Отравление мышьяком как токсичным химическим элементом

Отравление мышьяком как тяжелым металлом являющимся естественным компонентом земной коры является самым древним известным человеку воздействием в течение тысяч лет.

Еще с походов Александра Македонского было известно что белый мышьяк при растворении в воде не дает окраски и запаха, но им можно убить человека. Легенда утверждает, что Александр Македонский скончался на 33 году жизни от отравления. Есть версия что были отравлены мышьяком великий композитор Вольфганг Амадей Моцарт (35 лет) и Бонапарт Наполеон.

Из-за своих ядовитых свойств вещество называли порошком для наследников.

Как химический элемент представляет  хрупкий полуметалл стального цвета с зеленоватым оттенком.отравление мышьяком

Соединения мышьяка

Соединения мышьяка доступны как трехвалентный арсенит и пятивалентный арсенат.
Арсенит в десять раз токсичнее арсената. Воздействие на человека гораздо серьезнее чем отравление свинцом.

Вещество существует в трех химических формах: органический, неорганический и газообразный арсин.

Органический мышьяк имеет меньшую острую токсичность по сравнению с неорганическим и газообразным арсином, которые достаточно токсичны.

  • Пятивалентный As5+ (арсенат или органическая форма).
  • Трехвалентная форма As3+ (арсенит или неорганическая форма).
  • Арсин (арсенид водорода) — вещество с формулой AsH3 химическое соединение с водородом. При нормальных условиях — очень токсичный бесцветный газ. Абсолютно химически чистый арсин запаха не имеет, но в воздухе имеет чесночный запах.

Триоксид (As2O3, оксид мышьяка (III)) является трехвалентным соединением и, высокотоксичен, в отличие от менее токсичных пятивалентных арсенатов, которые широко распространены в природе. При растворении триоксида в воде он немедленно превращается в пятивалентные соединения в мышьяковистую кислоту (HAsO2) и проявляет свою токсичность в организме человека.

Органические соединения т.е. с содержанием углерода и мышьяка представляют вещества используемые в качестве гербицида, интексицида, терапевтические средства:

  • Какодиловая кислота (CH 3)AsO2Н – контактный пестицид.
  • Арсаниловая кислота C 6 H 8 AsNO3 – кормовая добавка и инъекции.
  • Химиотерапевтические средства новарсенол, миарсенол, осарсол, аминарсон…

Отравление мышьяком, в основном, происходит при приеме внутрь, но возможны вдыхание и всасывание через кожу. Этот тяжелый вредный металл встречается в морепродуктах естественным образом в виде нетоксичных органических соединений, таких как арсенобетаин, который может вызывать повышенный уровень вещества в моче.

Достаточная доза для отравления: 5-50 мг.
Летальная доза для человека: 50-300 мг.

отравление мышьяком

Токсикологические эффекты

Клиническая картина хронического отравления мышьяком варьирует в широких пределах.

В ней обычно преобладают изменения кожи, слизистых оболочек, неврологические, сосудистые и гематологические поражения. Нарушение работы желудочно-кишечного тракта, повышенное слюноотделение, нерегулярная диспепсия, спазмы в животе и потеря веса также могут возникнуть. Нередки сообщения о снижении сексуальной активности у лиц с хроническим воздействием мышьяка.

Этот химический элемент и его неорганические соединения давно известны как нейротоксичные. Сообщалось о периферической невропатии у работников завода, где хроническое воздействие мышьяковой пыли вызывало снижение скоростей периферической нервной проводимости.

Кожа является общим критическим органом у людей, подвергающихся воздействию неорганических соединений мышьяка. Экзематоидные симптомы могут развиваться с различной степенью тяжести. Гиперкератоз, бородавки и меланоз кожи являются наиболее часто наблюдаемыми поражениями при хроническом воздействии.отравление мышьяком

Повышенная смертность от сердечно-сосудистых заболеваний отмечалась в эпидемиологических исследованиях работников металлургических предприятий, подвергшихся воздействию высоких уровней этого вещества в воздухе. Наблюдалось нарушение периферических сосудов, приводящее к гангрене конечностей, известное как болезнь Блэкфута.

