hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
زرنيخ الخواص الكيميائية
يتأكسد الزرنيخ عند التسخين في الهواء إلى أكسيد الزرنيخ الثلاثي؛ وتكون لأبخرة هذا التفاعل رائحةٌ تشبه رائحةَ الثوم. يمكن أن تُلاحظ هذه الرائحة أيضاً عند الطرق الميكانيكي على معادن الزرنيخيد (مثل الأرسينوبيريت). تؤدّي الأكسدة اللاحقة لأكسيد الزرنيخ الثلاثي بمؤكسدات مثل بيروكسيد الهيدروجين (الماء الأكسجيني) أو الأوزون إلى الحصول على أكسيد الزرنيخ الخماسي؛ وفي حال وجود الفلور يُستحصَل على فلوريد الزرنيخ الخماسي (خماسي فلوريد الزرنيخ). لا يتفاعل الزرنيخ على العموم مع الماء أو القلويات أو الأحماض غير المؤكسدة. يُحضّر حمض الزرنيخيك من مفاعلة الزرنيخ أو ثلاثي أكسيد الزرنيخ مع حمض النتريك المركّز؛
أمّا التفاعل مع حمض النتريك أو حمض الكبريتيك الممدَّد فسيعطي حمض الزرنيخوز:
زرنيخ الخواص الكيميائية
يتفاعل الزرنيخ مع الفلزّات النشيطة ليشكّل الزرنيخيدات الموافقة، وهي مركّبات ليست بأيونية، إذ أنّ تَشكّلَ أيونات الزرنيخيد 3−As سيكون ماصّاً للحرارة بشكل كبير، بالتالي فلزرنيخيدات الفلزّات القلوية صفات المركّبات بين الفلزّية. مثلما هو الحال مع عناصر الجرمانيوم والسيلينيوم والبروم، وهي عناصر الدورة الرابعة التي يكون مدارها الإلكتروني d ممتلئاً، فإنّ الزرنيخ أيضاً لا يميل إلى تشكيل حالة الأكسدة +5، وذلك بشكلٍ معاكسٍ لجيرانه في مجموعته الفوسفور والإثمد؛ ولذلك الأمر يعدّ مركبا خماسي أكسيد الزرنيخ وحمض الزرنيخيك من المؤكسدات القوية.
يشكّل الزرنيخ عدداً من المركّبات الكيميائية تتراوح فيها حالة الأكسدة بين -3 في مركّبات الزرنيخيد، وحالة الأكسدة +3 في مركّبات الزرنيخيت، وحالة الأكسدة +5 في مركّبات الزرنيخات وأغلب مركّبات الزرنيخ العضوية.
زرنيخ الخواص الكيميائية
يعدّ الأرسين AsH3 من أبسط مركّبات الزرنيخ، وهو مركّب ثلاثي الهيدريد، ويتميّز بأنّه سامّ جداً وتلقائي الاشتعال؛ وهو شبه مستقر، ولكنه يتفكّك ببطءٍ عند درجة حرارة الغرفة، لكن عند درجات حرارة تتراوح بين 250-300 °س فإنّ المركّب يتفكّك بسرعة إلى مكوّناته من الزرنيخ والهيدروجين. توجد عدّةُ عوامل ذات تأثيرٍ على سرعة تفكك الأرسين، منها نسبة الرطوبة ومقدار التعرّض للضوء ووجود حفّاز مناسب، مثل الألومنيوم. يتأكسد هذا المركّب بسهولة بأكسجين الهواء إلى ثلاثي أكسيد الزرنيخ والماء، ويمكن أن تحدث تفاعلات مناظرة عند وجود الكبريت أو السيلينيوم بدلاً من الأكسجين.
زرنيخ الخواص الكيميائية
يتشكّل أكسيد الزرنيخ الثلاثي As2O3 (أبيض الزرنيخ) ناتجاً أساسياً عند أكسدة هذا العنصر، حيث يُستحصَل على شكل بلّورات بيضاء؛ في حين أنّ الأكسدة اللاحقة بالمؤكسدات تعطي أكسيد الزرنيخ الخماسي As2O5، والذي يتميّز بقابلية الاسترطاب وسهولة الانحلالية في الماء. تعطي حلمهة ثلاثي أكسيد الزرنيخ حمض الزرنيخوز H3AsO3، والذي يمكن أن تكتب صيغته على الشكل As(OH)3؛ وتسمّى أملاحه بالزرنيخيت، ومن أمثلتها زرنيخيت الصوديوم NaAsO2 وزرنيخيت البوتاسيوم KAsO2 وزرنيخيت النحاس الهيدروجيني CuHAsO3 (أخضر شيله). أمّا حمض الزرنيخيك H3AsO4، فهو حمض ضعيف أيضاً، وتسمّى أملاحه بالزرنيخات؛ ومن أمثلتها زرنيخات الكالسيوم Ca3(AsO4)2 وزرنيخات البوتاسيوم الهيدروجينية KH2AsO4 وكذلك زرنيخات الرصاص الهيدروجينية PbHAsO4.
