Мышьяк элемент. Свойства мышьяка. Применение мышьяка. Опасный элемент мышьяк – сферы применения

Мышьяк - химический элемент 5-группы 4-го периода таблицы Менделеева с атомным номером 33. Является хрупким полуметаллом стальной окраски с зеленоватым оттенком. Сегодня мы с вами подробнее рассмотрим, что такое мышьяк, и познакомимся с основными свойствами это элемента.

Общая характеристика

Уникальность мышьяка заключается в том, что он встречается буквально везде - в горных породах, воде, минералах, почве, растительном и животном мире. Поэтому его часто называют не иначе как вездесущий элемент. Мышьяк беспрепятственно распределяется по всем географическим регионам планеты Земля. Причиной тому являются летучесть и растворимость его соединений.

Название элемента связано с его использованием для истребления грызунов. Латинское слово Arsenicum (формула мышьяка в периодической таблице - As) образовалось от греческого Arsen, означающего «сильный» или «мощный».

В организме среднестатистического взрослого человека содержится порядка 15 мг этого элемента. В основном он концентрируется в тонком кишечнике, печени, легких и эпителии. Всасывание вещества осуществляется желудком и кишечником. Антагонистами мышьяка выступают сера, фосфор, селен, некоторые аминокислоты, а также витамины Е и С. Сам элемент ухудшает всасывание цинка, селена, а также витаминов А, С, В9 и Е.

Как и многие другие вещества, мышьяк может быть и ядом, и лекарством, все зависит от дозы.

Среди полезных функций такого элемента, как мышьяк, можно выделить:

1. Стимулирование усвоения азота и фосфора.
2. Улучшение кроветворения.
3. Взаимодействием с цистеином, белками и липоевой кислотой.
4. Ослабление окислительных процессов.

Суточная потребность в мышьяке для взрослого человека составляет от 30 до 100 мкг.

Историческая справка

Один из этапов развития человечества носит названием «бронзовый», так как в этот период люди сменили каменное оружие на бронзовое. Данный металл представляет собой сплав олова с медью. Однажды при выплавке бронзы мастера случайно использовали вместо медной руды продукты выветривания медно-мышьякового сульфидного минерала. Полученный сплав легко отливался и отлично ковался. В те времена никто еще не знал, что такое мышьяк, но залежи его минералов намеренно искали для производства качественной бронзы. Со временем от этой технологии отказались, очевидно, из-за того, что при ее использовании часто возникали отравления.

В Древнем Китае пользовались твердым минералом под названием реальгар (As 4 S 4). Его применяли для резьбы по камню. Так как под воздействием температуры и света реальгар превращался в другое вещество - As 2 S 3 , от него также вскоре отказались.

В 1 веке до нашей эры, римский ученый Плиний Старший вместе с ботаником и врачом Диоскоридом описывали минерал мышьяка под названием аурипигмент. Его название переводится с латыни как «золотая краска». Вещество применяли как желтый краситель.

В средневековье алхимики классифицировали три формы элемента: желтую (сульфид As 2 S 3), красную (сульфид As 4 S 4) и белую (оксид As 2 О 3). В 13 веке при нагреве желтого мышьяка с мылом алхимики получали металлоподобное вещество. Вероятнее всего, оно было первым образцом чистого элемента, полученного искусственным образом.

Что такое мышьяк в чистом виде, узнали в начале 17 века. Произошло это, когда Иоганн Шредер, восстанавливая древесным углем оксид, выделил этот элемент. Спустя несколько лет французскому химику Никола Лемери удалось получить вещество путем нагрева его оксида в смеси с мылом и поташом. В следующем веке мышьяк был уже хорошо известен в статусе полуметалла.

Химические свойства

В периодической системе Менделеева химический элемент мышьяк расположен в пятой группе и причислен к семейству азота. В естественных условиях он представлен единственным стабильным нуклидом. Искусственным путем получают более десяти радиоактивных изотопов вещества. Диапазон значений периода полураспада у них довольно широкий - от 2-3 минут до нескольких месяцев.

Хоть мышьяк иногда и нарекают металлом, он скорее относится к неметаллам. В соединении с кислотами он не образует солей, однако является сам по себе кислотообразующим веществом. Именно поэтому элемент идентифицируют как полуметалл.

Мышьяк, как и фосфор, может находиться в различных аллотропных конфигурациях. Одна из них - серый мышьяк, представляет собой хрупкое вещество, которое на изломе имеет металлический блеск. Электропроводность данного полуметалла в 17 раз ниже, чем у меди, но в 3,6 выше, чем у ртути. С повышением температуры она уменьшается, что характерно для типичных металлов.

При быстром охлаждении мышьяковых паров до температуры жидкого азота (-196 °С) можно получить мягкое вещество желтоватого цвета, напоминающее желтый фосфор. При нагревании и воздействии ультрафиолета желтый мышьяк моментально превращается в серый. Реакция сопровождается выделением тепла. Когда пары конденсируются в инертной атмосфере, образуется еще одна форма вещества - аморфная. Если осадить пары мышьяка, на стекле появляется зеркальная пленка.

Внешняя электронная оболочка данного вещества имеет такое же строение, как фосфор и азот. Как и фосфор, мышьяк образует три ковалентные связи. При сухом воздухе он имеет устойчивую форму, а с повышением влажности - тускнеет и покрывается черной оксидной пленкой. При воспламенении пары вещества горят голубым пламенем.

Так как мышьяк инертен, на него не воздействуют вода, щелочи и кислоты, которые не обладают окислительными свойствами. При контакте вещества с разбавленной азотной кислотой образуется ортомышьяковистая кислота, а с концентрированной - ортомышьяковая. Также мышьяк реагирует с серой, образуя сульфиды разного состава.

Нахождение в природе

В природных условиях такой химический элемент, как мышьяк, часто встречается в соединениях с медью, никелем, кобальтом и железом.

Состав минералов, которые образует вещество, обусловлен его полуметаллическими свойствами. На сегодняшний день известно более 200 минералов этого элемента. Так как мышьяк может находиться в отрицательной и положительной степенях окисления, он легко взаимодействует со многими другими веществами. При положительном окислении мышьяка он выполняет функции металла (в сульфидах), а при отрицательном - неметалла (в арсенидах). Содержащие этот элемент минералы имеют довольно сложный состав. В кристаллической решетке полуметалл может заменять атомы серы, сурьмы и металлов.

Многие соединения металлов с мышьяком с точки зрения состава скорее относятся не к арсенидам, а к интерметаллическим соединениям. Некоторые из них отличаются переменным содержанием главного элемента. В арсенидах одновременно могут присутствовать сразу несколько металлов, атомы которых при близком радиусе ионов могут замещать друг друга. Все минералы, которые причисляют к арсенидам, наделены металлическим блеском, непрозрачны, тяжелы и прочны. Среди естественных арсенидов (всего их около 25) можно отметить следующие минералы: скуттерудит, раммельсбрергит, никелин, леллингрит, клиносаффлорит и прочие.

Интересными с точки зрения химии являются те минералы, в которых мышьяк присутствует одновременно с серой и играет роль металла. Они имеют очень сложное строение.

Природные соли мышьяковой кислоты (арсенаты) могут иметь разную окраску: эритрит - кобальтовую; симплезит, аннабергит и скорид - зеленую, а рузвельтит, кеттигит и гернесит - бесцветную.

По своим химическим свойствам мышьяк достаточно инертен, поэтому его можно встретить в самородном состоянии в виде сросшихся кубиков и иголочек. Содержание примесей в самородке не превышает 15 %.

В почве содержание мышьяка колеблется в приделах 0,1-40 мг/кг. В районах вулканов и местах, где залегает мышьяковая руда, этот показатель может доходить до 8 г/кг. Растения в таких местах гибнут, а животные болеют. Подобная проблема характерна для степей и пустынь, где не происходит вымывание элемента из почвы. Обогащенными считаются глинистые породы, так как в них содержание мышьяковистых веществ вчетверо больше, чем в обычных.

Когда чистое вещество в процессе биометилирования превращается в летучее соединение, оно может выноситься из почвы не только водой, но и ветром. В обычных районах концентрация мышьяка в воздухе составляет в среднем 0,01 мкг/м 3 . В промышленных же районах, где работают заводы и электростанции, этот показатель может достигать и 1 мкг/м 3 .

Умеренное количество мышьяковистых веществ может содержаться в составе минеральной воды. В лечебных минеральных водах, согласно общепринятым нормативам, концентрация мышьяка не должна превышать 70 мкг/л. Здесь стоит отметить, что даже при более высоких показателях отравление может произойти только при регулярном употреблении такой воды.

В природных водах элемент может находиться в различных формах и соединениях. Трехвалентный мышьяк, к примеру, гораздо токсичнее, чем пятивалентный.

Получение мышьяка

Элемент получают как побочный продукт переработки свинцовых, цинковых, медных и кобальтовых руд, а также во время добывания золота. В составе некоторых полиметаллических руд содержание мышьяка может доходить до 12 %. При их нагревании до 700 °С происходит сублимация - переход вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. Важным условием для осуществления этого процесса является отсутствие воздуха. При нагревании мышьяковых руд на воздухе образуется летучий оксид, получивший название «белый мышьяк». Подвергнув его конденсации с углем, восстанавливают чистый мышьяк.

Формула получения элемента выглядит следующим образом:

• 2As 2 S 3 +9O 2 =6SO 2 +2As 2 O 3 ;
• As 2 O 3 +3C=2As+3CO.

