Читая романы о средневековой жизни, мы очень часто встречаем там упоминания об отравлении мышьяком разных персонажей, знаменитых и не очень. Действительно, в те времена мышьяк, вернее, его соединения, были одним из самых популярных средств расправы с недругами.

Сейчас, к счастью, отравления мышьяком встречаются довольно редко. Тем не менее, учитывая то, что это вещество достаточно широко применяется в промышленности, инциденты с его участием еще происходят.

Где используется мышьяк

Основное применение в наше время мышьяк находит в электронной промышленности. Он применяется для изготовления высококачественных полупроводниковых материалов - арсенидов.

Используется он и в производстве охотничьей дроби. Дробинки идеально круглой формы получаются из сплава свинца именно с мышьяком.

Соединения мышьяка применяются и в производстве некоторых красок, используемых профессиональными художниками.

Средства на основе мышьяка используются в качестве гербицидов в сельском хозяйстве, в качестве инсектицидов, яда для крыс.

Используют мышьяк и в медицине. Все мы помним выражение: «положили в зуб мышьяк». Да, именно пасту, содержащую мышьяк, еще недавно использовали для удаления сосудисто-нервного пучка зуба. Сейчас, правда, от нее уже почти полностью отказались, заменив на недавно разработанные менее токсичные пасты на основе параформальдегида и анестетика.

Применяют мышьяк в микродозах и в некоторых лекарственных препаратах, в частности, для лечения малокровия. Однако в последнее время появились достоверные данные о канцерогенности даже таких малых доз. Всплеск онкологических заболеваний в 60-70-х годах 20 века некоторые исследователи связывают как раз с широким применением таблеток «для улучшения крови», содержавших мышьяк, в 40-50-х годах. В настоящее время препараты, содержащие соединения мышьяка, применяют редко и только по строгим показаниям, когда необходимость их использования явно перевешивает потенциальный вред.

Чем опасен мышьяк

И сам мышьяк, и все его соединения ядовиты. Отравление мышьяком может быть острым и хроническим. Острое отравление может произойти при случайном проглатывании соединений мышьяка, в результате аварии на производстве, при попытке убийства или самоубийства с использованием этого вещества. Хроническое отравление происходит при длительном воздействии малых доз на производстве, при длительном употреблении загрязненной пищи, воды, лекарственных препаратов, содержащих мышьяк, при проживании в районах, загрязненных отходами производства, содержащими мышьяк.

При остром отравлении наблюдается ожог глотки, тошнота, рвота, понос, боли в животе. Затрудняется дыхание, снижается артериальное давление, возникают судорожные припадки, нарушается функция почек, часто наступает кома.

Хроническое отравление мышьяком проявляется эритродермией, гиперкератозом, гиперпигментацией, шелушащимся дерматитом, часто возникают заболевания органов дыхания - ларингиты, трахеиты, бронхиты. Длительное воздействие малых доз мышьяка провоцирует онкологические заболевания.

При первых признаках острого отравления надо немедленно вызвать «скорую», а до ее приезда принять меры первой помощи: постараться вызвать рвоту, при наличии соответствующих навыков сделать промывание желудка. Активированный уголь при отравлении мышьяком неэффективен, слабительные средства противопоказаны.

Мышьяк (название произошло от слова мышь, использовали для травли мышей) – тридцать третий элемент периодической системы. Относится к полуметаллам. В соединение с кислотой он не образует солей, являясь кислотообразующим веществом. Может образовывать аллотропные модификации . Мышьяк имеет три известные на сегодняшний день структуры кристаллической решётки. Жёлтый мышьяк проявляет свойства типичного неметалла, аморфный – чёрный и самый устойчивый металлический, серый. В природе чаще всего встречается в виде соединений, реже – в свободном состоянии. Наиболее распространёнными являются соединения мышьяка с металлами (арсениды), такие как: мышьяковистое железо (арсенопирит, ядовитый колчедан), никелин (купферникель, назван так из-за своей схожести с медной рудой). Мышьяк является малоактивным элементом, нерастворим в воде, а его соединения относятся к слаборастворимым веществам. Окисление мышьяка происходит во время нагрева, при комнатной температуре эта реакция протекает очень медленно.