زرنيخ الخواص الكيميائية
هناك طيفٌ واسعٌ من المركّبات بين الزرنيخ والكبريت، منها كبريتيد الزرنيخ الثلاثي As2S3 (في معدن الرهج الأصفر) و As4S4 (في معدن رهج الغار)؛ بالإضافة إلى كبريتيد الزرنيخ الخماسي As2S5 كما يدخل الزرنيخ بشكلٍ مناظرٍ في مركّبات السيلينيد مثل سيلينيد الزرنيخ الثلاثي As2Se3؛ وكذلك مركّبات التيلوريد، حيث أنّ أنيون −As2Te معروف بكونه ربيطة في معقّدات الكوبالت. كما تُعرَف أيضاً مركّبات ثلاثي هاليد الزرنيخ المختلفة (الفلوريد AsF3 والكلوريد AsCl3 والبروميد AsBr3 واليوديد AsI3) وكذلك رباعي يوديد ثنائي الزرنيخ As2I4؛ أمّا بالنسبة لمركّبات خماسي هاليد الزرنيخ فأشهرها فلوريد الزرنيخ الخماسي AsF5 (خماسي فلوريد الزرنيخ)، وهو مُفَلورٌ ومؤكسدٌ قوي. أمّا كلوريد الزرنيخ الخماسي (خماسي كلوريد الزرنيخ) فهو مستقرّ فقط عند درجات حرارة أدنى من −50 °س، إذ يتفكّك عندها إلى ثلاثي كلوريد الزرنيخ وغاز الكلور.
تعدّ مركّبات الزرنيخيدات مثل زرنيخيد الغاليوم GaAs وزرنيخيد الإنديوم InAs وزرنيخيد الألومنيوم AlAS ذات أهميّة صناعية رغم سمّيّتها، لكونها من أشباه الموصلات.
زرنيخ الخواص الكيميائية
بشكلٍ مشابهٍ للأمينات والفوسفانات فإنّ الزرنيخ يشكّل المركّبات العضوية الموافقة بدلاً من النتروجين والفوسفور على الترتيب، ومن أوضح الأمثلة عليها مركّب ثلاثي ميثيل الزرنيخ أو ثلاثي فينيل الزرنيخ. كما يدخل الزرنيخ على شكل ذرّةٍ غير متجانسة في المركّبات الحلقية مثل الأرسول أو الأرسينين، وهما مشابهان بنيويان للبيرول والبيريدين، على الترتيب.
هناك عددٌ معتبرٌ من مركّبات الزرنيخ العضوية، وقد طُوّر العديد منها أثناء تجهيز ترسانة الأسلحة الكيميائية في الحرب العالمية الأولى، ومن ضمنها المُنَفِّطات مثل مركّب لويسيت، والمُقَيِّئات مثل الأدامسيت. يعدّ حمض الكاكوديليك من الأمثلة على الاستخدامات العملية لمركّبات الزرنيخ العضوية، وهو يُستحصَل من مثيلة ثلاثي أكسيد الزرنيخ، وهو تفاعل لا مقابل له في كيمياء الفوسفور. كان الكاكوديل أول مركّب عضوي فلزّي جرى تحضيره، وتشتقّ تسميته من الكلمة الإغريقية «كاكوديا κακωδἰα» والتي تعني مقزّز أو كريه، إشارةً إلى رائحته المنفّرة.
زرنيخ الخواص الكيميائية
يعطي اختبار اللهب التقليدي لمركّبات الزرنيخ لوناً أزرق شاحب للهب؛ ولكنّ هذا الاختبار غير انتقائي. من الاختبارات الانتقائية للكشف عن الزرنيخ اختبار مارش، وهو من تفاعلات الكشف ذات الأهمية في الكيمياء والطب الشرعي. يتضمّن الاختبار مفاعلة عيّنة يُشكّ أنّها حاويةٌ على الزرنيخ من جسد الجثّة (المعدة غالباً) مع فلزّ الزنك بوجود حمضٍ مثل حمض الكبريتيك الممدَّد. في حال وجود الزرنيخ يتشكّل غاز الأرسين، والذي يُمرّر على أنبوبٍ زجاجي، حيث يخضع إلى عملية تفكّك حراري، ممّا يؤدّي إلى تشكّل راسبٍ أسودٍ من الزرنيخ (مرآة سوداء).
في تفاعلٍ آخر يستخدَم محلول كلوريد القصدير الثنائي في حمض الهيدروكلوريك المركّز للكشف عن الزرنيخ، حيث يؤدّي وجود آثار من الزرنيخ إلى تلوّن المحلول باللون البنّي، إذ يختزل القصديرُ الثنائي الزرنيخَ الثلاثي، ويترسّب الزرنيخ العنصري الحرّ؛ ولكن قد يحدث تداخل مع الزئبق والفلزّات النبيلة في هذا التفاعل:
يمكن الكشف عن الزرنيخات في المحاليل المائية من مفاعلتها مع موليبدات الأمونيوم، حيث يترسّب راسبٌ أصفر، يكون ضعيف الانحلالية في الأحماض، لكنه سهل الانحلال في القواعد الكيميائية.