Добыча мышьяка относится к опасным производствам. Парадоксальным является тот факт, что наибольшее загрязнение окружающей среды этим элементом происходит не вблизи предприятий, которые его производят, а около электростанций и заводов цветной металлургии.

Еще один парадокс состоит в том, что объемы получения металлического мышьяка превышают потребность в нем. В сфере добывания металлов это очень редкое явление. Излишки мышьяка приходится утилизировать путем захоронения металлических контейнеров в старые шахты.

Наибольшие залежи мышьяковых руд сосредоточены в таких странах:

1. Медно-мышьяковые - США, Грузия, Япония, Швеция, Норвегия и государства Средней Азии.
2. Золото-мышьяковые - Франция и США.
3. Мышьяково-кобальтовые - Канада и Новая Зеландия.
4. Мышьяково-оловянные - Англия и Боливия.

Определение

Лабораторное определение мышьяка производится путем осаждения желтых сульфидов из солянокислых растворов. Следы элемента определяют по методу Гутцейта или с помощью реакции Марша. В последние полвека были созданы всяческие чувствительные методики анализа, которые позволяют выявить даже совсем небольшое количество данного вещества.

Некоторые соединения мышьяка анализируют с помощью селективного гибридного метода. Он предполагает восстановление исследуемого вещества в летучий элемент арсин, который затем вымораживают в емкости, охлажденной с помощью жидкого азота. Впоследствии при медленном подогреве содержимого емкости различные арсины начинают испаряться отдельно друг от друга.

Промышленное использование

Практически 98% добываемого мышьяка не применяют в чистом виде. Широкое использование в различных отраслях промышленности получили его соединения. Ежегодно идет добыча и переработка сотен тон мышьяка. Его добавляют в подшипниковые сплавы для повышения их качества, применяют для повышения твердости кабелей и свинцовых аккумуляторов, а также используют в производстве полупроводниковых приборов вместе с германием или кремнием. И это лишь самые масштабные направления.

Как легирующая добавка мышьяк придает проводимость некоторым «классическим» полупроводникам. Его добавка к свинцу значительно увеличивает прочность металла, а к меди - текучесть, твердость и коррозионную стойкость. Мышьяк также иногда добавляют в некоторые сорта бронз, латуней, баббитов и типографических сплавов. Однако зачастую металлурги стараются все же избегать использования этого вещества, так как оно небезопасно для здоровья. Для некоторых металлов большие количества мышьяка также вредны, поскольку они ухудшают свойства исходного материала.

Оксид мышьяка нашел применение в стекловарении в качестве осветлителя стекла. В этом направлении его использовали еще древние стеклодувы. Мышьяковистые соединения являются сильным антисептическим средством, поэтому с их помощью консервируют меха, чучела и шкуры, а также создают необрастающие краски для водного транспорта и пропитки для древесины.

Благодаря биологической активности некоторых производных мышьяка, вещество используется в производстве стимуляторов роста растений, а также лекарственных препаратов, в том числе противоглистных средств для скота. Средства, содержащие данный элемент, применяют для борьбы с сорняками, грызунами и насекомых. Раньше, когда люди не задумывались, о том, можно ли мышьяк использовать для производства продуктов питания, в сельском хозяйстве элемент имел более широкое применение. Однако после выявления его ядовитых свойств веществу пришлось искать замену.

Важными областями применения данного элемента являются: производство микросхем, волоконной оптики, полупроводников, пленочной электроники, а также выращивание микрокристаллов для лазеров. Для этих целей используют газообразные арсины. А изготовление лазеров, диодов и транзисторов не обходится без арсенидов галлия и индия.

Медицина

В тканях и органах человека элемент представлен главным образом в белковой фракции, в меньше мере - в кислоторастворимой. Он участвует в брожении, гликолизе и окислительно-восстановительных реакциях, а также обеспечивает распад сложных углеводов. В биохимии соединения данного вещества используются в качестве специфических ферментных ингибиторов, которые необходимы для изучения метаболических реакций. Мышьяк необходим человеческому организму как микроэлемент.

Применение элемента в медицине менее обширное, нежели в производстве. Его микроскопические дозы используются для диагностики всяческих заболеваний и патологий, а также лечения стоматологических болезней.

В стоматологии мышьяк применяет для удаления пульпы. Небольшая порция пасты содержащей мышьяковистую кислоту, буквально за сутки обеспечивает отмирание зуба. Благодаря ее действию, удаление пульпы проходит безболезненно и беспрепятственно.

Широкое применение мышьяк получил также в лечении легких форм лейкоза. Он позволяет снизить или даже подавить патологическое формирование лейкоцитов, а также простимулировать красное кроветворение и выделение эритроцитов.

Мышьяк как яд

Все соединения данного элемента являются ядовитыми. Острое отравление мышьяком приводит к болям в животе, диареи, тошноте и угнетению центральной нервной системы. Симптоматика интоксикации этим веществом напоминает симптоматику холеры. Поэтому ранее в судебной практике часто встречались случаи умышленного отравления мышьяком. В криминальных целях элемент наиболее часто использовался в виде триоксида.

Симптомы интоксикации

На первых порах отравление мышьяком проявляется металлическим вкусом во рту, рвотой и болями в животе. Если не принять меры, могут начаться судороги и даже паралич. В самом худшем случае отравление может привести к летальному исходу.

Причиной отравления могут стать:

1. Вдыхание пыли, содержащей мышьяковистые соединения. Происходит, как правило, на заводах по получению мышьяка, на которых не соблюдаются правила охраны труда.
2. Употребление отравленной пищи или воды.
3. Применение некоторых лекарственных средств.

Первая помощь

Наиболее общедоступным и известным противоядием в случае интоксикации мышьяком является молоко. Содержащийся в нем белок казеин образует с ядовитым веществом нерастворимые соединения, которые не могут всасываться в кровь.

В случае острого отравления для быстрой помощи пострадавшему ему нужно сделать промывание желудка. В больничных условиях проводят также гемодиализ, нацеленный на очистку почек. Из лекарственных препаратов применяют универсальный антидот - "Унитиол". Дополнительно могут быть использованы вещества-антагонисты: селен, цинк, сера и фосфор. В дальнейшем больному в обязательном порядке назначают комплекс из аминокислот и витаминов.

Дефицит мышьяка

Отвечая на вопрос: «Что такое мышьяк?», стоит отметить, что в небольших количествах он необходим человеческому организму. Элемент считается иммунотоксичным, условно эссенциальным. Он принимает участие практически во всех важнейших биохимических процессах человеческого организма. На дефицит этого вещества могут указывать такие признаки: снижение в крови концентрации триглицеридов, ухудшения в развитии и росте организма.

Как правило, при отсутствии серьезных проблем со здоровьем о недостатке мышьяка в рационе переживать не приходится, так как элемент содержится едва ли не во всех продуктах растительного и животного происхождения. Этим веществом особенно богаты морепродукты, злаки, виноградное вино, соки, и питьевая вода. В течение суток из организма выводится 34% потребляемого мышьяка.

При анемии вещество принимают для повышения аппетита, а при отравлении селеном он выступает действенным противоядием.

Всем давно известно, что мышьяк может быть и лекарством, и ядом. Но, несмотря на ядовитые свойства, мышьяк для нашего организма очень необходим, т. к. он препятствует потере фосфора. Фосфорно-кальциевый обмен регулируется витамином D, а фосфорный обмен регулируется мышьяком.

Если в организме содержится недостаточное количество мышьяка, то могут возникнуть некоторые формы аллергии.

Если у человека анемия, нет аппетита, то для устранения таких симптомов в ряде случаев используется мышьяк. При отравлении большой дозой селена, играет мышьяк роль хорошего противоядия. Когда на мышах проводили эксперименты, было выяснено, что с помощью определенных доз мышьяка можно уменьшить заболеваемость раком.

Однако при повышении концентрации мышьяка в продуктах или почве увеличивается число смертельных случаев, которые вызваны раком глаз, гортани, белокровием. Происходит это, потому что доза приближается к ядовитой.

В организме мышьяк содержится в волосах и ногтях, примерно 15 - 20 мг.

Мышьяк в продуктах питания.

Мышьяк содержится в большинстве продуктов растительного и животного происхождения, кроме рафинированного сахара. Поэтому нет необходимости специально заботиться об этом микроэлементе. То количество мышьяка, которое присутствует в растениях, обычно бывает достаточно для организма. Но очень важно знать, что не стоит злоупотреблять морскими продуктами, такими как креветки, омары, лангусты и другие, иначе можно получить повышенное количество яда.

Некоторые виды морской рыбы и съедобные моллюски считаются самым богатым натуральным источником мышьяка.

Мышьяк как микроэлемент в организм человека поступает с питьевой, минеральной водой, соками, винами, морепродуктами, пестицидами, гербицидами, медицинскими препаратами. В основном мышьяк депонируется в ретикуло-эндотелиальной системе. Оптимальной интенсивностью поступления мышьяка в организм считается 50-100 мкг/день. Если в организм поступает 1 мкг или менее мышьяка в день, то может развиться дефицит элемента, порог токсичности составляет 20 мг в день.

