Торговый Дом «Аюрведа» — аюрведа оптом

Мышьяк – токсичный металл

Подтверждаю Подробнее

• ИНВИТРО
• Библиотека
• Лабораторная…
• Мышьяк – токсичный…

Интоксикация

Отравление

4223 06 Ноября

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.

Мышьяк (м.в. 74,9) – один из наиболее хорошо известных токсичных металлов. Он существует в виде ряда токсичных и нетоксичных форм. Токсичными являются неорганические соединения As3+ — As (III) и As5+ — As (V), последний более токсичен. Нетоксичные формы органического мышьяка присутствуют в различных видах пищи (преимущественно арсенобетаин и арсенохолин), наиболее часто нетоксичный органический мышьяк присутствует в морепродуктах.

В низких концентрациях мышьяк, предположительно, можно отнести к условно необходимым элементам. Соединения мышьяка используют в медицинских целях. Неорганические соединения мышьяка в небольших количествах могут присутствовать в составе общеукрепляющих, тонизирующих средств, лечебных минеральных водах и грязях. Органические соединения мышьяка используют как антимикробные и противопротозойные препараты.

Источником интоксикации мышьяком может быть профессиональное промышленное воздействие, попадание в организм некоторых ядов и пестицидов. При тяжелых отравлениях на первый план выступают желудочно-кишечные симптомы, возможны судороги и кома, нарушения дыхания, затем и сердечной деятельности. Хроническое воздействие вызывает изменения кожи и слизистых, изменения со стороны нервной системы (невралгические боли в ногах, слабость, расстройства чувствительности и пр.), изменения со стороны пищеварительного тракта, описаны случаи рака внутренних органов.

При поступлении в организм токсичных форм As5+ и As3+ они частично выводятся с мочой в неизмененной форме, частью метаболизируют в менее токсичные метилированные метаболиты (монометиларсин, диметиларсин), частично проникают и накапливаются в клетках и тканях, взаимодействуя с метаболизмом обширного пула фосфатов организма.

Механизмы токсичности неорганического мышьяка объясняют конкуренцией с фосфатами и ингибированием ферментов, участвующих в энергетических процессах, а также связыванием с гидратированными сульфгидрильными группами различных белков, с изменением их пространственной структуры и активности («тиоловый яд»).

При поступлении в организм мышьяка повышение его концентрации в крови наблюдается лишь в течение <4 часов. Исследование крови на присутствие мышьяка используется только для установления факта острого отравления. В качестве материала для исследования может быть выбрана моча, поскольку мышьяк экскретируется, преимущественно, почками и находится в моче в концентрированном виде. В моче концентрация неорганического As5+ и As3+ достигает пика через 10 часов после его приема и возвращается к норме через 20-30 часов.

Содержание метилированных метаболитов в моче достигает пика к 40-60 часам и возвращается к норме к 6-20 дню после приема мышьяка. Органический мышьяк обычно полностью выводится за 1-2 дня от момента его поступления в организм. Раздельное выявление токсичного неорганического мышьяка и нетоксичного органического мышьяка требует специальных методов (в данном исследовании не применяются). Часто умеренное повышение экскреции мышьяка с мочой объясняется присутствием его нетоксичных органических форм, характерных для морепродуктов. Нормальный уровень экскреции мышьяка с мочой – от 0 до 120 мкг/сутки.

Мышьяк имеет высокое сродство к кератину, поэтому его содержание в волосах и ногтях выше, чем в других тканях. Скорость роста волос, в среднем, 0,5 см/месяц. Образцы волос, срезанные у корней на затылке, позволяют судить о недавнем воздействии. Содержание в волосах мышьяка выше 1 мкг/г сухого веса указывает на наличие активной экспозиции к мышьяку.

Источники:

1. Гагарина Ю.Б. Острые отравления в производственных условиях // Молодой ученый. — 2016. — № 18.1 (122.1). — С. 9-10.

 

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.

Рекомендации

• Анализ на ПСА (простатический специфический антиген)

  5532 13 Мая

• Вирус папилломы человека

  10443 04 Мая

• Щелочная фосфатаза

  2624 16 Апреля

Показать еще

Анемия

Отравление

Интоксикация

Свинец – токсичный элемент

Свинец и его соединения широко применяются в повседневной жизни человека, отравления соединениями свинца могут наблюдаться как на производстве, так и в быту.