زرنيخ الخواص الكيميائية
تُجرى وفق طريقة اللهب في مطيافية الامتصاص الذرّي عملية تأيين لمركّبات الزرنيخ في لهبٍ مُختَزِلٍ من الهواء والأسيتيلين؛ ثم يلي ذلك إجراء قياسٍ للامتصاص عند طول موجة مقداره 189.0 و 193.8 نانومتر؛ وسُجّل حدُّ الكشف وفق هذا الأسلوب بمقدار 1 ميكروغرام/ميليلتر. يُستخدَم أسلوب الهيدريد بشكلٍ شائعٍ بالاستعانة بمركّب بورهيدريد الصوديوم NaBH4 من أجل تحويل الزرنيخ إلى غاز الأرسين AsH3؛ والذي يتفكّك بالتسخين عند درجات حرارة حوالي 1000 °س إلى مكوّناته العنصرية من الزرنيخ والهيدروجين داخل أنبوب كوارتز مسخنٍ كهربائياً؛ ويُكشَف عنه عند أطوال الموجة المذكورة. تبلغ قيمة حدِّ الكشف وفق هذا الأسلوب مقدار 0.01 ميكروغرام/الليتر. يوجد أيضاً أسلوب آخر يدعى أنبوب الغرافيت للقياس وفق هذه التقنية، حيث توضع العيّنة الصلبة الحاوية على الزرنيخ في أنبوب من الغرافيت، وتُسخّن إلى درجات حرارة تصل إلى 1700 °س، ممّا يؤدّي إلى تساميه، وتقاس قيمة التركيز لبخار الزرنيخ عند طول موجة مقداره 193.8 نانومتر.
من أجل تحديد وقياس نسبة الزرنيخ في العيّنات وفق تقنية مطيافية الانبعاث الذرّي تجرى عملية اقتران بين أسلوبَي الهيدريد وتقنية البلازما المقترنة بالحثّ/الفلورية المُستَحَثَّة بالليزر. بالاستعانة بأسلوب الهيدريد يتحوّل الزرنيخ إلى غاز الأرسين، ثمّ يتمّ التذرير بالبلازما، في حين أنّ الليزر يَحُثُّ على الانبعاث. يمكن الحصول على حدّ كشف يصل إلى 0.04 نانوغرام/ميلي ليتر وفق هذا الأسلوب.
يمكن الكشف عن الزرنيخ وفق تقنية مطيافية الكتلة المزوّدة ببلازما مقترنة بالحثّ (ICP-MS)، حيث يتأيّن المركّب الحاوي على الزرنيخ بالبلازما حرارياً، وتدخل الأيونات إلى قسم التحليل داخل مطياف الكتلة ثم يُكشَف عنه بالمكشاف المناسب؛ وقد سُجل حدّ الكشف وفق هذه التقنية لمركّب زرنيخيت بمقدار 0.2 ميكروغرام/الليتر.
يتمّ تعيين تركيز الزرنيخ وفق تقنية القياس الضوئي بالكشف عن معقّد أزرق للزرنيخ يُعرَف باسم «أزرق موليبدنوم الزرنيخ»؛ والذي يُستحصَل من تفاعل الزرنيخ مع أورثو موليبدات الأمونيوم NH4)2MoO4)، ثم يلي ذلك اختزال بمركّب كلوريد القصدير الثنائي SnCl2 أو بالهيدرازين إلى معقّد أزرق. يتمّ الكشف عند طول موجة مقداره 730 نانومتر، وهو تقريباً قياسٌ خالٍ من أيّة تشويشات مرافقة، ويمكن تحسين قيمة حدّ الكشف عند استخدام أصباغ قاعدية مساعدة على تشكيل المعقّد.
يعدّ أسلوب التحليل بالتنشيط النيوتروني ذا حساسيةِ كشفٍ مرتفعة تقع ضمن مجال أجزاء في الترليون. يُستخدَم هذا الأسلوب بشكلٍ خاصٍّ عندما تكون العيّنة الحاوية على الزرنيخ ذات تركيب معقّد أو يكون من الصعب معالجتها؛ لكنّه بالمقابل ليس قادراً على إعطاء دلائل على طبيعة التركيب الكيميائي. تُعرّضُ العيّنة، والتي تكون حاويةً على نظير الزرنيخ الطبيعي زرنيخ-75 75As، وفق هذا الأسلوب إلى نيوترونات نشيطة، ممّا يؤدّي إلى حدوث تآثر يتولّد عنه النظير الأثقل زرنيخ-76 76As، إلّا أنّه نظراً لعدم استقراره فإنّه سرعان ما يتفكّك وفق اضمحلال بيتا إلى النظير سيلينيوم-76. يجرى قياس كمّية إشعاع بيتّا الصادر، والذي يمكن من خلاله معرفة كمّية الزرنيخ الموجودة في العيّنة.
زرنيخ الدور الحيوي
لا تزال الأهمّية الحيوية للزرنيخ بالنسبة للإنسان غير معروفة تماماً؛ كما لا تعرف أعراض في حالة عوزه عند البشر. يُعثَر على الزرنيخ طبيعياً في الجسم، ولكن بآثارٍ نزرة؛ إذ يحوي الدمّ نسبةً تصل إلى 8 جزء في البليون (ppb )، ويتراوح التركيز في العظام بين 0.1 إلى 1.5 جزء في المليون (ppm )، وفي الشعر يصل إلى حوالي 1 جزء في المليون. يبلغ مجموع كمّية الزرنيخ طبيعياً في جسم إنسان بالغ حوالي 7 ميليغرام. تشير بعض الدلائل إلى أهمّية وجود آثار من الزرنيخ عند بعض أنواع الطيور (الدجاج) وعند بعض أنواع الثديّيات (الجرذان والهامستر والماعز)؛ إلّا أنّ الدور الوظيفي الحيوي لا يزال غير معروفاً.