В рыбьем жире содержится наибольшее количество мышьяка - примерно до 10 мг/кг, в вине - до 1 мг/л. Питьевая вода включает мышьяка чуть меньше 10 мкг/л. Однако в таких странах, как Индия, Бангладеш, Мексика, Тайвань, мышьяк в воде присутствует в более значительных дозах - более 1 мг/л. Вследствие этого часто могут происходить массовые хронические отравления мышьяком, развивается так называемое заболевание «черной стопы».

В желудочно-кишечном тракте человека всасывается порядка 80% мышьяка, через легкие поступает 10% и через кожу - около 1%. 30% мышьяка выводится из организма с мочой через сутки после его поступления, примерно 4% - с фекалиями. Мышьяк в организме накапливается в коже, легких, печени, тонком кишечнике. В норме в организме человека должно содержаться около 15 мг данного элемента. Мышьяк относится к иммунотоксичным, условно эссенциальным элементам. Взаимодействует мышьяк с тиоловыми группами белков, глутатионом, цистеином, липоевой кислотой. Мышьяк принимает участие во многих важных биохимических процессах, например, в окислительных процессах в митохондриях.

Избыток мышьяка в организме и отравление ним.

Все соединения мышьяка, как и сам мышьяк, ядовиты. Если возникает острое отравление мышьяком, начинается рвота с поносом, нарушения со стороны ЦНС. Так как симптомы отравления мышьяком сходны с симптомами холеры, это на протяжении долгого времени успешно позволяло использовать соединения мышьяка как смертельный яд, самое распространенное соединение - триоксид мышьяка.

Есть территории, где содержание мышьяка в почве и воде достаточно велико. В этих регионах у людей наблюдается эндемический зоб, мышьяк способен накапливается в щитовидной железе.

Симптомы отравления мышьяком распознать нетрудно, во рту возникает металлический вкус, начинается рвота, сильнейшие боли в животе. Далее появляются судороги, паралич, и наступает смерть. Молоко при отравлении мышьяком является самым общедоступным и известным противоядием, точнее даже казеин - белок молока. Именно казеин в комплексе с мышьяком способен образовывать не всасывающее в кровь нерастворимое соединение.

Отравление мышьяком может возникнуть при употреблении отравленной воды и еды, в производственных условиях - при вдыхании разнообразных соединений мышьяка, а также при применении некоторых медицинских препаратов. Если в организме наблюдается избыток мышьяка, то костный мозг, пищеварительный тракт, почки, кожа, легкие становятся органами-мишенями. Доказательств того, что неорганические соединения мышьяка канцерогенны, существует достаточно. Среди рабочих, которые трудятся на производстве пестицидов, выплавке сплавов данного элемента с другими металлами, в особенности меди, при добыче золота зарегистрирован один из самых высоких уровней смертности от рака легких. Рак кожи (рак Боуэна) часто может возникнуть при долгом употреблении воды, загрязненной мышьяком, а также при длительном применении лекарственных препаратов. Существует версия, что гемангиоэндотелиома печени также считается арсенозависимой опухолью. Если возникает острое отравление мышьяком, то надо промыть желудок, при поражении почек проводится гемодиализ. В качестве антидотов используется унитиол. Кроме того, рекомендовано применять антагонистические свойства цинка, фосфора, серы, и дополнительно делать инъекции витаминов А, С, Е и различных .

Применение мышьяка.

Мышьяк нашел широкое применение для лечения кариеса в стоматологии. По статистике, кариес является одним из наиболее самых распространенных заболеваний в стоматологии, практически невозможно найти хоть одного человека, у которого были бы здоровые зубы. Кариес начинается с того, что разрушаются известковые соли зубной эмали, и тогда болезнетворные микробы распространяются, проникая сквозь ослабевший зуб, во внутреннюю мягкую часть. Так появляется "кариозная полость", если вовремя посетить врача-стоматолога, то можно просто очистить кариозную полость и заполнить ее пломбировочным материалом, в этом случае нерв удалять не придется, а значит зуб останется живым. В случае, если не обратиться вовремя к врачам, кариозная полость дойдет до пульпы - это содержащая нервы, лимфатические и кровеносные сосуды ткань, она воспаляется и нерв удаляется. На обнаженную пульпу кладут крупинку мышьяка Начинается воспаление, и тогда врачи, во избежание самого худшего, решают убить нерв, его кислота убивает пульпу в течение двух суток, после чего зуб мертв.

МЫШЬЯК (Arsenicum, As ) - химический элемент V группы периодической системы Д. И. Менделеева, соединения к-рого в медицине используются в качестве лекарственных средств; радиоизотопы мышьяка применяют для изучения его обмена в организме и для диагностики опухолей головного мозга (однако в этой области мышьяк вытесняется более совершенными радиофармацев-тическими препаратами технеция-99м и др.). М. относят к микроэлементам (см.). При добыче мышьяковых руд и работе с веществами, содержащими М., необходима особая осторожность, т. к. М. и особенно его соединения представляют собой значительную профвредность. Соединения М. могут служить причиной острых и хрон, отравлений населения и персонала, имеющего с ними контакт. М. является также одним из наиболее сильных канцерогенов и тератогенов. Соли М. и другие его хим. соединения очень ядовиты, их применяют в качестве инсектицидов и гербицидов. Соединения М., попадая в организм, обладают способностью кумулироваться (в частности, в волосах и ногтях).

Содержание М. в земной коре составляет 0,0005 вес. %. В природе в чистом виде М. встречается редко; он распространен преимущественно в виде соединений с серой - сульфидов М. и сульфоарсенидов, реже в виде арсенатов (соли к-т 5-валентного М.) и арсенидов (соединения М. с металлами). Соли мышьяковистой к-ты, где М. трехвалентен, называются арсенитами. Известно св. 120 минералов, содержащих М., из к-рых наиболее распространены мышьяковый колчедан, мышьяковистый колчедан, реильгар (As 4 S 4). В рудах М. чаще всего встречаются в комплексе с благородными и цветными металлами и серой. При сплавлении со щелочами М. образует очень ядовитый мышьяковистый водород - бесцветный газ без запаха (в чистом состоянии). Весьма ядовиты также все ар-сенаты и арсениты, к-рые используются в качестве инсектицидов.

Содержание М. в незагрязненных пищевых продуктах низкое - в среднем сотые доли миллиграмма на 1 кг веса (массы); содержание М. в суточном пищевом рационе человека, как правило, не превышает 1 мг. Вода незагрязненных соединениями М. поверхностных водоемов содержит в 1 л несколько микрограммов (тысячных долей миллиграмма) М., однако концентрация его в воде нек-рых минеральных источников достигает нескольких десятков миллиграммов на 1 л (см. Мышьяковистые воды). Допустимая концентрация М. в питьевой воде по ГОСТ 2874-73 составляет 0,05 мг/л.

Атомный номер М. 33, атомный вес (масса) 74,9216; атомный радиус 1,48 А, относительная плотность 5,72 г/см 3 (при 20°). Валентность М. в соединениях +3, + 5, -3, реже +2. М. состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 75. Искусственно получены 14 радиоизотопов М. с массовыми числами от 68 до 85, два из к-рых имеют также изомеры (см. Изомерия).

Большинство радиоактивных изотопов М.- короткоживущие и ультракороткожив ущие, с периодами полураспада от секунд до десятков часов. В медицине в небольшом объеме применяются два радиоизотопа - с массовыми числами 74 (период полураспада 17,9 дня) и 76 (период полураспада - 26,4 часа). Потенциально подходящим для клин, исследований является также 72As, имеющий период полураспада 26 час.

76 As получают облучением природных соединений М. тепловыми нейтронами в ядерном реакторе, a 74As - на ускорителе заряженных частиц, чаще всего облучая германиевую мишень дейтронами на циклотроне, по реакции 73 Ge (d, n)- 74 As. Однако в этом случае по попутным реакциям образуются и другие радиоизотопы М. 72As можно получать с помощью изотопного генератора на основе материнского 72Se (период полураспада 8,4 дня), по реакции 70Ge (d, 2п) 72 Se->72As. 76As распадается с испусканием многокомпонентного спектра (3-излучения, основные составляющие к-рого имеют максимальные энергии Ер, равные 2,97 (54%); 2,41 (29%); 1,85(4%) и 1,76 МэВ (8%). Распад сопровождается V-излучением, охватывающим энергии от 0,510 до 2,656 МэВ. 74As распадается с помощью электронного захвата (39%), пози-тронного излучения (29%) с энергией Ез+ = = 1,54 (3,5%)и 0,91 МэВ (26%) и (3-излучения (32%) с энергией Ер = 1,35 (18%) и 0,72 МэВ (14%)- Распад также сопровождается 7-излучением в широком диапазоне энергий. 72As распадается путем электронного захвата и многокомпонентного позитрон-ного излучения, одновременно испуская широкий спектр v-излучения.

М. имеет не менее трех основных аллотропических модификаций, из к-рых две кристаллические и одна аморфная. М. в наиболее устойчивой при обычных условиях форме представляет собой хрупкий серый металл; при атмосферном давлении возгоняется, не плавясь, при 615°. При конденсации паров М. образуется желтый М.- прозрачные кристаллы* по консистенции напоминающие воск, с плотностью 1,97 г/см 3 , при действии света или при нагревании желтый М. переходит в серый М. Существуют также стекловидно-аморфные модификации: черный М. и бурый М., к-рые превращаются в серый М. при нагревании до температуры выше 270°. Из арсенатов и арсенитов растворимы в воде только соли щелочных металлов и аммония. Азотной к-той и царской водкой М. окисляется в мышьяковую к-ту H 3 AsO 4 . Эта к-та применяется как исходный продукт для получения используемых в медицине органических соединений М. С кислородом М. образует мышьяковистый ангидрид As 2 O 3 и мышьяковый ангидрид As 2 O 5 . При окислении As 2 O 3 азотной к-той может быть также получена мышьяковая к-та H 3 AsO 4 .