Все мышьяковые соединения являются очень сильными токсинами, которые оказывают негативное влияние не только на желудочно-кишечный тракт, но и на нервную систему. Истории известно много нашумевших случаев отравления мышьяком и его производными. Соединения мышьяка использовались в качестве яда не только в средневековой Франции, они были известны ещё в древнем Риме, Греции. Популярность мышьяка как сильнодействующего яда объясняется тем, что обнаружить его в пище практически нереально, он не имеет ни запаха, ни вкуса. При нагревании, превращается в оксид мышьяка. Диагностировать отравление мышьяком достаточно сложно, так как оно имеет схожие симптомы с различными заболеваниями. Чаще всего отравление мышьяком путают с холерою.

Где применяется мышьяк?

Несмотря на свою токсичность, производные мышьяка применяют не только для травли мышей и крыс. Поскольку чистый мышьяк обладает высокой электропроводимостью, то его используют как легирующую добавку, которая придаёт таким полупроводникам, как германий, кремний проводимость необходимого типа. В цветной металлургии мышьяк применяется в качестве присадки, которая придаёт сплавам прочность, твёрдость и коррозионную стойкость в загазованной среде. В стекловарении его добавляют в небольших количествах для осветления стёкол, кроме того, он входит в состав знаменитого «венского стекла». Никелин используют для окраски стекла в зелёный цвет. В кожевенном деле сульфатные соединения мышьяка используют при обработке шкур для удаления волосков. Мышьяк входит в состав лаков и красок. В деревообрабатывающий промышленности применяют мышьяк как антисептик. В пиротехнике из сульфидных соединений мышьяка изготавливают «греческий огонь», применяют в производстве спичек. Некоторые соединения мышьяка используют в качестве боевых отравляющих веществ. Токсические свойства мышьяка используются в стоматологической практике для умерщвления пульпы зуба. В медицине, препараты мышьяка применяют в качестве лекарства, повышающего общий тонус организма, для стимуляции увеличения количества эритроцитов. Мышьяк оказывает угнетающее действие на образование лейкоцитов, поэтому его используют при лечении некоторых форм лейкоза. Известно огромное количество медицинских препаратов, созданных на основе мышьяка, но в последнее время их постепенно заменяют менее токсичные лекарства.

Несмотря на свою токсичность, мышьяк является одним из самых необходимых элементов. При работе с его соединениями необходимо придерживаться правил техники безопасности, что поможет избежать нежелательных последствий.

Элементарный мышьяк находит ограниченное применение в виде добавок к сплавам (на основе Cu, Pb и Sn) и полупроводниковым материалам. Мышьяк особой чистоты используют для синтеза полупроводниковых соединений.

Элементарный мышьяк используется главным образом в качестве добавки (порядка 0,3%) к свинцу при выработке дроби. Добавка эта повышает твердость металла и сообщает ему способность застывать в виде капель строго шарообразной формы.

As 2 O 3 используют, как консервирующее средство при выделке –мехов и кож, в производстве оптических стекол, как инсектицид, в аналитической химии для приготовления эталонных растворов мышьяка, как некротизирующее лекарственное средство. As 2 O 5 применяют как гербицид, антисептик для пропитки древесины. Оксиды As входят в состав образующихся на поверхности полупроводниковых соединений (GaAs, InAs и др.) тонких оксидных пленок, определяющих электрофизические параметры интегральных устройств на основе этих полупроводников.

В системах As-S и As-Se наблюдаются обширные области стеклообразования. Стекла халькогенидов мышьяка – полупроводниковые материалы, используемые в электронике, оптике, бессеребряной фотографии, электрофотографии, запоминающих устройствах. Аурипигмент и реальгар – пигменты, применяемые для приготовления красок для живописи.