زرنيخ الدور الحيوي
يدخل الزرنيخ في تركيب بعض الأنواع في الكيمياء العضوية الحيوية، مثلما هو الحال مع الليبيدات، أو السكّريدات أو الغليكوليبيدات، وكذلك مركبا أرسينوبيتاين وأرسينوكولين، بالإضافة إلى الريبوزات الزرنيخية المستبدلة المتنوّعة. تكثر هذه المركّبات الزرنيخية العضوية في الأحياء المائية، وخاصّةً في الطحالب والإسفنجيات وثنائيات الصدفة، وفي بعض أنواع الأسماك. لذلك تعدّ المأكولات البحرية المصدر الرئيسي للتعرّض إلى الزرنيخ العضوي مثل الليبيدات والسكّريدات الزرنيخية، حيث يكون الجسم قادراً على استقلابها.
زرنيخ الدور الحيوي
تشمل التغيّرات الحيوية التي يسبّبها التركيز المرتفع من الزرنيخ عند الإنسان كلاً من مثيلة الدنا وتحوير الهستونات وتدخّل الحمض النووي الريبوزي (تدخّل الرنا). هناك صلةُ وصلٍ بين الزرنيخ وبين التغيّرات التخلّقية الجينية المتعاقبة، وهي التغيّرات الوراثية في التعبيرات الجينية الحاصلة من غير حدوث تغيّرات في تسلسل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (تسلسل الدنا). يؤدّي وجود مستويات مؤذيةٍ من الزرنيخ إلى حدوثٍ تغييرٍ معتبرٍ في درجة مثيلة الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين للجينات الكابتة للورم p16 و p53؛ ممّا يزيد من خطورة التسرطن. دُرسَت هذه الظواهر التخلّقية الجينية المتعاقبة «في المختبر» (خارج الحيوية) باستخدام خلايا كِلية بشرية، وكذلك في «في الجسم الحي» باستخدام خلايا كبد جرذ وخلايا دم بيضاء طرفية عند البشر.
عند دخول الزرنيخ ومركّباته اللاعضوية في السلسلة الغذائية فإنّها تتعرّض بشكلٍ مستمرٍّ للاستقلاب بعملية المثيلة. فعلى سبيل المثال، يقوم أحد أنواع الفطور  بإنتاج كمّيّاتٍ معتبَرةٍ من ثلاثي ميثيل الزرنيخ عند وجود الزرنيخ اللاعضوي. يُعثَر على المركّب العضوي الزرنيخي الحيوي أرسينوبيتاين في بعض الأحياء البحرية مثل الأسماك والطحالب، وكذلك في بعض أنواع الفطور بتراكيز متفاوتة؛ وهي مادّة ذات تأثيرٍ سمّيٍّ منخفضٍ نسبياً.
تقوم بعض الأنواع من البكتريا بتأمين مصدرٍ للطاقة في غياب الأكسجين بواسطة اختزال الزرنيخات إلى زرنيخيت. في حين أنّ أنواعاً أخرى من البكتريا تستخدم الزرنيخيت وقوداً، وتؤكسده إلى زرنيخات. في سنة 2008 اكتُشِف نوعٌ من البكتريا قادرٌ على استخدام نسخةٍ مُحوّرةٍ من التركيب الضوئي في غياب الأكسجين يُستخدَم فيها الزرنيخيت مانحاً للإلكترونات، ويتأكسد بذلك إلى الزرنيخات. تتضمّن هذه العمليات استخدام إنزيمات تدعى مختزلة الزرنيخات. ‏
في سنة 2011 افترضت دراسةٌ أنّ بعض أنواع البكتريا  قادرٌ على النموّ بغياب الفوسفور باستخدامه للزرنيخ بدلاً منه، وذلك اعتماداً على أنّ بنية الزرنيخات مشابهةٌ لبنية الفوسفات؛ لكنّ تلك الفرضية جوبهت بالانتقاد والتفنيد من عدّة مجموعات بحثٍ مستقلّة.
زرنيخ الأثر البيئي
يمكن أن يعثَر على آثارٍ من الزرنيخ في الماء والغذاء والتربة والهواء. هناك مصادرٌ طبيعية تؤدّي إلى التعرّض إلى الزرنيخ اللاعضوي مثل الرماد البركاني، والتجوية الطبيعية للمعادن والخامات، بالإضافة إلى المياه الجوفية في بعض المناطق. من جهةٍ أخرى، يمكن أن يكون وجود مركّبات الزرنيخ العضوية مؤشّراً على حدوث تلوّث صناعي.
تعدّ مسألة تلوّث المياه الجوفية بالزرنيخ إحدى القضايا البيئية الرئيسية التي يسبّبها هذا العنصر الكيميائي؛ وقد سُجّلت عدّة حالات تلوّث في أماكن مختلفة من العالم. وضعت منظّمة الصحّة العالمية معياراً يضبط الحد الأعلى الموصى به من الزرنيخ في مياه الشرب بمقدار 10 جزء في البليون (ppb)؛ إلّا أنّ حوالي 137 مليون نسمة في العالم يشربون مياهً حاويةً على مستويات أعلى من ذلك؛ منهم 57 مليون نسمة يشربون ماءً يفوق فيه تركيز الزرنيخ حدّ 50 جزء في البليون.
