состав ДНК которой вместо фосфора входит мышьяк, в калифорнийском озере Моно [10][11][12]. Достоверность этого открытия оспаривается[13].

Соли мышьяка применялись в прошлом в ветеринарии, в качестве противогельминтозного средства[источник не указан 32 дня].

Загрязнения мышьяком

На территории Российской Федерации в г. Скопин Рязанской области вследствие многолетней работы местного металлургического комбината СМК «Металлург» в могильниках предприятия было захоронено около полутора тысяч тонн пылеобразных отходов с высоким содержанием мышьяка. С учётом того, что пяти миллиграммов мышьяка достаточно, чтобы отравить человека, в могильниках находится более 200 миллиардов смертельных доз мышьяка[14].

Известно также о загрязнении отходами военного производства, содержащими мышьяк, в городе Свирск на берегу Братского водохранилища[15][16].

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

МЫШЬЯК И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА | Энциклопедия Кругосвет

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) Ash4, 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.

В 1834 немецкий физик Роберт Бунзен, который шесть лет работал с очень ядовитым производным какодила и в результате чуть не умер от отравления, обнаружил, что антидотом при отравлении мышьяком может служить свежеосажденный гидроксид железа. В настоящее время средством при остром отравлении мышьяком служит промывание желудка и немедленное введение веществ, содержащих тиольные группы, которые конкурируют с аминокислотами в ферментах и «перехватывают» ионы мышьяка. Среди таких веществ – унитиол SH–Ch3–CH(SH)–Ch3–SO3Na и дитиоглицерин SH–Ch3–CH(SH)–Ch3–OH, известный как БАЛ («британский антилюизит»). Эти соединения образуют с мышьяком более прочные комплексы, чем ферменты и таким образом высвобождают последние из «мышьякового плена».

Не следует думать, что мышьяком травились лишь те, у кого были тайные или явные враги. В прошлом опасность подстерегала людей со стороны внешне безобидных мышьяковистых красок, таких как королевская желтая (измельченный минерал аурипигмент, As2S3), браунгшвейгская зелень (смесь CuSO4, As2O3 и K2CO3), зелень Шееле (кислая медная соль мышьяковой кислоты). Ими красили стены, обои, легкие ткани для бальных платьев, искусственные цветы и даже детские игрушки. К тому же в сырых помещениях плесневый гриб Penicillum brevicaule перерабатывал мышьяковистые краски в ядовитый газ с чесночным запахом – триметиларсин. Конечно, такое применение мышьяковых соединений давно запрещено (в России – с 1867). В настоящее время опасности подвергаются рабочие некоторых металлургических предприятий, вдыхающие мышьяковую пыль, сельскохозяйственные рабочие, имеющие дело с мышьяковыми инсектицидами. Немытые фрукты и овощи, обработанные такими пестицидами, также могут вызвать отравление. Токсичность различных соединений мышьяка снижается в ряду: арсины > арсениты > арсенаты > металлический мышьяк.

Устойчивость к мышьяку индивидуальна и может достигать поразительного уровня. Так, с середины 19 в. крестьяне из австрийской провинции Штирия в течение нескольких поколений принимали мышьяк в небольших дозах «для улучшения цвета лица, повышения аппетита, облегчения дыхания и профилактики болезней». Снадобья с мышьяком они доставали через коробейников, которые покупали их у рабочих стекольных заводов в венгерской части империи. Как выяснилось, это были оксид мышьяка, его сульфид или порошок чистого мышьяка. Начинали эти удивительные «арсенофаги» с ежедневного приема одного грана (32 мг), постепенно повышая затем дозу. Сообщалось, что один крестьянин потреблял несколько раз в неделю по четыре грана (0,26 г), а другой – по шесть гран (0,39 г) мышьяка, то есть по три заведомо летальные дозы! Многие не верили таким сообщениям, считая, что жители Штирии используют какое-то другое вещество. Однако наличие мышьяка в «лекарстве» и его регулярное употребление подтвердил К.Маклаган, который в 1864 опубликовал результаты своих исследований (включая даже анализ мочи крестьян) в «Эдинбургском медицинском журнале».

Значит, люди (по крайней мере, некоторые) могут выработать невосприимчивость к мышьяку? Вспоминается легенда о знаменитом парфянском царе Митридате (2–1 вв. до н.э.): опасаясь быть отравленным, он принимал разные яды, постепенно увеличивая дозу, так что когда ему угрожала смерть от врагов, он не смог отравиться, и ему пришлось броситься на меч. Известна адаптация людей и животных и к другим ядам. В этом вопросе еще много неясного, так как эксперименты на людях никто, понятно, не проводит.