Подробнее

Тиреотоксикоз

Интоксикация

Селен – эссенциальный микроэлемент

Соединения селена, как природного антиоксиданта, в медицине применяют для лечения и профилактики многих заболеваний, в дерматологии и косметологии используют лечебные селенсодержащие шампуни, мыла, гели, кремы.

Подробнее

Токсины

Интоксикация

Список наркотиков и психотропных веществ

Уважаемые родители!

Проверьте ваших детей на «вредные привычки». Курят ли? Потребляют ли алкоголь? Злоупотребляют ли психоактивными лекарственными веществами? Обратитесь к нам, мы вам поможем! Для анализа необходимо лишь 50 мл мочи! Срок выявления – 5 дней с момента потребления!

Подробнее

Интоксикация

Эмфизема

Кадмий-токсичный следовой элемент

Поступление в организм повышенных концентраций кадмия вызывает токсические эффекты.

Подробнее

Отравление

Головная боль

Гингивит

Стоматит

Тремор

Нефротический синдром

Колит

Анемия

Ртуть — токсический элемент

Острое отравление ртутью обычно связано с поглощением неорганических соединений ртути, повреждающих желудочно-кишечный тракт и канальцы почек. Хроническое отравление обычно связано с вдыханием или поглощением небольших количеств ртути

Подробнее

Подпишитесь на наши рассылки

Введите e-mail

Даю согласие на обработку персональных данных

Подписаться

Мышь, мышьяк и Калле-сыщик

Е. Стрельникова
«Химия и жизнь» №2, 2011

Чем порадовать читателей в Международный год химии? Конечно же, рассказами о веществах, которые используют не только во благо, но и, к сожалению, во зло. За каждым таким веществом стоит интересная история науки, история идей и людей. К тому же вещества-преступники — излюбленные герои в произведениях мастеров детективного жанра и романах, в том числе классических, которые не грех вспомнить лишний раз. Серия таких рассказов будет опубликована в этом году в нашей новой рубрике «Криминальная химия».

«Калле вытащил из кармана синих штанов кусок шоколада и показал своему воображаемому собеседнику:

— У меня есть основания предполагать, что этот шоколад отравлен мышьяком.

Воображаемый собеседник поежился от страха.

— Ведь такие вещи случались и раньше, — безжалостно продолжал знаменитый сыщик. — А преступники часто подражают друг другу.

— Но как же узнать, есть там мышьяк или нет? — спросил воображаемый собеседник, растерянно глядя на шоколад.

— Надо сделать небольшой опыт, — спокойно ответил знаменитый сыщик. — Способ Марша. Я как раз этим и собираюсь заняться.

Воображаемый собеседник восторженно оглядел чулан.

— Да у вас прелестная лаборатория! — воскликнул он. — Насколько я понимаю, вы сведущий химик.

— Как вам сказать… сведущий… Конечно, большую часть своей долгой жизни я посвятил изучению химии, — согласился знаменитый сыщик. — Химия и криминалистика неразделимы, мой юный друг. Понимаете?

Если бы здесь присутствовали бедные родители Калле, они могли бы подтвердить, что большая часть долгой жизни знаменитого сыщика была действительно посвящена изучению химии, и как раз в этом чулане. Правда, они, скорее всего, выразились бы несколько иначе. Они, пожалуй, предпочли бы сказать, что он несколько раз пытался взорвать себя и весь дом, чтобы удовлетворить свое исследовательское любопытство, которое не всегда подкреплялось точными знаниями.

Но воображаемому собеседнику был чужд скепсис, свойственный родителям. Он с интересом наблюдал, как знаменитый сыщик доставал с полки какие-то приборы, спиртовку, разные стеклянные трубки и банки.

— А как его делают, этот опыт? — спросил он нетерпеливо.

Знаменитый сыщик только и ждал случая просветить своего собеседника.

— Прежде всего нам нужен аппарат для получения водорода, — важно сказал он. — Вот он. Это обыкновенная колба, в которую я наливаю серную кислоту и кладу несколько кусочков цинка. Тут выделяется водород, так? Если теперь сюда ввести мышьяк в каком угодно виде, то получится газ AsH₃ — мышьяковистый водород. Отсюда газ поступает для просушивания в трубку с сухим хлористым кальцием, а затем вот в эту узенькую трубочку. Здесь мы подогреваем газ на спиртовке, и он распадается на водород и чистый мышьяк, причем мышьяк осаждается на стенках трубки в виде блестящего серо-черного налета. Так называемое мышьяковое зеркало — надеюсь, вы о нем слышали, мой молодой друг?