В промышленности М. получают нагреванием минерала - мышьякового колчедана или (реже) восстановлением As 2 O 3 с помощью угля. Для добычи М. используются и нек-рые другие минералы.

Наиболее распространенный и доступный метод выделения М. из субстратов биол, происхождения - это минерализация (см.) при помощи серной и азотной к-т. Качественно в минерализате М. может быть обнаружен методом, основанным на способности соединений М. восстанавливаться водородом до мышьяковистого водорода, к-рый обнаруживается затем качественными реакциями, напр, реакцией образования так наз. мышьякового зеркала, заключающейся в оседании на поверхности стекла металлического М. (так наз. проба Марша). Для количественного определения М. чаще всего применяют колориметрические методы: с диэтилдитиокарбаматом серебра в пиридине (чувствительность метода 0,04 мг As на пробу) и с использованием молибденовокислого аммония с серной к-той и электролитной медью для определения AsH3 (чувствительность метода - 0,002 мг AsH3 на пробу). Классическим методом количественного определения М. в чистом р-ре его солей является йодометрический метод, однако для практических целей он применяется редко.

Среднее содержание М. в теле человека - 0,08-0,2 мг/кг. В крови М. концентрируется в эритроцитах, где связывается с гемоглобином. Наибольшее его количество обнаружено в почках и печени. В тканях М. содержится в основном в белковой фракции. Он участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Существует представление, согласно к-рому М. выполняет в организме какие-то функции, возможно и полезные, однако прямых доказательств этого нет.

М. постепенно выводится из организма, однако, поскольку период его полувыведения достаточно велик (280 дней), при постоянном поступлении М. в организме происходит его кумуляция.

Профессиональные вредности

Поступление в организм человека соединений М. может происходить в производственных условиях, а также вне производства с воздухом (за счет промышленных выбросов), с водой (за счет загрязнения ее промышленными стоками), а также с природными подземными водами (за счет контакта с богатыми М. породами), с пищевыми продуктами, загрязненными М.

В окружающей человека среде из всех соединений М. больше всего содержится его солей - арсенитов натрия и кальция, а также арсената кальция, применяемых в качестве инсектицидов. Эти соединения могут загрязнять почву и с.-х. продукты, смываться с почвы талыми и дождевыми водами в поверхностные водоемы, проникать в грунтовые воды. Большое количество соединений М. может выбрасываться в атмосферу и поступать со сточными водами в водоемы в р-не расположения промышленных предприятий цветной металлургии, перерабатывающих железную, медную, свинцовую, цинковую руду, содержащую примеси мышьяка, а также в р-не предприятий по производству инсектофунгицидов, предприятий золотодобывающей промышленности, крупных электростанций, работающих на углях нек-рых месторождений, и др.

Опасность соединений М. зависит от их способности растворяться в воде и биол, жидкостях. К высокотоксичным и высокоопасным соединениям М. относят мышьяковистый водород (AsH3, арсин), оксиды М.: окись As (III) - мышьяковистый ангидрид, белый мышьяк (As203); окись As (V) - мышьяковый ангидрид (As2O5); хлорид As (III), AsCl3, а также органические соединения М.

Плохо растворимые в воде соединения М., напр, сульфиты и сульфиды М., относительно малотоксичны.

Токсическая доза соединений М. при однократном поступлении находится в пределах 0,01-0,05 г (при повышенной чувствительности к М. 0,001 г), смертельная доза - 0.06 - 0,2 г.

Общий характер отравляющего действия соединений М. на животных и человека заключается в их первоочередном действии на нервную систему и стенки сосудов, результатом чего является увеличение проницаемости сосудистой стенки и паралич капилляров. Механизмы регуляции кровообращения нарушаются, в результате нарушения трофики развиваются некробиотические очаги в печени, сердце, кишечнике, почках, ногтях, на коже отмечаются экзема, гиперкератоз, мышьяковистые бородавки.

Первичный механизм токсического действия соединений М., особенно As (III), объясняют их высоким сродством к SH-группам (тиоловым группам) ферментов и других биологически активных соединений, в т. ч. глутатиона (см.). Необратимо связывая SH-группы, соединения М. ингибируют SH-ферменты, нарушается жировой и углеводный обмен, снижается интенсивность окислительных процессов в тканях. Глубина биохим, нарушений зависит от количества и продолжительности воздействия яда на организм. Кроме того, многие исследователи полагают, что М. является антиметаболитом йода, селена и, возможно, фосфора, конкурентно занимая их места в соответствующих биохим, цепях и блокируя их. Соединения As (III) токсичнее соединений As(V).

При потреблении природных или загрязненных М. вод, содержащих более 0,1 мг/л М., а также в случае несоблюдения гиг. нормативов на производстве может развиться хрон, отравление М. Мышьяк и его соединения в производственных условиях проникают в организм работающих преимущественно через органы дыхания, меньше - через неповрежденную кожу и жел.-киш. тракт.

При выраженном хрон, отравлении соединениями М., попадающими в организм человека различными путями, отмечаются постоянная тошнота, позывы на рвоту, боль в желудке, диспепсия, энтероколит, хрон, гепатит, в тяжелых случаях развивается цирроз печени. Аппетит отсутствует. Наблюдаются раздражение конъюнктивы, слезотечение, светобоязнь, отек век, помутнение стекловидного тела и роговицы, сухость в носоглотке, насморк, иногда изъязвление (вплоть до прободения) носовой перегородки, стоматит, ларингит, трахеит, бронхит. На коже - папулезная и пустулезная сыпь, чаще между пальцами; на мошонке - изъязвления; возникают жжение и краснота в области половых органов. Кроме того, хрон, отравления соединениями М. сопровождаются фурункулезом, рецидивирующей экземой, атрофическим акро-дерматитом, гипергидрозом, особенно ладоней и подошв (один из ранних симптомов интоксикации), пигментацией кожи, напоминающей пигментацию при аддисоновой болезни, атрофией и ломкостью ногтей, выпадением и поседением волос.

Изменения со стороны нервной системы выражаются снижением работоспособности, нарушением мышления, запоминания и речи, головной болью. Возможны депрессия, галлюцинации, раздражительность. Наблюдается полиневрит; в большинстве случаев поражение нервов симметричное, начинающееся дистально, на конечностях (чаще малоберцового и лучевого нервов). При прогрессировании поражения нервной системы - парезы и вялые параличи с последующей атрофией мышц и перерождением мышечной ткани.

Нередко развиваются ретробуль-барный неврит, расстройство вкуса и обоняния.

Часто при хрон, отравлении соединениями М. отмечают дистрофические изменения во внутренних органах особенно в печени, почках и в сердце. В отдельных случаях возможны акроцианоз, облитерирующий эндартериит и узелковый периартериит. Изменения крови могут выражаться в анемии разной степени. Половая активность снижена.

Доказано канцерогенное действие М. При многолетнем приеме препаратов М. внутрь или при работе с его соединениями в течение долгого времени развивается рак кожи. При профессиональном арсеницизме, а также после длительного лечения препаратами М. может развиться множественный рак. Поскольку вопрос о пороговости действия канцерогенов еще окончательно не решен, следует считаться с возможностью того, что поступление в организм любого количества М. связано с риском возникновения рака, так же как воздействие ионизирующей радиации. Экспериментально установлено тератогенное действие М.

Отравление

Острые отравления различными соединениями М. протекают тяжело.

Различают три формы острого отравления М.

При поступлении яда в желудок (напр., при отравлении инсектицидами и т. п.) наиболее вероятна жел.-киш. форма. При этом в течение первых V2-2 час. пострадавшие отмечают металлический вкус, ощущение царапанья и жжения во рту. Начинается сильнейшая боль в животе, неукротимая рвота. Рвотные массы чаще всего желто-зеленого цвета, иногда содержат белое «ядро» из нерастворившегося М. Спустя несколько часов рвота оканчивается, но боли в животе не прекращаются. Уже в первый день клин, картина этой формы острого отравления М. напоминает холеру. Наблюдается мучительный понос (испражнения напоминают рисовый отвар), наступает резкое обезвоживание организма, мочеотделение уменьшается, иногда до полной анурии (см.). Голос пострадавшего становится хриплым, нарастают судороги (особенно в икрах), цианоз, коллапс (см.). Смерть может наступить через несколько дней или даже часов.

Вторая форма острого отравления соединениями М.- паралитическая - наблюдается при поступлении в организм различными путями больших количеств яда (от 0,06 г и больше). Характерны общая слабость, болезненные судороги, потеря сознания, коматозное состояние, паралич дыхательного ii сосудодвигательного центров. Смерть может наступить через несколько часов, самое позднее - через сутки, без появления расстройств со стороны жел.-киш. тракта.

