Арсен

Арсенът е химичен елемент от периодичната система на елементите с атомен номер 33 и символ As. Арсенът се среща в редица минерали, обикновено в комбинация със сяра и метали, както и като кристал. Елементът е известен отровен металоид и има три алотропни форми: жълта, черна и сива (единствената форма с индустриално приложение).

Минимално количество от арсен е полезно за всички многоклетъчни организми. Ежедневно поглъщане над необходимата доза води до хронична арсенова интоксикация, която може да доведе до Алцхаймер, диабет или в крайна сметка смърт. Характерен е „балсамиращият“ ефект на арсеновата интоксикация, запазващ в идеално състояние трупа на починалия в продължение на години.

История 

Думата арсен има персийско-сирийски произход. Сулфидите и оксидите на арсена били познати и използвани в древността.

Приложение 

Арсенът се използва в различни сплави. Основното му приложение е в сплави на оловото (например в акумулатори и боеприпаси). Арсенът е най-честата добавка в полупроводниковите елементи, а оптоелектронното съединение галиев арсенид е вторият най-често използван полупроводник след силиция.

Арсенът и съединенията му (особено триоксидът) са били използвани като пестициди, хербициди и инсектициди, като в наши дни тази му употреба намалява. Например хромираният меден арсенид е забранен в САЩ за употреба от 2003.

Арсенът все още се употребява в стоматологията, но разреден, защото е силно отровен дори в минимални количества.

Находища и производство 

Арсенът заема около 0,00015 % от земната кора и е на 53-то място по разпространение.

През 2005 година Китай е бил сред най-големите производители на арсен с около 50 % от световното производство. На второ място по производство на арсен в света се нарежда Чили, следвана от Перу и Мароко.

Арсенът като замърсител в околната среда 
Отнасянето му към металите е условно. Съединенията съдържащи арсен се различават много по своята токсичност. Елементарният арсен не е токсичен, нито в състава на минералите. Разтворите на As3+ са силно токсични, а тези на As5+ – по-слабо токсични. Съединенията на As са типични биоциди и това е една от причините да се използват като пестициди. Прекомерната му употреба е довела до замърсяване на подпочвените води в цял свят.

 Арсенът в почвата
 Незамърсените почви в България съдържат средно около 7 mg арсен в килограм почва. Напояването на оризищата от яз. „Тополница“ или замърсяването по въздуха на почвите край Пирдоп и Златица са довели до високи равнища на As, даже 200 – 250 mg/kg, докато допустимата норма е 25 mg/kg. На места замърсяването е от употребата на As-пестициди в миналото. Арсенът може да замърсява почвите и чрез торенето със суперфосфат.

 Арсенът във въздуха
 As е рядка атмосферна съставка, освен в райони около металодобивни предприятия, топлоцентрали и подобни, където достига до 1 μg/m3. Отделя се главно като As2O3. Арсенът в градския въздух е около 0,02 μg/m3, докато съдържанието му в цигарите се определя на 10 μg/kg.

 Арсенът във водите
 Видовете води се отличават с различни концентрации: As в пресните води е от 0,15 до 0,45 μg/l; в морската вода е в границите от 2 до 5 μg/l, докато в океанските варира силно от 0,09 до 25 μg/l. В минералните води се срещат далеч по-високи концентрации – от порядъка на 20 – 45 μg/l. Тези концентрации са разтворни и са много малка част от общия As в диспергираните вещества и седименти. Фитопланктонът и зоопланктонът акумулират As в големи количества – до 2400 mg/kg сухо тегло. Натрупването на As в рибите варира около 1 – 2 mg/kg свежо тегло.

 Арсенът в растенията
 Постъпването на As в растенията през почвата зависи от редица нейни свойства – киселинност, механичен състав, хумус, оксиди и хидрооксиди на желязото, съдържание на арсен и фосфати. Биологията на самото растение е също важен фактор на усвояване. Върху незамърсени почви растенията натрупват по-малко от 0,5 mg As в килограм свежо тегло. Върху замърсени с As почви (50 mg/kg) оризът – чувствителна на As култура – е намалил продуктивността си с 10 % като е натрупал в зърно, слама и корени, съответно 0,6, 25 и 260 mg As в килограм сухо вещество. Върху рудни полета растителността често придобива устойчивост към арсенова токсичност. Фитотоксичността се проявява най-силно върху протеиновите (SH−) сулфихидрилни групи на кореновите мембрани. Началните симптоми се изразяват в загуба на тургор (увяхване), забавено развитие на надземната част, а по-късно и развитие на листно оцветяване от розово до светложълто и пълна некроза.

 Арсенът в животните
 За домашните животни леталната доза на Na3AsO3 (арсенит) е 1 – 25 mg As за килограм живо тегло. Има обаче и такива, които издържат на 50 mg/kg за неорганични форми и даже 100 mg/kg за органични. Най-общо, непреживните животни са по-чувствителни на арсенова интоксикация отколкото преживните животни.

 Арсенът в човека
 Арсенът попада в човека чрез дишането, през кожата и храносмилателния тракт. По-нататък преминава в кръвта, като 95 – 99 % от него се натрупва в еритроцитите във вид на трайни съединения с белтъка на хемоглобина. Така, той се транспортира и до другите органи – черен дроб, бял дроб, бъбреци, далак и стени на храносмилателен тракт. Част от As макар и по-бавно достига до костите, косите, ноктите и кожата, където остава трайно. Организмът освобождава чрез урината около 70 % от погълнатия As. Средното дневно поглъщане на As от човека е 20 μg, докато фаталната най-ниска доза се оценява на 70 – 180 mg. Най-токсични са AsH3 и AsCl3. Хронично отравянето с As се проявява различно: кожно заболяване, стомашно-чревни смущения, анемия и различни карциноми. В малки количества As е биологично полезен – необходим, а в по-големи е вреден – токсичен. Леталната доза арсеник (As2O3) e 7 пъти по-ниска от тази на змийската отрова –700 mg!

Използвана литература

Външни препратки 
 Arsenic @Medscape

 
Металоиди
Токсикология