Мышьяк и криминалистика.

Долгое время отравление мышьяком могло сойти с рук отравителям, поскольку не было надежных способов установления причины отравления. Так, официально Наполеон умер от рака желудка. Но, когда спустя полтора столетия после его смерти, проанализировали волосы императора, состриженные еще при его жизни, в них обнаружили мышьяк в количестве около 0,001% – примерно в 13 раз больше нормального содержания, но что слишком мало для отравления. Однако до сих пор идут споры по поводу того, связано ли повышенное содержание мышьяка в волосах с преднамеренным отравлением или это просто стечение обстоятельств (мышьяк мог содержаться в зеленой краске обоев, а также в обычных для того времени лекарственных препаратах). Более определенные данные были получены относительно отравления мышьяком в 1872 первого американского исследователя Арктики Ч.Ф.Холла, в волосах которого почти через сто лет после смерти также нашли повышенное содержание мышьяка.

Массовые случаи случайного и намеренного отравления мышьяком побудили ученых разрабатывать методы обнаружения отравы. Английский физик и химик Роберт Бойль для обнаружения соединений мышьяка использовал хлорид ртути; один из основоположников аналитической химии шведский химик и минералог Торнберн Улаф Бергман (1735–1784) обратил внимание на образование желтого осадка сульфида мышьяка; шведский химик Карл Вильгельм Шееле обнаруживал мышьяк по запаху при восстановлении его соединений цинком в кислой среде. Однако судьи в те времена не принимали такие сомнительные с их точки зрения доказательства, как какие-то осадки или запахи. Кроме того, эти аналитические реакции были неспецифическими: их могли дать и другие элементы. Судьям нужно было предъявить чистый мышьяк!

Это смог сделать английский химик Джеймс Марш (1794–1846), который работал в Королевской Военной академии и был ассистентом знаменитого физика Майкла Фарадея. Марш открыл чувствительную для тех времен реакцию на мышьяк. Свою методику он разработал после неудачного выступления в суде в качестве эксперта по делу об отравлении мышьяком, когда судьи потребовали выделить из трупа мышьяк в чистом виде. Методику анализа Марш опубликовал в 1836 в «Новом Эдинбургском философском журнале». В ее основу Марш положил открытую Шееле реакцию, в результате которой образуется арсин, например, As2O3 + 6Zn + 6h3SO4 ® 2Ash4 + 6ZnSO4 + 3h3O.

Марш обнаружил, что арсин при нагревании (до 300–400ERROR С) разлагается на мышьяк и водород. Газообразные продукты реакции, содержащие арсин, пропускались через стеклянную трубку, конец которой сильно нагревался горелкой. На выходе трубки Марш поместил фарфоровую пластинку, и на ее белой поверхности хорошо был виден осевший мышьяк в виде блестящего металлического зеркала. Этот простой прибор позволил умелому химику обнаруживать мышьяк в микрограммовых количествах – до 0,001 мг. Однако другие химики вскоре выяснили, что реакция Марша может привести к ошибке, поскольку такое же зеркало образуется и в присутствии сурьмы. Марш попытался найти реакцию, позволяющую различить эти элементы. На исследуемое пятно он наносил каплю воды и держал ее на небольшом расстоянии от пламени. В этих условиях мышьяк быстро окислялся до растворимой в воде мышьяковистой кислоты. При обработке этого раствора нитратом серебра появлялась желтая муть в результате реакции

HAsO2 + 3AgNO3 + h3O ® Ag3AsO3 + 3HNO3.

Эта реакция характерна для мышьяка, но не для сурьмы. Спустя столетие немецкий химик Г.Локерман еще в десять раз увеличил чувствительность пробы Марша, доведя ее до 0,0001 мг мышьяка. Интересно, что такая чувствительность могла приводить к положительной пробе, даже когда мышьяка в анализируемом объекте заведомо не было; оказалось, что следы этого элемента часто содержатся в реактивах – кислоте и цинке!