زرنيخ الأثر البيئي
أدّى التلوّث الشديد للمياه الجوفية بالزرنيخ في حوض البنغال إلى انتشار حالات من التسممّ بالزرنيخ واسعة النطاق في بنغلاديش، وباكستان.
تنتشر حالات تلوّث المياه الجوفية بالزرنيخ أيضاً في بلدان جنوب شرق آسيا مثل فيتنام وكمبوديا، وكذلك في تايلاند؛ حيث تساعد الظروف الجيولوجية طبيعياً في ارتفاع محتوى الزرنيخ مثلاً في نهر تشاو فرايا. في الولايات المتحدة الأمريكية يُعثَر على الزرنيخ في المياه الجوفية غالباً في جنوب الغرب؛ كما يُعثَر عليه أيضاً في مناطق من الولايات الشمالية/الشمالية الشرقية. كما يوجد الملايين من الآبار ذات الملكية الخاصة، والتي لم تخضع لتحليل كيميائي، والتي قد يكون البعض منها حاوياً على مستوياتٍ من الزرنيخ تفوق الحدّ الموصى به. في كندا قام الباحثون في هيئة المسح الجيولوجي بوضع نماذج لتمثيل مقدار التفاوت في التعرّض للزرنيخ الطبيعي في مقاطعة نيو برونزويك. كما توجد أيضاً مستوياتٌ مرتفعةٌ من الزرنيخ في المياه الجوفية في تشيلي.
زرنيخ الأثر البيئي
وجدت دراسة أنّ التعرّض لمستوياتٍ منخفضةٍ من الزرنيخ تراوح 100 جزء في البليون يؤدي إلى التسبّب بتضعيف الردّ المناعي الأوّلي لفيروس إنفلونزا الخنازير في بحثٍ أجري على الفئران، ممّا دفع بالاقتراح إلى أنّ هذا الأمر قد ينسحب على البشر. كما وجدت دراسات أخرى علاقةً بين مستويات الزرنيخ المرتفعة وبين ضعف ردّ الفعل المناعي تجاه الإصابة بأمراضٍ مختلفة.
زرنيخ الأثر البيئي
هناك عدّة دراسات تربط بين محتوى الزرنيخ في مياه الشرب وبين أنواع مختلفة من السرطان. فقد وجدت علاقة بين سرطان الجلد والتعرّض للزرنيخ في ولاية ويسكونسن الأمريكية، حتّى في مستوياتٍ أدنى من معيار 10 جزء في البليون. كما بيّنت دراسات أجريت في تشيلي على وجود دلائل طبّية تشير إلى العلاقة بين التعرّض المزمن للزرنيخ وبين نشوء عدّة أشكال من السرطان، حيث تبدأ تلك المخاطر بالظهور عند تراكيز أقلّ من 50 جزء في البليون؛ وخاصّةً عند وجود عوامل خطر أخرى مثل تدخين السجائر؛ حيث أنّ الزرنيخ هو مكوّن من مكوّنات دخان التبغ أيضاً. اقترحت عدّة دراسات أجريت على التعرّض للزرنيخ اللاعضوي إلى وجود خطرٍ صغيرٍ، ولكنّه قابل للقياس، لاحتمالية الإصابة بسرطان المثانة عند تركيز 10 جزء في البليون. في حين بيّنت دراسة في تايوان أنّ الزيادة المعتبرة في وفيات السرطان جرّاء التعرض للزرنيخ تحدث عند مستويات تفوق 150 جزء في البليون.
زرنيخ الأثر البيئي
استُخدمَت عدّة وسائل فيزيائية وكيميائية وحيوية لإزالة أو تقليل نسبة الزرنيخ المنحلّ في المياه الجوفية. يمكن إزالة الزرنيخ المنحلّ في مياه الشرب بالترسيب المشترك مع أكاسيد الحديد؛ حيث أظهرت بيانات مختلفة أنّ عمليات التطويف بوجود أكاسيد الحديد تزيل الزرنيخ بنجاعةٍ تفوق 90%. تعدّ المعالجة في عمودٍ معبّأٍ بأكسيد هيدروكسيد الحديد الثلاثي إحدى العمليات القياسية في معالجة المياه في عدّة دول.
زرنيخ الأثر البيئي
يؤدّي الحفر الأعمق للآبار من أجل الوصول إلى مياه أنقى إحدى الطرق العمليّة والفعّالة لتجنّب تلوّث المياه الجوفية بالزرنيخ، إذ تتهيّأ الظروف بذلك لحدوث عملية «امتزاز» للزرنيخ على سطوح الصخور الرسوبية العميقة، ممّا يؤدي إلى التقليل من تركيزه. من جهة أخرى، يمكن استخدام طرق حيوية بالاستعانة بالبكتريا المؤكسدة للزرنيخ، التي تؤكسد الزرنيخيت إلى زرنيخات. هناك نوع من النباتات  قادرٌ على امتصاص الزرنيخ من التربة وتجميعه في أوراقه، ممّا دفع بالاقتراح إلى استخدامه في المعالجة النباتية للتخلّص من الملوّثات. كما وُجدَ نوعٌ من الطحالب حقيقة النواة  ضمن المسطّحات المائية في متنزه يلوستون الوطني، كانت قادرةً على تحمّل مستوياتٍ مرتفعةٍ من الزرنيخ اللاعضوي، كما أنها تقوم أيضاً بأكسدته وتحويله إلى الشكل العضوي، ممّا يقلّل الخطورة؛ ويُدرس أيضاً إمكانية استخدامها في تنقية المياه.