Третья форма острого отравления наблюдается при вдыхании пыли соединений М. (напр., при протравливании семян, добыче руды, содержащей М., и т. п.) или мышьяковистого водорода. При воздействии пыли М. сначала поражаются конъюнктива и слизистые оболочки дыхательных путей, иногда появляется кровохарканье. Если не принять надлежащих мер, все симптомы усиливаются, возникает сильная головная боль, иногда носовое кровотечение. Отмечают, что ранним симптомом этой формы острого отравления соединениями М. является тупая боль в руках и ногах. При утяжелении состояния появляются сладкий вкус во рту, тошнота, рвота, боли в животе, ощущение жара и зуда в области половых органов. Выражено поражение нервной системы - дрожание, судороги. Прогноз при этой форме острого отравления относительно благоприятный, однако последствия одноразового отравления могут сказываться в течение месяца.

Острые отравления мышьяковистым водородом по клин, картине не отличаются от отравлений, вызванных вдыханием других соединений М., что объясняется его гемолитическим действием. Первые симптомы отравления AsH3 - общее недомогание, рвота, желтуха, красный цвет мочи (за счет гемолиза крови), количество мочи уменьшено. В тяжелых случаях в крови резко снижено содержание эритроцитов и гемоглобина. Смертность при острых отравлениях мышьяковистым водородом достигает 30%.

Первая помощь и неотложная терапия. При отравлении соединениями М. по возможности требуется немедленная госпитализация. Неотложная терапия при отравлении AsH3 предполагает за-менное переливание крови с внутривенным вливаниехМ 40% р~ра глюкозы (10-20 мл), борьбу с анемией и почечной недостаточностью; в тяжелых случаях - искусственная почка. При остром отравлении per os проводят неотложные мероприятия, направленные на быстрое удаление М. из организма и его обезвреживание (рвотные средства, промывание желудка теплой водой, взвесью окиси магния - 20 г на 1 л воды). Затем вводят Antidotum arsenici (100 ч. р-ра сульфата железа плотностью 1,43 на 300 частей холодной воды) по 1 чайн. л. через каждые 10-12 мин. до полного прекращения рвоты. Применяют также Antidotum metallorum (в 100 мл воды 0,5-0,7 г сероводорода, 0,1 г едкого натра, 0,38 г сульфата и 1,25 г гидрокарбоната натрия): в желудок вводят 200 мл воды, затем 100 мл антидота, после чего промывают желудок. Назначают внутривенно 20 мл 25-40% р-ра глюкозы с аскорбиновой к-той (500 мг) и витамином Вх (50 мг), капельные клизмы из 5% р-ра глюкозы, физиол, р-р под кожу, камфору, кофеин, кислородную терапию. Следует как можно раньше начинать лечение ди-тиоловыми препаратами, к к-рым относятся липоевая кислота (см.), БАЛ, унитиол (см. Антидоты ОВ).

Для лечения некробиотических очагов на коже рекомендуют внутрь аскорбиновую к-ту, витамин А (100 000 ME в день), тиосульфат натрия (внутривенно), холодные примочки (свинцовые, с буровской жидкостью и др.), цинковые болтушки, гидрокортизоновую мазь, стрепто-цидную и синтомициновую эмульсии и т. п. При воспалении конъюнктивы или роговицы - местно 5% р-р БАЛ или 5% р-р унитиола, при блефарите - мазь, содержащую эти вещества.

Меры предупреждения отравлений, индивидуальная защита

В производствах, где возможен контакт с мышьяковистым водородом, рекомендуется герметизация оборудования, автоматизация процессов, рациональная планировка производственных помещений, эффективная вентиляция. При работе с пылевидными соединениями М. следует надевать респираторы типа «Лепесток» и др., защитные очки, противопылевую спецодежду и нательное белье, перчатки. Необходимы строгая личная гигиена, теплый душ без применения мыла после окончания работы, последующая обработка загрязненных или пораженных участков кожи спиртом. Производят дегазацию спецодежды (замачивание в 1% р-ре сульфата меди, 2% р-ре двууглекислого натрия или сульфата аммония, последующее тщательное прополаскивание или стирка под тягой). При возможности в технологическом процессе соединения М. заменяют другими, менее токсичными.

Обязательны осмотры рабочих перед приемом на работу на предприятия, где имеется контакт с М. и его соединениями, и периодические медосмотры работающих на этих предприятиях терапевтом - 1 раз в год, оториноларингологом - 1 раз в 3 мес., дерматологом - 1 раз в 6 мес. Рекомендуется определение М. в моче, количество к-рого в ней, по данным Планкетта (Е. P. Plunkett), не должно превышать 0,5-1 мг/л, а также в волосах и ногтях.

Работающим в производстве мышьяксодержащих солей, на добыче и переработке мышьяковых руд и т. п. полагается леч.-проф, питание (см. Питание лечебное), ежедневный прием 150 мг аскорбиновой к-ты, молоко (установлено, что молоко повышает выделение М. из организма и способствует лучшей его переносимости). Рацион работающих с М. должен быть обогащен белками, метионином и холином.

Предельно допустимая концентрация мышьякового и мышьяковистого ангидридов в воздухе - 0,1 мг/м 3 , арсената свинца - 0,15 мг/м 3 , мышьяковистого водорода - 0,1 мг/м 3 . При работе с радиоизотопами М. необходимо учитывать, что они относятся к радиоизотопам средней токсичности.

Минимально значимая активность на рабочем месте, пе требующая регистрации или получения разрешения органов Государственного сан. надзора, составляет не более 10 мккюри.

Определение в воздухе мышьяксодержащих соединений заключается в минерализации пробы сильными к-тами, окислении находящегося в пробе М. до мышьяковой к-ты, переводе ее в мышьяково-молибденовый комплекс и определении интенсивности его окраски колориметрированием. Соединения As (III) окисляют до As (V) и определяют таким же методом, чу ветви-тельность к-рого равна 0,5 мг As в анализируемом объеме. Используют также цветную реакцию М. с диэтил дитиокарбаматом серебра.

Патологическая анатомия отравлений мышьяком и мышьяк в судебно-медицинском отношении

Патологоанатомическая картина острых отравлений М. зависит от хим. свойств соединений М. и путей проникновения яда в организм (пероральный, ингаляционный, чрескожный).

При отравлениях арсенитами и ар-сенатами пероральный путем в течение первых часов отмечаются отек и полнокровие слизистой оболочки рта, глотки, пищевода, желудка и кишечника, очаговые кровоизлияния, поверхностные некрозы слизистой оболочки кишок, иногда их изъязвление, набухание и увеличение лимф, фолликулов (пейеровых бляшек) и лимф, узлов брыжейки, на слизистых оболочках обнаруживаются частицы яда. В тяжелых случаях патоморфол, картина в кишечнике напоминает изменения при холере.

При отравлениях мышьяковистым водородом ингаляционным путем наблюдается внутрисосудистый гемолиз с желтухой и появлением бронзового оттенка кожи, острый гемо-глобинурийный нефроз, дистрофия печени, гемолитическая анемия. Макроскопически в почках обнаруживается черно-бурая радиальная исчерченность в почечных пирамидках, обусловленная задержкой пигментированных шлаков в просвете дистальных отделов почечных канальцев (цветн. рис. 1). Гистологически в почках выявляются коагуляционный некроз эпителия почечных канальцев с последующим его отторжением и регенерацией, гемоглобиновые цилиндры в просвете почечных канальцев (цветн. рис. 2). Изменения в печени макроскопически соответствуют картине желтой дистрофии. Гистологически выявляется стеатоз, очаговые или диффузные центролобулярные некрозы. Электронно-микроскопически в почках и печени наиболее ранние повреждения обнаруживаются в эндотелии капилляров, отмечается отек, разрушение крист и деформация митохондрий, расширение эндоплазматического ретикулума, разрыв клеточных мембран, пикноз ядер. Начальные повреждения нефротелия более выражены в апикальных отделах. Они характеризуются разрывом клеточных мембран, десквамацией микроворсинок и некрозом клеток. В гепатоцитах наблюдается почти полное исчезновение гликогена, разрушение крист митохондрий, появление миелиновых телец в расширенных цистернах эндоплазматической сети, увеличение свободных рибосом, разрыв клеточных мембран.

Если смерть в результате острого отравления соединениями М. наступила через несколько дней после попадания М. в организм, то при суд.-мед. исследовании трупа выявляются дистрофические изменения мышц и нервных окончаний, полнокровие мозга. При суд.-мед. исследовании трупа наиболее выраженные изменения отмечаются при жел.-киш. форме отравления.

Суд.-хим. доказательство отравления М. заключается в обнаружении М. в минерализате различных тканей внутренних органов, костей, волос, ногтей и т. д. при помощи широко употребляемых хим. реакций на М.- пробы Марша и реакции с диэтилдитиокарбаматом серебра в пиридине. Т. к. положительную пробу Марша может давать также и сурьма (см.), то для идентификации М. кристаллы вещества, образующие серовато-черное зеркало на поверхности стекла, соскабливают, растворяют в нескольких каплях концентрированной азотной к-ты, р-р jnepe-носят на предметное стекло и добавляют хлорид цезия и йодид калия. М. в отличие от сурьмы образует сложные кристаллы в виде правильных шестилучевых звезд, окрашенных в красный цвет; при действии пиридина они растворяются, а по краям капли образуются желто-зеленые кристаллы пиридинового комплекса йодидов М. и цезия. М. в минерализате определяют в основном колориметрически в виде мышьяково-молибденового комплекса, имеющего синюю окраску. Чувствительность метода ок. 0,5 мг М. в анализируемом объеме. В практике суд.-мед. экспертизы используют также нейтронно-активационный анализ (см. Активационный анализ) для обнаружения и количественного определения в организме М. по образованию его изотопа 76As в результате облучения нейтронами соответствующих образцов содержащих М. тканей.

