Arszenik – właściwości, zastosowanie, wpływ na zdrowie

Arszenik – właściwości, zastosowanie, wpływ na zdrowie

Substancje

Arszenik ma bardzo ciekawą historię. Wykorzystywany był niegdyś do produkcji sukien, odzieży, zasłonek, farb czy nawet w formie barwnika spożywczego. Niestety, jak się później okazało, setki lub nawet tysiące osób zmarło na skutek pośredniego kontaktu z arszenikiem. Z biegiem czasu substancja ta zaczęła być celowo wykorzystywana do otruwania ludzi. Sprawdźmy zatem, jakie właściwości ma arszenik, gdzie znalazł zastosowanie i jaki ma wpływ na nasze zdrowie.

Definicja

Tritlenek diarsenu (inaczej arszenik, ang. arsenic trioxide) to nieorganiczny związek chemiczny (tlenek arsenu na III stopniu utlenienia) o wzorze sumarycznym AS2O3. Arszenik wykorzystywany jest m.in. w przemyśle drzewnym do produkcji środków konserwujących drewno, w rolnictwie jako składnik pestycydów, a także przy produkcji szkła (w formie kwasu arsenowego H3AsO4).

Ponadto arszenik wykorzystywany jest również w medycynie. Podawany dożylnie osobom cierpiącym na konkretny rodzaj nowotworu – ostrą białaczkę promielocytową (APL). Niemniej jednak dokładny mechanizm oddziaływania arszeniku na komórki nowotworowe nie jest do końca znany.

Jest silnie trujący. Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi od 1 do 5 mg/kg masy ciała. Do objawów zatrucia arszenikiem zaliczają się: wymioty, biegunka, płytki oddech, opuchlizna oraz bóle głowy. Ponadto mogą wystąpić zaburzenia rytmu pracy serca oraz RAS (Retinoic acid syndrome). Podany w okresie ciążowym lub laktacji, może zaszkodzić również dziecku. Arszenik został w 200 roku dopuszczony do zastosowań medycznych na terenie USA.

Arszenik występuje w naturze pod postacią takich minerałów jak arsenolit i klaudetyt.

Właściwości

Arszenik w warunkach pokojowych przybiera formę drobnych kryształków o białym zabarwieniu. Nie ma wyraźnego smaku i zapachu. Słabo rozpuszcza się w wodzie, ale za to jest dobrze rozpuszczalny w kwasie solnym, z którym tworzy trichlorek arsenu. Po podgrzaniu do temperatury 315 °C zaczyna sublimować (przechodzi w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego).

Wzór sumaryczny AS2O3
Masa molowa 197,84 g/mol
Gęstość 3,86 g/cm³
Temperatura topnienia 274 °C
Temperatura wrzenia 460 °C
Kwasowość 9,2 pKa
Rozpuszczalność w wodzie 20 g/l (25 °C)

Identyfikacja

Numer CAS 1327-53-3
PubChem 261004
DrugBank DB01169
ChemSpider 452539
UNII S7V92P67HO
ChEMBL ChEMBL1200978
ECHA InfoCard 100.014.075

Wytwarzanie

Rocznie na całym świecie pozyskuje się ok. 50 tys. ton arszeniku. Z uwagi na jego silną toksyczność, większość krajów wprowadziła surowe restrykcje związane zarówno z jego produkcją, jak i dystrybucją.

Tritlenek diarsenu pozyskiwany jest poprzez standardową procedurę przetwarzania związków mineralnych zawierających arszenik – w tym ich utleniania. Przykładowo w celu pozyskania arszeniku wykorzystuje się aurypigment – rzadki minerał z gromady siarczków, który poddawany jest wypiekaniu w wysokiej temperaturze. Innym sposobem zbierania arszeniku jest podgrzewanie arsenopirytu – minerału z gromady siarkosoli, którego głównym składnikiem jest siarczek żelazowo-arsenowy.

Zastosowanie

Arszenik ma szereg zastosowań w medycynie (również w medycynie alternatywnej) oraz przemyśle.

Medyczne

Tritlenek diarsenu wykorzystywany jest przede wszystkim w leczeniu ostrej białaczki promielocytowej (ang. acute promyelocytic leukemia, APL). Może być stosowany zarówno jako jeden ze środków we wstępnej fazie rozwoju choroby, jak i na późniejszym etapie, w przypadku gdy dotychczasowe leki nie wykazały spodziewanego rezultatu. Skuteczność arszeniku w leczeniu APL jest zbliżona do preparatu Realgar–Indigo naturalis – ziołowego leku, pierwotnie pochodzącego z tradycyjnej medycyny chińskiej. Lek ten jest tańszy i może być przyjmowany doustnie, ale jego dostępność jest mocno ograniczona.

Zdolność arszeniku do wali z nowotworem odkrył w latach 70. chiński badacz Zhang Tingdong. W 2000 roku lek ten został dopuszczony do użycia jako lek wspomagający walkę z białaczką (na terenie USA). Z kolei Uniwersytet w Hong Kongu udoskonalił nieco recepturę i stworzył lek na bazie arszeniku, który może być podawany doustnie.