زرنيخ الأثر البيئي
يمكن أن يوجد الزرنيخ في الطبيعة في عدّة حالات أكسدة (−3 و 0 و +3 و +5)، ولكن في المياه الطبيعية يوجد غالباً على شكل أملاح لاعضوية على هيئة أنيونات أكسجينية من الزرنيخيت (زرنيخ ثلاثي التكافؤ) أو الزرنيخات (زرنيخ خماسي التكافؤ). هناك أنواعٌ من البكتريا تساعد على التحوّل التأكسدي الاختزالي للزرنيخ؛ إذ توجد أنواعٌ من البكتريا المختزلة التي تقوم باختزال الزرنيخ الخماسي إلى الثلاثي؛ بالمقابل توجد هناك بكتريا كيميائية التغذية قادرةٌ على تحويل الزرنيخ الثلاثي إلى خماسي، وفي أثناء تلك العملية تقوم باختزال الأكسجين أو النترات، وتقوم باستخدام الطاقة المستحصلة لتثبيت الكربون.
يتميّز الزرنيخ بكونه حساساً لعمليات الانتقال في الأوساط المائية وذلك حسب درجة حموضة الوسط (pH) وكذلك حسب جهد اختزال الأنواع الكيميائية الزرنيخية الموجودة. إنّ قيم pH المرتفعة تساعد على تحرير أيونات الزرنيخ إلى الوسط المائي، وخاصّةً من معادن الكبريتيدات الزرنيخية. تؤثّر تفاعلات الأكسدة والاختزال على انتقال الزرنيخ؛ إذ أنّ الزرنيخيت هو الشكل الأكثر استقراراً في الأوساط المختزلة، في حين أنّ الزرنيخات، والتي هي أقلّ قابلية للحركة وللانتقال من الزرنيخيت، تكون سائدةً في الأوساط المؤكسدة عند قيم pH معتدلة. تكون الأوساط المختزلة غنيّةً بالمواد العضوية، ممّا يزيد من نشاط البكتريا المختزلة للزرنيخ التي تحوّل إلى الزرنيخيت المنحلّ، ممّا يساهم في ارتفاع مستويات الزرنيخ في المياه الجوفية.
تَستقرِئُ حسابات التوازن الديناميكية الحرارية أنّ تركيز الزرنيخ الخماسي ينبغي أن يكون أكبر من الزرنيخ الثلاثي في أغلب الأوساط ما عدا شديدة الاختزال منها، والتي يحدث فيها مثلاً اختزالٌ لأنيون الكبريتات؛ من جهةٍ أخرى فإنّ تفاعلات الأكسدة-اختزال اللاأحيائية بطيئة. حيث أنّ أكسدة الزرنيخ الثلاثي بواسطة الأكسجين المنحلّ في الماء هو تفاعلٌ بطيء؛ فقد وجدت دراسة أنّ نسب (As(V)/As(III تكون ثابتةً في المحاليل الشحيحة بالأكسجين إلى مدّة ثلاثة أسابيع، في حين أنّ التغيّر التدريجي حصل على فتراتٍ زمنيةٍ أطول؛ كما تتعلّق حدوث قابلية التغيّر في العيّنة حسب نوعها.
تعدّ مسألة استخدام مركّبات الزرنيخ في حفظ الخشب من الشؤون ذات الخطر البيئي في بعض الدول، وخاصّةً الولايات المتحدة الأمريكية؛ حيث استُخدِم سنة 2007 حوالي 50% من كمّيّة الزرنيخ المنتجة لذلك الغرض، وذلك في تحضير مركّب زرنيخات النحاس الكروماتية. تنشأ الخطورة من احتمالية رشح مركّبات الزرنيخ إلى التربة، أو عند حرق ألواح الخشب القديمة المعالَجة بالزرنيخ؛ رغم أنّ بعض اللوائح الناظمة في بعض الولايات الأمريكية تعتمد على دراساتٍ لا تجد علاقةً بين التخلّص من تلك الألواح وبين تلوّث المياه الجوفية بالزرنيخ. على العموم؛ هناك نزعةٌ إلى استخدام بدائل أكثر أماناً خالية من الزرنيخ، مثل مركّبات البورات أو سيبروكونازول أو بروبيكونازول، بالإضافة إلى مركّبات نحاس عضوية أخرى.
زرنيخ الاستخدامات
تُستخدَم مركّبات الزرنيخ في عددٍ من التطبيقات الزراعية، وخاصّةً في مجال المبيدات، وذلك سواء المركّبات اللاعضوية مثل مركّب زرنيخات الرصاص الهيدروجينية المستخدم في رشّ الأشجار المثمرة؛ أو العضوية مثل مركبي أرسونات ميثيل أحادي الصوديوم (MSMA) وأرسونات ميثيل ثنائي الصوديوم (DSMA). كما كانت مركّبات الزرنيخ تستخدم سابقاً في تحضير مبيدات القوارض.