Препараты мышьяка

Леч. свойства соединений М. были известны еще в Древней Греции и Древнем Риме. В начале 20 в. препараты М. ввел в мед. практику в качестве лекарственных средств П. Эрлих. С леч. целью использовали как неорганические, так и органические соединения М. К неорганическим препаратам М. относят соединения As(III) - мышьяковистый ангидрид (Acidum arsenicosum anhydricum), р-р калия арсенита (Liquor Kalii arsenitis) и соединения As(V), в основном это натрия арсенат (Natrii arsenas). К органическим соединениям М., использовавшимся в качестве лекарственных средств, относят соединения As(III)-новарсенол (см.), миарсенол (см.) и соединение As(V)- осарсол (см.).

Однако ввиду высокой токсичности применение препаратов М. все более ограничивается. Из всех препаратов М. чаще всего используется мышьяковистый ангидрид, к-рый применяется местно в стоматологической практике для некротизации пульпы. Р-р калия арсенита (внутрь) и 1% р-р натрия арсената для инъекций, к-рый в сочетании со стрихнином входит также в препарат «Дуплекс», иногда применяют при легких формах анемии и для общеукрепляющей терапии.

Для лечения сифилиса ранее широко применялись новарсенол, миарсенол и осарсол в комплексе с другими противосифилитическими средствами. Однако они вытеснены антибиотиками, обладающими более высокой активностью и меньшей токсичностью.

Противопоказаний к применению препаратов М. много: индивидуальная непереносимость, острые инф. болезни (грипп, ангина и др.), язвенные процессы в жел.-киш. трак-те, болезни сердца и сосудов, гепатиты, заболевания почек, щитовидной железы, надпочечников, диабет, геморрагические диатезы, тяжелые формы анемии, туберкулез, заболевания ц. н. с., эпилепсия, болезни зрительного аппарата, хрон, интоксикации алкоголем, ртутью и свинцом.

Обладая достаточно высокой токсичностью, препараты М. даже в терапевтических дозах нередко вызывают тяжелые побочные реакции. Побочное действие препаратов М. проявляется прежде всего в отношении быстро пролиферирующих тканей (слизистая оболочка жел.-киш. тракта, костный мозг) и высокоспециализированных клеток (нейроны, клетки почечных канальцев). У больных после внутривенного и внутримышечного введения препаратов М. могут развиться явления острого отравления: коллапс, головная боль, тошнота, рвота. При неоднократном приеме препаратов М. могут появиться признаки хрон, отравления М.

Библиография: Вредные вещества в промышленности, под ред. Н- В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 214, Л., 1977; Г л и н-к а Н. Л. Общая химия, с. 424, М., 1978: И з р а e л ь Б. Е. и П о ж а р и с к и й Ф. И. Мышьяковистый водород, М., 1947; Крылова А.Н. Исследование биологического материала на «металлические» яды дробным методом, с. 66, М., 1975; Левин В. И. Получение радиоактивных изотопов, М., 1972; М а ш к о в с к и й М. Д. Лекарственные средства, т. 2, с. 87, 301, М., 1977; Многотомное руководство по патологической анатомии, под ред. А. И. Струкова, т. 8, кн. 1, с. 185, М.. 1962; Неницеску К. Д. Общая химия, пер. с румын., с. 442, М., 1968; Неотложная помощь при острых отравлениях, под ред. С. Н. Голикова, с. 121 и др., М., 1977; Нормы радиационной безопасности (НРБ-76), М., 1978; Профессиональные болезни, под ред. А. А. Летавета, с. 208, М., 1973; С e р e б р о в А. И. и Д а н e ц-к а я О. Л. Профессиональные новообразования, Л., 1976; Судебная медицина, под ред. В. М. Смольянинова, с. 242, М., 1975; X e в e ш и Г. Радиоактивные индикаторы, пер. с англ., М., 1950; Шва й-к о в а М. Д. Токсикологическая химия, с. 325, М., 1975; F г ё j a v i 1 1 e J. P. e. a. Intoxication aigue par les derives arsenicaux, Ann. Med. interne, t. 123, p. 713, 1972; H i n e C. H., P i n t o S. S. a. N e 1 s o n K. W. Medical problems associated with arsenic exposure, J. occup. Med., v. 19, p. 391, 1977; L e d e r e г С. M., H o 1 1 a n-d e r J. M. a. Perlman I. Table of isotopes, N. Y., 1967; Le Quesne P. M, a. McLeod J. G. Peripheral neuropathy following a single exposure to arsenic, J. neurol. Sci., v. 32, p. 437, 1977; M a p p e s R. Versuche zur Ausscheidung von Arsen in Urin, Int.Arch, occup. environm. Hlth, v. 40, p. 267, 1977; The pharmacological basis of therapeutics, ed. by L. S. Goodman a. A. Gilman, p. 943, N. Y. a. o., 1975.

В. А. Книжников; В. В. Бочкарев (рад), Л. Н. Зимина (пат. ан.), E. Н. Марченко (гиг.), А. Ф. Рубцов (суд.), Л. А. Серебряков (фарм.).

Людям элементарный мышьяк и ядовитые свойства его соединений известны очень давно. К такому выводу можно прийти зная, что метод определения смерти от отравления мышьяком, которым пользуются и в настоящее время, создал Джеймс Марше в 1836 году.

Мышьяк или «король ядов» – это простое вещество, изредка встречающееся в природе в свободном виде. Он представляет собой металл хрупкой структуры, серого цвета со слегка зеленоватым оттенком и выраженным стальным отблеском.

В кристаллическом состоянии он похож на другие металлы и обладает хорошей тепло и электропроводностью, но его неметаллические свойства гораздо более выражены. Например, любой гидроксид мышьяка является кислотой.

Элементарный мышьяк, а также любые его соединения, исключительно ядовиты, но получить такие вещества достаточно сложно, поскольку он реагирует со подавляющим большинством металлов и неметаллов только при очень высоких температурах.

В течение тысячелетий, элементарный мышьяк – металл и его оксиды принимали за одно и то же вещество. Ясность была внесена только в конце 18 века. В химической таблице Менделеева название мышьяка (33As) звучит как arsenic, от латинского arsenicum – прямого заимствования из греческого языка, которое в свою очередь является трансформацией zarnik. Именно так древние персы и ассирийцы называли хорошо им известный жёлтый аурипигмент (сульфид мышьяка).

Возникновение русского названия приписывают народному словосочетанию «мышь» и «яд», поскольку оксид на протяжении длительного времени был единственным действенным веществом для борьбы с грызунами.

Производство и области применения

На сегодняшний момент известны чуть более 200 минералов, которые содержат мышьяк. В большинстве случаев он присутствует в залежах серебряной, медной или свинцовой руды. Тем не менее, минерал, который имеет основную промышленную значимость – это мышьяковый колчедан или арсенопирит.

Среди многочисленных способов получения металлического (серого) мышьяка является обжиг арсенопирита с последующим восстановлением его оксида при помощи антрацитного угля, но при этом основная часть сырья перерабатывается в мышьяк белый или триоксид мышьяка - мышьяковистый ангидрид.

Применение мышьяка серого – серебристого крупнокристаллического металла, особо важно для металлургического производства, потому что его используют:

• в качестве флюса или легирующей присадки для производства некоторых сплавов;
• как добавка, повышающая твёрдость свинцовых и медных изделий, и увеличивающая поверхностное натяжение жидкого свинца.

Применение мышьяка III – триоксид мышьяка, гораздо шире:

• в сельском хозяйстве – протравка семян, борьба с болезнями у растений, уничтожение насекомых-вредителей и грызунов;
• в стекольной промышленности – получение стёкол с лёгкой плавкостью, бесцветных стёкол, а также при производстве зеркал;
• в кожевенной промышленности – консервация кожи;
• в лабораторных химических анализах соли мышьяка – аналитические реагенты;
• защита от гниения деревянных изделий наружного применения – шпалы, столбы, ограды;
• нерастворимые соли мышьяка применяются для изготовления материалов для полупроводников, в том числе и ионоселективных мембран;
• производство боевых отравляющих веществ – стойкого люизита и ядовито-дымного адамсита;
• в медицине – для изготовления лекарств, а также при лечении зубов – в качестве анестетика.

Техника безопасности на производстве

В настоящее время утверждены следующие основные меры техники безопасности при работе с мышьяком:

• полная герметичность аппаратуры;
• применение интенсивной вентиляции для удаления газов, порошка и пыли, а также выполнение анализа воздушной среды согласно установленного графика;
• применение индивидуальных средств защиты: очки, перчатки, специальные костюмы, в случае необходимости – противогаз;

Для каждой отрасли производства прописаны свои особые правила, а инструктаж работников по ТБ проводится под подпись ежегодно 1 раз в квартал. К работе с мышьяком не имеют допуска женщины и юноши до 18 лет, а мужчины обязаны проходить ежеквартальные медицинские обследования.

Возможные причины отравления

Можно ли отравиться мышьяком сегодня? Конечно да, ведь никто из работников не застрахован от несчастного случая на производстве, а во время использования ядов на основе мышьяка в быту, возможно его случайное попадание внутрь организма. Иногда фиксируются умышленные случаи отравления – самоубийство или убийство. Все перечисленные эпизоды относят к острым отравлениям.