Мышьякорганические соединения применяют в качестве лекарственных средств (например, новарсенол, минарсон, осарсол и др.), в электронной промышленности (например, R3As –для легирования эпитаксиальных слоев кремния), в качестве реагентов в аналитической химии.

Соединения мышьяка применяются в медицине, при выделке кож и мехов, в стекольном, фарфоровом и других производствах. Важной областью их использования является сельское хозяйство, где различные производные мышьяка служат одним из основных средств борьбы с вредителями культурных растений.

Все соединения мышьяка, растворимые в воде и слабокислых средах (например, желудочный сок), чрезвычайно ядовиты. ПДК в воздухе мышьяка и его соединений (кроме AsH 3) в пересчете на мышьяк 0,3 мг/м 3 .

Соединения As(III) более ядовиты, чем соединения As(V). Из неорганических соединений особенно опасны As 2 O 3 и AsH 3 . Доза AsO 3 менее 0,1 г при попадании в желудок смертельна для человека. При работе с мышьяком и его соединениями необходимы: полная герметизация аппаратуры, удаление пыли и газов интенсивной вентиляцией, соблюдение личной гигиены (противопылевая одежда, очки, перчатки, противогаз), частый медицинский контроль; к работе не допускаются женщины и подростки. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Помощь и противоядия при отравлении мышьяком: прием водных растворов Na 2 S 2 O 3 , промывание желудка, прием молока и творога; специфическое противоядие – унитиол.

Регулирует фосфорно-кальциевый обмен, так мышьяк регулирует обмен фосфорный.

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.

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.

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.

Основное оружие отравителей или сексуальный стимулятор?

Мышьяк относят к условно эссенциальным, иммунотоксическим для организма человека элементам.

С древних времен мышьяк был известен и как лекарство, и как яд . В Риме славились яды Локусты; в Венеции, например, при дворе держали специалистов–отравителей. И главным компонентом почти всех ядов был мышьяк. Существует предположение, что соединениями мышьяка был отравлен Наполеон на острове Святой Елены .

Симптомы мышьяковистого отравления – металлический привкус во рту, рвота, сильные боли в животе, позже – судороги, паралич, смерть.

В настоящее время установлено, что в малых дозах мышьяк необходим организму человека : он препятствует потере фосфора . Подобно тому, как витамин D регулирует фосфорно-кальциевый обмен, так мышьяк регулирует обмен фосфорный.
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.

Суточная потребность организма человека – 12–15 мкг. Дефицит этого элемента в организме может развиться при его недостаточном поступлении (1 мкг/день и менее).

Всего в организме человека содержится около 15 мг мышьяка.

В организм человека соединения мышьяка попадают с питьевой и минеральной водой, виноградными винами и соками, морепродуктами, медицинскими препаратами, пестицидами и гербицидами.

Около 80% мышьяка всасывается в желудочно-кишечном тракте, 10% поступает через легкие и около 1% – через кожу.

Более 90% неорганических соединений мышьяка растворимы и хорошо абсорбируются. Далее неорганический мышьяк перемещается в печень, где он метилируется. Мышьяк накапливается в легких, печени, коже и тонком кишечнике. Депонируется мышьяк преимущественно в ретикуло-эндотелиальной системе, вероятно, в результате связи арсенита с SH–группами белков, которых относительно больше в этих тканях.
Через 24 часа после поступления из организма выводится 30% мышьяка с мочой и около 4% – с калом. Незначительные количества удаляются с потом, с выпавшими волосами, отслоившейся кожей и желчью.

Биологическая роль в организме человека . Известно, что мышьяк взаимодействует с тиоловыми группами белков, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой. Возможно, мышьяк участвует в некоторых ферментативных реакциях. Как активатор ферментов мышьяк, вероятно, действует как заместитель фосфата. Как ингибитор, мышьяк, очевидно, реагирует с сульфгидрильными группами ферментов.

Мышьяк влияет на окислительные процессы в митохондриях, участвует в нуклеиновом обмене, т.е. имеет прямое отношение к синтезу белка, и необходим для синтеза гемоглобина, хотя и не входит в его состав.