زرنيخ الاستخدامات
تضاف مركّبات الزرنيخ إلى علف الدواجن والخنازير، وخاصّةً في الولايات المتّحدة، من أجل زيادة وزن الحيوانات وتحسين كفاءة التحويل الغذائي والوقاية من الأمراض. من الأمثلة على ذلك مركّب روكسارسون، والذي شاع استخدامه بنسبة حوالي 70% من قبل مُرَبّي فراريج اللحم الأمريكيين.؛ إلّا أنّ الشركات المنتجة لهذا المبيد أوقفت إنتاجه نتيجةً لظهور دراساتٍ بَيّنت ارتفاع مستويات الزرنيخ اللاعضوي المسبب للسرطان في الدواجن التي تتغذّى على هذا المركّب؛ إلّا أنّ شركاتٍ أخرى لا تزال تنتج مركّبات قريبةٍ منه، مثل مركّب نيتارزون، والمستخدم في علف الديوك الرومية. يُعمَد أيضاً في بعض الأحيان إلى إضافة مركّبات الزرنيخ إلى علف الخيول؛ ولكن قد يرافق ذلك خطورة نفوقها عند زيادة الجرعة، كما حدث سابقاً مع الحصان فار لاب الأسترالي.
زرنيخ الاستخدامات
تعود جذور استخدام الزرنيخ ومركّباته في المجال الطبّي إلى العصور القديمة؛ ففد استخدمه أبقراط وبلينيوس الأكبر دواءً لعلاج الحمّى والصداع. وُصف استخدام الزرنيخ في الطبّ الصيني التقليدي في علاج الأسنان؛ كما استخدمه الطبيب العربي علي بن عباس في القرن العاشر الميلادي في تمويت لبّ السن. شاع استخدام مركّبات الزرنيخ منذ القرن الثامن عشر إلى أوائل القرن العشرين في المجال الطبّي، حيث كانت تستخدم أدويةً، ومن ضمنها أرسفينامين؛ إذ كان عقار أرسفينامين (سالفرسان) وكذلك نيوسالفرسان، يوصفان سابقاً لعلاج مرض الزهري؛ وأحياناً في علاج مرض الزحار. وجد أيضاً في أوائل القرن العشرين أنّ مركّب حمض الأرسانيليك (أتوكسيل) يقضي على المثقبية المسبّبة لمرض داء المثقبيات الأفريقي. لا تزال هناك عقاقيرٌ دوائيةٌ يدخل الزرنيخ في تركيبها مستخدمةً في علاج الأدواء، مثل عقار ميلارسوبرول المستخدم في علاج داء المثقبيات.
استُخدِم ثلاثي أكسيد الزرنيخ في تطبيقاتٍ طبّيةٍ مختلفة خلال آخر 500 سنة، منها دخوله أحياناً في تركيب محلول فاولر، والذي يتألّف من محلول 1% زرنيخيت البوتاسيوم والذي استُخدِم سابقاً لعلاج مرض الصدفية.
زرنيخ الاستخدامات
في سنة 2000 أقّرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية باستخدام ثلاثي أكسيد الزرنيخ في علاج مرضى اللوكيميا الحادة بخلايا النخاع الخديج، للمرضى الذين لديهم مناعةٌ تجاه العلاج بالتريتينوين. يُدرس استخدام جسيمات نانوية من الزرنيخ للقضاء على الخلايا السرطانية، إذ أنها تبدي سمية للخلايا بشكل أكبر من تركيبات الزرنيخ.
يُستخدَم النظير زرنيخ-74 في مجال الوسم الإشعاعي، إذ أنّ هذا النظير مصدرٌ للبوزيترونات، ويمكن أن يستخدم في مجال التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، إذ أنّه يعطي صوراً أفضل من نظير اليود-124، حيث أنّ الأخير يميل إلى الانتقال إلى الغدّة الدرقية، ممّا يسبّب تشويشاً للإشارة.
زرنيخ الاستخدامات
عندما تضاف كمّيّاتٌ ضئيلةٌ من الزرنيخ في تركيب سبائك الرصاص فإنّها تحسّن من الصلابة البنيوية، وتجعل الرصاص أسهلَ سبْكاً. فعلى سبيل المثال تُدعَم المكوّنات الرصاصية مثلاً في بطاريات السيارات بوجود نسبة ضئيلة من الزرنيخ؛ كما تضاف نسبة حوالي 2% من الزرنيخ إلى الرصاص في تركيب المقذوفات والطلقات. تفيد أيضاً إضافة نسبٍ ضئيلةٍ من الزرنيخ إلى النحاس الأصفر (الصُّفْر) في التقليل من حدوث الانحلال الانتقائي للزنك؛ ولتلك السبيكة تطبيقات في مجال السباكة ومجالات أخرى رطبة. وُجدَ أنّ سبيكةً مصنوعةً من النحاس والفوسفور بغياب الأكسجين وبوجود نسبة من الزرنيخ حوالي 0.3% هي ذات خواص مقاومة للتآكل في بيئاتٍ معيّنة.