Отравиться мышьяком можно и при профессиональном воздействии малых доз, а также при длительном употреблении загрязнённой воды или приёме медицинских препаратов. Такие отравления относят к категории хронических.

К особой, подострой категории отравления относятся случаи попадания человека в зону действия адамсита, применяемого полицейскими некоторых стран для разгона массовых демонстраций. В ядах, отнесённых к боевым отравляющим веществам, адамсит занимает позицию среди стернитов – соединений, раздражающих верхние дыхательные пути.

Ещё одной бытовой причиной отравления мышьяком является сбор грибов в местах уничтожения химического оружия или недобросовестной утилизации отходов с содержанием мышьяка. В плодовых телах у грибов, произрастающих в таких местностях, концентрация мышьяка превышает допустимую в 1 000 раз, но при этом ни на вкус, ни на запах они ничем не отличаются от таких же грибов, растущих на соседних «чистых» участках. Более того, учёные пришли к выводу, что мицелии предпочитают почвы богатые мышьяком, поэтому есть грибы, купленные с рук без соответствующего лабораторного анализа, достаточно опрометчиво.

Не следует забывать и о том, что острое, подострое или хроническое отравление мышьяком можно получить и при ненадлежащем мытье овощей или фруктов, поскольку для борьбы с грызунами в хранилищах активно используются препараты на основе мышьяка.

Действие мышьяка на организм человека

Мышьяк быстро и легко проникает через кожные покровы, лёгкие и ЖКТ, при этом неорганические соединения, триоксид мышьяка, абсорбируются легче органических. Наиболее опасен для человека газообразный арсин или мышьяковистый водород. В чистом виде арсин ничем не пахнет, поэтому прежде чем использовать его на производстве к нему добавляют специальную примесь, после чего он приобретает запах чеснока.

После проникновения внутрь, в течение суток мышьяк поражает все внутренние органы, попадая в них с кровотоком, а через 2 недели его следы можно обнаружить в костях, кожных покровах, волосах и ногтях.

Из организма мышьяк выводится достаточно долго, потому что с калом экскретируется только около 7%. И несмотря на то, что моча выводит 93%, даже после принятия единичной дозы, и по прошествии 10 суток, в ней всё ещё присутствуют его следы.

Независимо от пути проникновения, действует мышьяк следующим образом:

• попадая в плазму крови вступает в прочную связь с гемоглобином;
• по кровеносным сосудам достигает всех органов, в том числе и тканей нервной системы;
• вызывает сбой в биохимии клеточного дыхания.

Симптоматика

Характерные симптомы отравления мышьяком зависят от дозы полученного вещества.

Смертельная доза для человека при отравлении мышьяком, в случае если был проглочен триоксид мышьяка, находится в границах между 50 и 340 мг. Её величина напрямую зависит от состояния здоровья и массы человека, а также какого рода было отравляющее вещество.

Для мышьяковистого водорода смертельные показатели следующие:

• вдыхание газа на протяжении 15 мин с концентрацией 0,6 мг/л;
• 5 мин – 1,3 мг/л;
• несколько вдохов – 2-4 мг/л;
• моментально – 5 мг/л.

Признаки отравления зависят от разновидности поражения:

• Острая форма – есть металлический привкус во рту, преследует жжение в горле и спазмы гортани. Кожные покровы становятся синюшными, а склеры глаз и ладони жёлтыми. Падает АД и возникают сильные приступы головокружения. Развивается острая почечная и печёночная недостаточность. Сильно болит живот и возникает неудержимый понос, быстро выводящий из организма жидкость, как результат – обезвоживание. В тяжелых случаях возможны: спазм или отёк лёгких, паралич, потеря сознания и коматозное состояние.
• Подострая форма – сильное раздражение глаз и слизистых оболочек, приводящие к слезотечению и «насморку». Чихание, кашель и стеснение в груди. Возможны тошнота и рвота, с послевкусием металла во рту. Преследует особо тяжёлая головная боль.
• Хроническая форма – анемичные состояния, общее недомогание и быстрая физическая утомляемость. Возникает слабость конечностей, потеря периферической чувствительности, онемение участков кожи и «беганье мурашек». Развивается устойчивый купероз, телеангиэктазии и сосудистые звёздочки по всему телу. Возможны грозные последствия – развитие энцефалопатии и токсического гепатита. Ввиду своей большой канцерогенности, мышьяк может быть толчком к развитию онкологических заболеваний.

Типичный признак хрониеского отравления мышьяком – белые полоски на ногтях

У мужчин, долго работающих на вредном производстве, отравление мышьяком вызывает симптомы и следующие изменения:

• гиперкератоз - чрезмерное разрастание поверхностных слоёв кожи;
• сухость, шелушение и отслоение кожи на всех участках тела;
• усиление пигментации красного оттенка в области висков, век, шеи, под мышками, на сосках и мошонке;
• на ногтях возникают поперечные белые полоски.

Отравление мышьяком в стоматологии

Мышьяк в медицине применяется как составная часть некоторых лекарств, вызывающих местное и общее воздействие. Он может помочь вызвать раздражение, прижечь или обезболить, выступить в роли регулятора обмена веществ и кроветворения. Препараты на основе органических соединений мышьяка широко применяются для химиотерапии, при спирохетозах, других многочисленных болезнях, вызываемых простейшими, а также для лечения сифилиса, возвратного тифа, малярии, ангины Симановского–Венсана.

Поскольку в отечественной стоматологии до сих применяют мышьяковые пасты, то многие люди мучаются вопросами: почему применяют и возможно ли отравление мышьяком при лечении зубов, сколько можно держать мышьяк в зубе и что будет если проглотить мышьяк из зуба? Ответим коротко и по порядку:

• после мышьяка нерв в зубе погибает;
• серые мышьяковые пасты применяют в частных стоматологических кабинетах в качестве анастетика для девитализации пульпы в случае невозможности применения современных средств из-за их непереносимости, а в государственных – это возможно или по старинке, или из-за их дешевизны;
• даже ребёнку, отравиться мышьяковой пастой при лечении зубов невозможно;
• держать девитализирующие пасты можно на однокорневых зубах максимум 24 часа, а на других – только до 48 часов, иначе зуб почернеет;
• пасту Депульпин можно держать 2 недели;
• если съесть ватку с пастой мышьяка ни чего страшного не произойдёт, но всё-таки лучше соблюсти следующие процедуры:
  • тщательно прополоскать ротовую полость и дупло зуба чуть тёплым настоем аптечной ромашки или слабо концентрированным содовым раствором;
  • в полость зуба положить сухой ватный шарик;
  • необязательно, но для «успокоения души», если есть, принять любой вид сорбента или выпить стакан молока, можно скушать 100 г творога;
  • в ближайшее время посетить врача.

На заметку. Терпеть зубную боль под пломбой с мышьяковой пастой не следует. Необходимо внеплановое посещение стоматолога.

Первая помощь при отравлении

Как вести себя при отравлении мышьяком и как вывести его из организма? При оказании первой помощи следует придерживаться следующего алгоритма:

1. Вызвать скорую помощь и обеспечить приток в помещение свежего воздуха.
2. Дать рвотное средство.
3. Обильно промыть желудок.
4. Напоить молоком со сбитым белком или дать любой имеющийся сорбент.
5. Положить на живот горячую грелку.
6. Если есть выпить несколько стаканов раствора – 1 столовая ложка жжёной магнезии, растворённая в 200 мл воды.
7. Запрещено – кислое питьё и вдыхание нашатыря.
8. Если есть судороги – активно растирать конечности.

Есть ли антидот от мышьяка и где взять таковой?

В медицинских пунктах предприятий, где используется мышьяк, в аптечке СП обязательно присутствует специфическое противоядие – унитол.

В случаях неосторожного бытового отравления, следует сообщить о своих подозрениях оператору скорой медицинской помощи, для того чтобы бригада смогла ввести его сразу же по приезду.

Лечение

Терапевтические действия зависят от тяжести проявления интоксикации. При острых отравлениях применяют инъекции димеркапрола (унитола):

• в первые сутки через каждые 6 часов по 2-3 мг/кг;
• 2-5 день после отравления – каждые 12 часов;
• 6-10 день – 1 раз в сутки.

При тяжелой симптоматике доза унитола увеличивается до 3-5 мг/кг.

Для снятия болей в животе применяют уколы атропина с морфином, а для предотвращения оттока жидкости из организма – капельницы физраствора с глюкозой и адреналином, внутривенное введение хлористого кальция и тиосульфата натрия. При болях в животе делают инъекции морфина с атропином. В случае развития острой почечной недостаточности применяют гемодиализ и/или обменное переливание крови.

При лечении хронических форм отравления применяют D-пеницилламин курсами по 5 дней.

As - знаком человечеству с древнейших времен. Уже великий Аристотель упоминал химический элемент мышьяк в соединениях природного характера. Помимо этого, возможность выработки его сернистой разновидности, путем прокаливания, описывается у Диоскоридом в первом веке до нашей эры.

Позже, с этим элементом европейские сталелитейщики сталкивались при работе с рудой, с вкраплениями мышьяка. Очень пристально его изучали алхимики. Такое внимание объяснялся тем, что он также как сера и ртуть относился к стихийным элементам, являющимся основой всех металлов.

Способность мышьяка изменять цвет у медных сплавов на белый воспринималась профессорами современной химии как метаморфоза меди в серебро. Сейчас в мире ни одна лаборатория не обходится без этого элемента.