Известно, что в организме млекопитающих мышьяк содержится в восстановленных формах As, NaAs 3+ , которые рассматривают как потенциальные стимуляторы образования металлотионеина с CdCl 2 .

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 даже после окончания общего роста». Однако эти данные не нашли научного подтверждения.

В настоящее время исследуется влияние микродоз препаратов, содержащих мышьяк, как противораковых средств .

Синергисты и антагонисты мышьяка . Мышьяк может усиленно накапливаться в организме при недостаточности селена , и, тем самым, способствовать дефициту селена.
Антагонистами мышьяка является сера , фосфор , селен , витамины С, Е и аминокислоты.
Мышьяк тормозит усвоение организмом цинка , селена, аскорбиновой кислоты, витаминов А и Е, аминокислот.

Признаки недостаточности мышьяка : у человека – дерматиты, анемии; у животных – снижение роста и ненормальное воспроизведение, характеризующийся высокой перинатальной смертностью.
Другие известные симптомы: пониженная концентрация триглицеридов сыворотки крови.

Органами–мишенями при избыточном содержании мышьяка в организме является костный мозг, желудочно-кишечный тракт, кожа, легкие и почки. Мышьяк и все его соединения ядовиты в той или иной степени .

Мышьяк относится к так называемым «тиоловым ядам» . Механизм его токсичности связан с нарушением обмена серы, селена и фосфора. Токсичность мышьяка зависит от химических свойств и снижается в следующем порядке ряда: арсин AsH3 > неорганический As 3+ > органический As 3+ > неорганический As 5+ > соединения арсония AsH 4+ > элементарный мышьяк.

Существует достаточное 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.

Небольшой избыток мышьяка в пищевом рационе вызывает в организме животных аномальную плодовитость , которая характеризуется значительным повышением половой активности и фертильности .

Широкую огласку получила техногенная экологическая катастрофа на юге Индии – из-за повышенного отбора воды из водоносных горизонтов мышьяк стал попадать в питьевую воду. Это вызвало токсическое и онкологическое поражение у десятков тысяч людей.

Причины избытка мышьяка : избыточное поступление (постоянный контакт с мышьяком, загрязнение окружающей среды, курение, злоупотребление виноградным вином, длительное введение препаратов сальварсана), нарушение регуляции обмена мышьяка; усиленное накопление в организме мышьяка при недостаточности селена.

Основные проявления избытка мышьяка : раздражительность, головные боли, нарушение функций печени, развитие жирового гепатоза; кожные аллергические реакции, экзема, дерматит, зуд, язвы, депигментация кожи, ладонно-подошвенный гиперкератоз; конъюнктивит; поражения системы дыхания (фиброз, аллергозы, прорыв носовой перегородки, опухоли); поражения сосудов (в первую очередь – нижних конечностей – ендоангиит) нефропатия, увеличение риска развития новообразований кожи, печени, легких.

При остром отравлении мышьяком наблюдаются боли в животе, рвота, диарея, угнетение центральной нервной системы; развиваются: внутрисосудистый гемолиз, острая почечная, печеночная недостаточность, кардиогенный шок. Сходство симптомов отравления мышьяком с симптомами холеры длительное время позволяло успешно использовать соединения мышьяка (чаще всего – триоксид мышьяка) как смертельный яд.

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

Мышьяк в малых дозах канцерогенен. Однако, в течение длительного времени (до середины 1950–х гг.) его использовали как лекарство, «улучшающие кровь». Такое использование в большинстве случаев приводило к развитию онкологических заболеваний.

Мышьяк необходим : при воспалительных процессах, вызванных протозойным и микробным поражением, при некоторых формах аллергии, при анемии, для повышения аппетита.
При отравлении человека или домашних животных (собак, птиц, свиней, коров) большими дозами селена мышьяк является противоядием. В экспериментах, проведенных на мышах, удалось уменьшить заболеваемость раком именно с помощью специально подобранных доз мышьяка. В воде мышьяка 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».