يعدّ زرنيخيد الغاليوم GaAs، وهو مركّبٌ بين فلزّي، من المواد شبه الموصلة المهمّة والمستخدمة في الدارات المتكاملة، إذ تتميّز الدارات الحاوية عليه بأنّها أسرع من المصنوعة من السيليكون؛ فلزرنيخيد الغاليوم فجوة نطاق مباشرة، ويمكن أن يستخدم في تركيب الثنائيات الليزرية والثنائيات الباعثة للضوء من أجل تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوئية.
زرنيخ الاستخدامات
يستخدم مركّب زرنيخات النحاس الكروماتية (CCA) بسبب سمّيّته تجاه بعض أنواع الحشرات والفطريات في بعض الدول في مجال حفظ الخشب؛ وكان هذا الاستخدام يستهلك أكثر من 50% من إنتاج الزرنيخ في الولايات المتّحدة الأمريكية. إلّا أنّ الاهتمام المتزايد بسمّية الزرنيخ دفعت إلى حظر الاستخدام التجاري لهذا المركّب من الاتحاد الأوروبي والولايات المتّحدة؛ لكنه لا يزال مستخدماً في دولٍ أخرى.
قامت الولايات المتّحدة الأمريكية بعد الحرب العالمية الأولى بتكديس كمّيّات من السلاح الكيميائي لويسيت، وهو مركب زرنيخ عضوي يتميّز بأنه مسبّب لتشكّل البثور (منفّط) ومهيّج للرئتين. إلى أن جرى التخلّص منه بعد ذلك بالمعالجة مع المواد المؤكسدة وطرح في خليج المكسيك في خمسينيّات القرن العشرين. أثناء حرب فيتنام استخدمت الولايات المتّحدة العامل الأزرق، وهو مزيج من حمض الكاكوديليك وكاكوديلات الصوديوم، ويعدّ واحداً من مبيدات قوس قزح، وهي مجموعة من مبيدات الأعشاب التي كان يهدف الجيش الأمريكي من خلالها إلى حرمان جنود فيتنام الشمالية من استخدام الأرز محصولاً ومن استخدام حقوله ستاراً نباتياً أثناء المعارك.
كان مركّب أسيتات النحاس الزرنيخية يستخدم سابقاً في مجال صناعة الخُضُب، وكان يعرف بعدّة أسماء، منها أخضر باريس وأخضر الزمرد؛ لكنّ هذا التطبيق سبّب العديد من حالات التسمّم بالزرنيخ. والأمر نفسه ينطبق على خضاب أخضر شيله، وهو مركّب من زرنيخات النحاس، حتى أنّ الأخير كان يستخدم ملوّناً غذائياً للحلويات.
كان الزرنيخ مستخدماً في الطلي الكهربائي لإضفاء لونٍ برونزيٍ على السطوح، ولكن رافق ذلك خطورة التسمم؛ كما كان الزرنيخ يستخدم سابقاً في تحنيط الحيوانات؛ وكذلك في صناعة الخزف والسيراميك؛ كما كان يدخل في تركيب زجاج المعدات البصرية؛ إلا أنه بضغط من الجماعات المدافعة عن البيئة جرى التوقف عن استخدامه هو والرصاص في تلك التطبيقات.
زرنيخ المخاطر
يُصنّف عنصر الزرنيخ ومركّباته اللاعضوية مثل ثلاثي الأكسيد ضمن المواد السامّة حسب توجيهات الاتحاد الأوروبي للمواد الخطرة (67/548/EEC)؛ كما تُصنِّفُ الوكالة الدولية لبحوث السرطان تلك الأنواع الكيميائية ضمن القائمة الأولى من المسرطنات. إذ يعمل الزرنيخ الثلاثي على الإخلال بعمليّة ترميم الدنا وبعملية توصيل الإشارة، بالإضافة إلى تعطيل عمل الجينات الكابتة للورم. تأتي سمّيّة الزرنيخ من إلفة الزرنيخ الثلاثي اللاعضوي تجاه ذرّة الكبريت في الثيول، وهي مجموعة وظيفية تأتي في النهايات الطرفية للحمض الأميني سيستئين، وفي تركيب عوامل مرافقة حيوية مثل حمض الليبويك ومرافق الإنزيم-A، والتي تتوضّع في المواقع النشطة الفعّالة في عددٍ من الإنزيمات المهمّة. يقوم الزرنيخ بالإخلال بإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات عبر عدّة آليات؛ فعلى مستوى دورة حمض الستريك يقوم الزرنيخ بتثبيط حمض الليبويك، وهو عامل مرافق لإنزيم نازعة هيدروجين البيروفات. يؤدّي التنافس بين الزرنيخات والفوسفات إلى الإخلال بأداء الفسفرة التأكسدية، ممّا يثبّط عملية اختزال ثنائي نوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين المتعلّقة بإنتاج الطاقة الخلوية في الجسم. كما يزيد الزرنيخ من إنتاج بيروكسيد الهيدروجين في الجسم، وذلك يسهم في الإجهاد التأكسدي. كلّ تلك التداخلات في عمليّات الاستقلاب تؤدّي إلى خللٍ في أداء الأعضاء والأجهزة في الجسم؛ ممّا يؤدّي إلى موت الخلايا بالنخر، وليس عن طريق لاستماتة، والتي تتطلّب طاقةً أعلى من الأولى لحدوثها؛ إذ أنّ المصادر الطاقيّة في الجسم تكون مُستنفدَةً.