As присутствует везде. Даже выкуриваемая сигарета имеет его содержание что, помимо прочего, обуславливает вредность курения.

История открытия

Открытие мышьяка на металлической основе относят к восемнадцатому веку, однако, способ получения элемента при помощи сублимимрования выявят только к концу семнадцатого. В этот период химик Шееле обнаружил мышьяковую кислоту, а также присутствующий в нем водород.

Изучение органических соединений с содержанием As берет начало у химика Каде. В середине восемнадцатого века он получает первое соединение органического характера на его основе – «Жидкость Каде». Структура была разобрана на составляющие только по прошествии восьмидесяти лет другим известным химиком Бунзеном.

До сих пор ведутся споры о том кому отдать пальму первенства открытия элемента в чистом виде. Это достижение причисляют в заслуги Альберта Великого. Как химический элемент он был признан Лавуазье в 1789 году.

Производство и области применения

Современные специалисты знают порядка двухсот минералов, в которых есть мышьяк. В подавляющем большинстве случаев его находят в руде, содержащей медь, серебро или свинец. Однако, минерал, представляющий главную значимость для промышленности – это колчедан с присутствием мышьяка.

Существует несколько способов выработки As в промышленных масштабах. Основным видом производства стал обжиг арсенопирита. Далее, из него восстанавливают оксид посредством антрацита.

Однако большая часть сырья при таком способе преобразуется в мышьяк белый.

Мышьяк в стоматологической сфере

Этот химический элемент не только яд, но и лекарство.

Применение мышьяка в сфере стоматологии в виде пасты не потеряло своей значимости благодаря яркому некротическому воздействию вещества на пораженные ткани.

Применяют его в следующих случаях:

• Если пациент не воспринимает анестетики;
• В случаях противопоказаний анестезирующих препаратов;
• При излечении зубной боли у детей.

Основным условием при использовании его в стоматологических клиниках является – полностью сформированная корневая система. Поэтому «детский» вариант применения не столь распространён.

As в промышленности

Химический элемент мышьяк используется во многих сферах производства, среди которых можно выделить несколько основных направлений:

• Металлургия;
• Электротехника;
• Обработка кожи;
• Текстильная промышленность;
• Пиротехника;
• Стекольное производство.

Металлургия - применяют для легирования свинцовых сплавов, использующихся для изготовления дроби. Такой сплав с добавлением As при башенном варианте производства позволяет получать идеальные шарообразные формы дробинок. Помимо этого, его прочность возрастает.

Электротехника – мышьяк повышенной очистки (до 99%) применяют для изготовления ряда необходимых полупроводниковых компонентов.

Текстильная промышленность — используют в качестве красителя.

Кожевенная индустрия – в этой сфере его применяют в качестве реагента для уничтожения щетины на коже.

Пиротехника – минерал реальгар, являющийся моносульфидом мышьяка, используют для изготовления «греческого» огня, получающегося при возгорании смеси его с серой и селитрой. Такое химическое соединение дает ярко-белое пламя.

Стекольное дело - трехокись As позволяет получать продукцию имеющие нулевую прозрачность. Между тем маленькие добавления компонента, напротив, осветляют ее. Этот элемент до сих пор остался частью производства некоторых стекол.

Например:

• «Венского»;
• используемого в термометрах;
• Имитации хрусталя.

Помимо этого, мышьяк применяют и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Домашний способ использования – это крысиный яд. Сейчас его изготавливают на основе иных компонентов.

Употребление в пищу строго запрещено.

Мышьяк в борьбе с лейкозом

Известная отравителям способность мышьяка убивать клетки сейчас используется в благородных целях. Этот химический элемент широко применяют для лечения онкологических заболеваний, в первую очередь при лейкозе.

Лейкемия характеризуется формированием опухоли вследствие репликации костного мозга. При отсутствии своевременного лечения, происходит увеличение ее объема. По этой причине возникают и разрастаются метастазы во всех частях организма. Вылечить даже тяжелую форму заболевания помогает элемент As.

Он эффективно нейтрализует чрезмерное разрастание лейкоцитов, стимулирует быстрое и качественное образование красных телец. Все это позволяет положительно влиять на восстановительный процесс. При лечении этим опасным элементом должна соблюдаться четкая инструкция. Ведь конечная цена – жизнь человека.

Возможные причины отравления

В наше время существует большой риск отравиться мышьяком. Никто из трудящихся на производстве не застрахован от разных неожиданностей. При использовании веществ на основе As в бытовых условиях также есть вероятность случайного попадания в организм человека.

Порой регистрируются факты преднамеренного отравления – уголовные преступления или суицид. Эти эпизоды можно отнести к острым формам интоксикации.

Есть вероятность отравиться и при лечебной практике воздействия небольших доз. Подобное отравление причисляют к хроническим случаям.

Отдельной группой интоксикации этим химическим элементом является подострая категория. Когда человека присутствует в местах где есть большая концентрация адамсита.

Его используют полицейские в некоторых странах при разгоне демонстраций. Боевые делятся на несколько категорий в том числе – стерниты. К ним и относится мышьяк. Такие вещества действуют раздражающе на дыхательный аппарат человека.

Действие мышьяка на организм

Элемент обладает способностью быстрого проникновения в организм человека, а вывести его очень сложно.

Отравление происходит следующими путями:

• Кожные покровы;
• Лёгкие;
• Желудочно-кишечный тракт.

Стоит отметить, что неорганические компоненты мышьяка абсорбируются намного быстрее органики.

Наибольшую опасность для человека представляет арсин в газообразном состоянии, он не пахнет, поэтому для его промышленного производства приходится делать специальные добавки, имеющие стойкий чесночный «аромат». Также опасен мышьяковистый водород.

Отравление наступает очень быстро. В течение суток элемент способен поразить внутренние органы. Через две недели после интоксикации следы мышьяка можно обнаружить в ногтях и даже в костях.

Симптомы отравления мышьяком

Признаки заболевания могут разниться в зависимости от принятой дозы.

• Острая форма

Характеризуется металлическим стойким привкусом во рту. Человек ощущает сильное горловое жжение, сопровождающееся спазмами. Кожа на теле приобретает синюшный оттенок, а ладони желтеют.

Резко падает артериальное давление, сопровождается мощными приступами головокружения. Помимо этого, отравившийся испытывает острую почечную и печёночную недостаточность.

Также у больного наблюдается диарея и начинает сильно болеть желудок. Понос характеризуется острой формой, вследствие чего организм очень быстро обезвоживается. В крайних случаях высока вероятность отека легких, парализация или коматозной состояние.

• Подострая форма

Наблюдается крайне острая головная боль. Получают сильное раздражение все слизистые оболочки, в особенности глаза и дыхательные пути. Это приводит к «насморку», заложенности носа и слезотечению.

Пострадавший часто чихает и кашляет. Также не исключена сильная тошнота и даже рвота. После спазмов во рту остается послевкусие с металлическим оттенком.

• Хроническая форма

Наступает усталость и общее недомогание организма. Конечности слабеют на фоне анемического состояния. Ухудшается периферическая чувствительность вплоть до полной потери. По коже «бегают мурашки» и ощущается ее онемение.

На теле появляются звездочки из сосудов и идет развитие устойчивого купероза.

При отсутствии соответствующего лечения весьма вероятны серьезные последствия вплоть до . Поскольку мышьяк обладает высокой канцерогенностью то отравление может подтолкнуть к развитию онкологии в организме.

Для человека, проглотившего триогсид мышьяка, смертельная доза составит объем от 50 до 340 миллиграмм. Она привязана к типу вещества и напрямую связана с весом человека и общим состоянием здоровья.

Первая помощь при отравлении

Если вы или кто-то из близких или коллег случайно отравился мышьяком, следует оказать немедленную помощь до приезда специалистов.

Действия проводятся по простому алгоритму:

• Первое что надо сделать – это немедленно вызвать бригаду скорой помощи;
• До приезда врачей пострадавшему дать рвотное средство, чтобы промыть желудок;
• Следующим шагом станет прием абсорбента (например, молоко со взбитым белком или активированный уголь);
• На живот пострадавшего положить горячую грелку;
• При возможности приготовить специальный раствор, состоящий из одной ложки магнезии жженой, на 200 мл воды;
• Ни в коем случае пострадавшему нельзя давать нюхать нашатырный спирт или кислое питье;
• При появлении судорог разотрите конечности пострадавшему.

As – это сильный яд, который может нанести огромный вред.

Главным антидотом для мышьяка стал унитол. Это действенное противоядие имеющее свойство связывать его в безопасные соединения и позволяющее избавиться от химического элемента с мочевиной.

Снимать токсикологический эффект от мышьяка при работе на производстве помогают и своевременные меры профилактики.

Как предупредить отравление

В качестве профилактики отравления старайтесь избегать продуктов с его содержанием. На рабочих местах проводится герметизация производственных процессов и улучшение вентиляции.

Огромную роль в профилактике отравлений играет личная гигиена. На рабочем месте необходимо пользоваться респиратором. Или применять тампоны, из ваты, которые закладывают в уши и ноздри. После работы обязательно надо помыться. Помимо этого, следите и за своей спецодеждой. Держите ее в чистоте и выстиранной.

Обязательной профилактической мерой должен стать регулярный медицинский осмотр. Такие обследования рекомендуется проходить не реже двенадцати месяцев при постоянном контакте с препаратами, содержащими мышьяк.