Больших успехов в практическом применении методики Марша достиг знаменитый парижский профессор химии, знаток медицины, основатель науки токсикологии Матео Хосе Бонавентура Орфила (1787–1853). Испанец по происхождению, он, несмотря на настойчивые требования своего правительства вернуться на родину, остался во Франции, где и провел свои пионерские исследования почти всех известных в то время ядов. Его книга Общая токсикология, написанная еще в наполеоновские времена и переведенная на многие языки, даже в конце века не утратила своего значения. Уже через 4 года после публикации Марша, в 1840, Орфила использовал новый метод в громком криминальном деле, за которым следила общественность не только Франции, но и всего мира. Некая Мари Лафарж вышла замуж по расчету. Однако сразу после свадьбы выяснилось, что, рассказывая о своем состоянии, жених обманывал невесту, поскольку сам хотел женитьбой поправить свое отчаянное финансовое положение. Расплата наступила быстро; Мари в несколько приемов купила в аптеке мышьяк якобы для уничтожения крыс, и вскоре все было кончено. Несмотря на подозрения родственников несчастного, врач не смог вовремя распознать симптомы отравления. После похорон вдову обвинили в преднамеренном убийстве. В ходе следствия провели исследования остатков содержимого желудка покойного. Нескольким экспертам не удалось обнаружить там ничего подозрительного. Но когда за дело взялся Орфила, успевший в совершенстве овладеть методом Марша, все стало ясно: в каждом исследуемом образце он обнаружил высокие концентрации мышьяка. Вдова была осуждена.

Орфила, уже в качестве научного исследования, проанализировал содержание мышьяка во многих природных объектах. Используя исключительную чувствительность методики Марша, он установил, что мышьяк весьма распространен в природе и содержится во многих образцах, хотя и в очень малых количествах. По современным данным, в 1 т земной коры присутствует в среднем 5 г мышьяка. Орфила обнаружил мышьяк даже в растительных и животных организмах. В организме человека мышьяк содержится в разных органах, но накапливается в основном в волосах (до 1,9 мг/кг) и в ногтях (до 2,9 мг/кг). Это связано, вероятно, с высоким содержанием сернистых соединений в кератине – белковом веществе этих тканей, а мышьяк с такими соединениями образует прочные связи. Меньше всего мышьяка в сердце (менее 0,07 мг/кг), селезенке и мозге (менее 0,14 мг/кг).

Прошел век, и 21 июля 1949 французская полиция арестовала по аналогичному подозрению Мари Бернар, которую прозвали «черной вдовой из Лудена». Ее обвинили в отравлении в 1947 своего мужа и еще 11 человек. Но на этот раз все оказалось намного сложнее: процесс длился более десяти лет, но доказать виновность Бернар не удалось, хотя на местном кладбище обнаружили все трупы с признаками отравления мышьяком. Защита с помощью чувствительной пробы Марша установила, что за многие годы после смерти мышьяк мог проникнуть в останки и накопиться там с помощью микроорганизмов через содержащие мышьяк почвенные воды. К экспертизе привлекли даже нобелевского лауреата Фредерика Жолио-Кюри, поскольку при анализах использовали также радиоактивный метод. Оказалось, что на месте многих кладбищ раньше были поля, которые обрабатывали пестицидами, содержащими мышьяк. Ранее Орфила обнаруживал мышьяк в костях людей, которые никак не могли быть отравлены. Выяснилось также, что один из соседей Бернар отравил свою собаку мышьяком, но спустя два года, когда останки собаки выкопали, эксперты-криминалисты не обнаружили в них даже следов мышьяка. В результате таких противоречивых данных суду в 1961 пришлось, в конце концов, оправдать Бернар.

«Военный мышьяк».

После начала применения в ходе Первой мировой войны хлора и других отравляющих газов, химики разных стран начали разрабатывать еще более смертоносное химическое оружие. Большое внимание они, конечно, уделили мышьяку. В 1918 американский химик У.Дж.Льюис в поисках новых компонентов для химического оружия провел реакцию ацетилена с хлоридом мышьяка в присутствии хлорида алюминия. В результате у него образовалась темно-бурая жидкость с запахом герани, которая содержала в виде основного компонента b-хлорвинилдихлорарсин: AsCl3 + C2h3 ® ClCH=CHAsCl2, а также b,b'-дихлордивинилдихлорарсин (ClCH=CH)2AsCl2 и b,b',b''-трихлортривиниларсин (ClCH=CH)3As. Эта приятно пахнущая смесь, названная по имени химика люизитом, обладала ужасным кожно-нарывным, общеядовитым и раздражающим действием. Уже в концентрации 0,3 мг/м3 пары люизита вызывают раздражение верхних дыхательных путей, а при увеличении концентрации – поражение глаз, кожи и смерть. При попадании на кожу капелек люизита он быстро впитывается в нее, нарушая ход многих биохимических процессов и вызывая тяжелейшее поражение организма, особенно сосудистой системы. Это обстоятельство в свое время дало повод американцам назвать люизит «росой смерти».