Historycznie arszenik stosowano do leczenia chorób skóry (w formie toniku), co miało związek z jego właściwościami absorpcyjnymi. Niestety przedawkowanie prowadziło do poważnych zatruć.

Co ciekawe arszenik służył niegdyś w stomatologii do niszczenia miazgi zębowej. Ponadto znalazł swojego czasu zastosowanie w chińskiej medycynie alternatywnej i występował w niej pod nazwą pi-shuang ().

Przemysłowe

Arszenik znalazł zastosowanie m.in. w przemyśle drzewnym, elektronicznym, szklarskim i w garbarstwie. Związek ten wykorzystuje się do produkcji:

  • arseninów i arsenianów,
  • szkła o zielonym zabarwieniu,
  • farb (tworzy tzw. zieleń arszenikową) i emalii,
  • środków konserwujących drewno i skóry,
  • pestycydów i trutek na gryzonie.

Na chwilę obecną arszenik w wielu rejonach świata (w tym w Polsce, Unii Europejskiej i USA) został wycofany z użytku na potrzeby wytwarzania szkła, farb, środków konserwujących do skór i drewna oraz w stomatologii. Jest to związane z jego właściwościami trującymi i rakotwórczymi.

Arszenik w połączeniu z octanem miedzy(II) tworzy paryską zieleń – organiczny związek chemiczny, niegdyś stosowany jako insektycyd np. w walce ze stonką ziemniaczaną oraz jako konserwant drewna.

Toksyczność

Arszenik bardzo dobrze wchłania się drogami pokarmowymi. Wykazuje trujące właściwości również na skutek inhalacji lub podczas kontaktu ze skórą. Początkowo faza eliminacji arszeniku z organizmu przebiega dość szybko (okres połowicznego rozkładu to 1-2 dni). Jest on rozkładany na drodze metylacji do kwasu kakodylowego, a następnie wydalany z moczem. Niestety w  przypadku wielokrotnej ekspozycji spora część arszeniku (od 30 do 40%) przenika wgłąb kości, mięśni, skóry, włosów i paznokci (oraz pozostałych części ciała bogatych w keratynę). Dalsza jego eliminacja może trwać wtedy nawet kilka tygodni lub miesięcy.

Niegdyś arszenik wykorzystywany był do przerywania ciąży u kobiet ciężarnych, co niestety często skutkowało pogorszeniem stanu zdrowia samej kobiety (podanie mogło skutkować nawet śmiercią niedoszłej matki).

Zatrucie arszenikiem

Z racji tego, że arszenik nie jest substancją powszechnie dostępną, do zachorowań najczęściej dochodzi wśród osób mających jakąkolwiek styczność z arszenikiem (np. w procesach przemysłowych). Na szczęście do zatruć arszenikiem dochodzi bardzo rzadko. Z uwagi na to, że objawy zatrucia arszenikiem są zbliżone do objawów zatrucia rtęcią, w każdym przypadku należy bezwzględnie zadzwonić pod numer alarmowy i wezwać do poszkodowanego pogotowie ratunkowe.

Pierwsze objawy zatrucia arszenikiem to:

  • wymioty,
  • biegunka (bardzo gwałtowna),
  • nudności,
  • ból głowy,
  • zapalenie spojówek,
  • ogólne osłabienie,
  • utrata apetytu,
  • obniżenie temperatury ciała.

Wraz z rosnącym czasem ekspozycji, dolegliwości te mogą nasilać się i w konsekwencji prowadzić do utraty przytomności, wylewu do mózgu, a nawet śmierci.

W przypadku przewlekłego zatrucia arszenikiem, da się wyróżnić następujące objawy:

  • zapalenie błon śluzowych,
  • biegunki,
  • bóle brzucha,
  • niedokrwistość,
  • niedowład i zanim mięśni,
  • neuropatia czuciowo-ruchowa,
  • wypadanie włosów,
  • hiperpigmentacja skóry,
  • łamliwość i prążkowanie paznokci (tzw. Pasma Meesa).

Ponadto arszenik wykazuje działanie rakotwórcze i według standardów IARC, OSHA, ACGIH, NTP i EPA. IARC klasyfikuje go w grupie 1 czynników kancerogennych.

Leczenie zatrucia arszenikiem obejmuje przede wszystkim płukanie żołądka (z dodatkiem tlenku magnezu), podanie metallorum Sautera (jako antidotum) oraz leczenie objawów zaburzeń wodno-elektrolitowych (obniżają ciśnienie tętnicze krwi). Niekiedy stosuje się również specjalne środki chelatujące, takie jak BAL czy DMPS.

Jeżeli przyjęta dawka arszeniku była niewielka, pacjent najczęściej wraca do pełni zdrowia.

Redaktor naczelny w serwisie Joblife.pl

Od 11 lat tworzy specjalistyczne treści o charakterze poradnikowym. Jego wiedza czerpana jest z wielojęzycznych kanałów informacyjnych oraz encyklopedii naukowych. Osobiście miłośnik górskich podróży i pasjonat działań marketingowych.

0 komentarzy
Inline Feedbacks
Zobacz wszystkie komentarze