Неорганический мышьяк оказывает ингибирующее действие на кроветворение, вызывая анемию, чаще всего гипопластического типа. В тяжелых случаях отравление мышьяком может развиться агранулоцитоз или тромбопения. Сообщалось об увеличении числа самопроизвольных абортов и снижении средней массы тела при рождении среди работников связанных с этим веществом и среди лиц, проживающих в непосредственной близости от его производства. Частота врожденных пороков развития в потомстве у женщин, работающих на таких комбинатах, также была выше.

Агентства по охране окружающей среды рассматривает гиперпигментацию, кератоз и возможные сосудистые осложнения (болезнь Блэкфута) в качестве критических эффектов и заявляют, что принятое значение 0,3 мкг/кг в день много. Они предлагают 0,0008 мг/кг в день в качестве референтной дозы в случае хронического перорального воздействия на человека.

Канцерогенные эффекты

Имеются достаточные доказательства того, что неорганические соединения мышьяка являются канцерогенами кожи и легких у человека. Канцерогены вызывают новообразования.

В ряде исследований было показано, что воздействие неорганических соединений может повышать риск развития рака легких у работников металлургических предприятий занятых в производстве мышьяксодержащих пестицидов и шахтеров, добывающих металлические руды. Данные часто указывают на положительные отношения доза – ответ. В этих ситуациях воздействия встречаются как трехвалентные, так и пятивалентные соединения мышьяка, и в настоящее время нельзя исключать возможность того, что любая форма неорганического мышьяка может вызывать канцерогенные реакции.

Результаты исследований по взаимодействию неорганического мышьяка с курением противоречивы: одно из проведенных исследований предоставило доказательства мультипликативного взаимодействия. Взаимодействие между мышьяком и курением оказалось менее выраженным у заядлых курильщиков. По-видимому отравление табаком нейтрализовало отравление мышьяком.

Некоторые другие исследования населения, проживающего вблизи медеплавильных заводов и других точечных источников выбросов мышьяка в атмосферу, выявили умеренное увеличение смертности от рака легких.

Было установлено, что значительно повышенные стандартные коэффициенты смертности от рака мочевого пузыря, легких, печени, почек, кожи и толстой кишки наблюдаются у населения, где загрязнение воды этим тяжелым металлом является эндемичным. Рак легких рассматривается как критический эффект после воздействия через ингаляцию.

Частое повышение хромосомных отклонений от норм было обнаружено в лимфоцитах периферической крови виноградарей, подвергшихся воздействию и, таким образом, отравлению мышьяком. Отклонения выявлены и у больных псориазом, получавших лечение с помощью этого химического элемента, у работников медеплавильного завода, подвергшихся воздействию вещества.

Формы отравления мышьяком

Основные клинические симптомы отравления мышьяком: снижение кровяного давления, нарушение деятельности центральной нервной системы, системы пищеварения, судороги.
Существуют две формы острого отравления мышьяком: желудочно-кишечную и паралитическую:

  • При желудочно-кишечной форме появляется металлический вкус во рту, сильнейшие боли в животе, рвота, понос. Стул имеет примесь крови. Это связано с тем, что вещество способствует расширению капилляров и проницаемости стенок сосудов куда пропотевает плазма крови нарушая кровообращение.
  • Паралитическая форма отравления мышьяком происходит при большом поступлении в организм этого вещества (более 100 мг). Симптомы отравления приводят к остановке дыхания. Отравление при этом протекает быстро поэтому явления формы желудочно-кишечного тракта не успевают развиться.

Для профилактики отравления ядами на основе мышьяка применяются вещества, не наносящие вред организму при длительном применении. Например пектины которые способны связывать катионы мышьяка. Имеются свойства камня шунгит по нейтрализации этого токсина.