Вскоре были синтезированы и другие мышьяковые отравляющие вещества. В их числе была группа веществ раздражающего действия, ее типичные представители – дифенилхлорарсин (С6Н5)2АsСl, дифенилцианарсин (C6H5)2AsCN, адамсит:

Вещества этой группы избирательно действуют на нервные окончания слизистых оболочек – главным образом оболочек верхних дыхательных путей. Это вызывает рефлекторную реакцию организма освободиться от раздражителя, чихая или кашляя. В отличие от слезоточивых отравляющих веществ, эти вещества даже при легком отравлении действуют и после того, как пораженный выбрался из отравленной атмосферы. В течение нескольких часов человека сотрясает мучительный кашель, появляется боль в груди и в голове, начинают непроизвольно течь слезы. Возникает рвота, одышка, чувство страха; все это доводит до совершенного изнурения. И вдобавок эти вещества вызывают общее отравление организма.

К счастью, люизит и другие мышьяковые отравляющие вещества не успели применить в войне, но во всех странах, в том числе и в СССР, люизит накопили в огромных количествах – десятки тысяч тонн. Обезвредить его безопасным способом непросто. Один из способов – окисление до малотоксичных мышьяковых кислот:

ClCH=CHAsCl2 + h3O2 ® CHAs(O)(OH)2 + 2HCl;

другой путь – хлорирование с образованием AsCl3, который находит применение в промышленности (см. МЫШЬЯК).

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

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 ® 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2.

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 (As4S4) 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 As2O3 в K2CO3, 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.

Успешное применение в медицинской практике сальварсана ознаменовало начало новой эпохи в медицине – химиотерапии, т.е. лечения инфекционных, паразитарных и опухолевых заболеваний химическими веществами, которые нарушают жизнедеятельность возбудителя болезни или воздействуют на опухолевую клетку. Сальварсан оказался первой «магической пулей»: он убивал бледную спирохету – возбудитель сифилиса. И до появления антибиотиков только сальварсан и его производные помогали держать под контролем эту болезнь. В результате во всем мире началось массовое применение сальварсана – весьма эффективного и сравнительно безопасного препарата, несмотря на высокое содержание в нем мышьяка.

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.

Успех Эрлиха инициировал синтез 32 000 мышьякорганических соединений с целью изучения их антибактериального действия. В результате на смену сальварсану пришли другие мышьяковистые препараты, более эффективные и менее токсичные. Некоторые из них в течение многих лет находили применение для лечения сифилиса, сонной болезни и родственных паразитарных заболеваний. Так, в нашей стране производные и аналоги сальварсана (новарсенол, миарсенол, осарсол, трипарсамид и др.) были исключены из Государственного реестра лекарственных средств лишь в 1998. Однако, именно с сальварсана, который использовался в течение нескольких десятилетий, началась современная эра химиотерапии. В настоящее время в медицинской практике используют, в основном, неорганические соединения мышьяка: мышьяковистый ангидрид As2O3, арсенит калия KAsO2, гидроарсенат натрия Na2HАsO47h3O. Эти вещества (в минимальных дозах) тормозят окислительные процессы в организме, усиливают кроветворение, их назначают внутрь в качестве общеукрепляющего и тонизирующего средства. Те же вещества – как наружное – назначают при некоторых кожных заболеваниях. Именно мышьяк и его соединения придают некоторым минеральным водам целебное действие. Высшая суточная доза таких препаратов – 15 мг. Мышьяковистая кислота входит в состав пасты, которую врач вводит на 1–2 дня в больной, чтобы «убить нерв»; после этого зуб можно безболезненно долечить.

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

www.krugosvet.ru

Смотрите также

• 
  Микозы растений
• 
  Каменка растение
• 
  Фатсхедера растение
• 
  Растение колхицин
• 
  Юбка растение
• 
  Растения потогонные
• 
  Растение юбка
• 
  Потогонные растения
• 
  Растения равноспоровые
• 
  Хелена растение
• 
  Растение хелена