Его молодой друг никогда ни о чем не слышал, но он с неослабевающим интересом следил за всеми приготовлениями.

— Но не забудьте — я вовсе не утверждаю, что в шоколаде действительно есть мышьяк, — заметил Калле, когда он наконец зажег спиртовку. — Просто я для порядка делаю небольшой опыт и искренне надеюсь, что мои подозрения неосновательны.

В чулане воцарилась тишина. Знаменитый сыщик настолько погрузился в исследования, что совсем позабыл о своем юном друге.

Стеклянная трубочка подогрета. Калле измельчил кусочек шоколада, всыпал его через воронку в колбу и принялся ждать, затаив дыхание.

Что такое? Да это же оно! Мышьяковое зеркало! Страшное доказательство его правоты. Не веря своим глазам, Калле уставился на пробирку. В глубине души он все время сомневался. Теперь сомнения рассеялись. Но ведь это означает… означает что-то ужасное!

Дрожащими руками он погасил спиртовку. Воображаемого собеседника уже не было. Он исчез в тот самый момент, когда знаменитый опытный сыщик опять превратился в маленького испуганного Калле».

Откуда Калле взял отравленный шоколад и что было дальше, вы можете узнать из книги Астрид Линдгрен «Приключения Калле Блумквиста». Отрывок взят из повести «Калле Блумквист рискует» (рекомендуем перевод Н. Городинской). А наш рассказ — о мышьяке.

Кто же не знает мышьяк!

Слово это хорошо знакомо даже тем, кто не изучал химию, как синоним сильного яда. Тем, кто химию изучал и знаком с таблицей Менделеева, известно, что «мышьяк» — название химического элемента. Им известно также, что в большинстве случаев название химического элемента совпадает с названием простого вещества этого химического элемента. Значит ли это, что в шоколад было подмешано простое вещество мышьяк (точнее, одна из его аллотропных модификаций)? Нет, ведь простое вещество мышьяк малотоксично.

В качестве яда с давних пор используют оксид мышьяка(III) As₂O₃, который и называют в быту «мышьяк», а в технике — «белый мышьяк». Это вещество известно человеку с античных времен, его упоминает в своих трудах Аристотель (IV в до н.  э.). Наши предки хорошо знали токсичность «мышьего зелья» и пользовались ею. История знает немало случаев отравления из политических соображений. Одной из жертв такого преступления стал галицкий князь Дмитрий Юрьевич Шемяка, который, по свидетельству Новгородской летописи, «умре с отравы» в 1453 году. А Ермолинская летопись приводит подробности злодеяния: дьяк Стефан Бородатый привез зелье из Москвы и передал его новгородскому боярину Исааку Борецкому, который «подкупил княжа Дмитреева повара, именем Поганка, той же даст ему зелие в куряти». «Заказчиком» преступления был, по общему мнению, великий князь Московский Василий II (Темный). Если помните, Темным его прозвали за то, что он был ослеплен, и ослеплен по приказу не кого иного, как Дмитрия Шемяки. Но жестокий поступок Шемяки был актом возмездия за брата, Василия Юрьевича, которого ранее подобным образом ослепил сам Василий II, тогда еще не Темный. Самый непостижимый для современного человека факт — все эти князья, два Василия и Дмитрий, были внуками Дмитрия Донского, то есть близкими родственниками! Вот что делает с людьми стремление к власти. А для нас эта темная история интересна тем, что в 1987 году останки князя Дмитрия, перенесенные в XVII веке в Софийский собор Новгорода Великого из Георгиевского собора Юрьева монастыря, были подвергнуты исследованию и в них обнаружили мышьяк в количестве, на порядок превышающем нормальное. Поганкино кушанье, оказывается, было начинено мышьяком! (См. «Химию и жизнь», 1998, № 7.)

Слово «мышьяк» в русской письменной речи впервые отмечено в XVII веке (в устной, надо думать, — гораздо раньше). В список же химических элементов мышьяк попадает только в 1789 году с легкой руки Лавуазье (простое вещество, так называемый элементарный мышьяк, получено было раньше; еще в XIII веке Альберт Великий описал его получение из природных соединений). Из этого следует, что русское название элемента № 33 произошло от названия его ядовитого оксида.

Слово «мышьяк» существует только в восточнославянских языках (русский, белорусский и украинский). В большинстве славянских, а также в романо-германских языках — вариации на тему латинского «arsenicum» (арсен, arsen, arsenic, Arsenik). Это слово восходит к греческому «άρσενικоς» — «мужской», или «сильный», от которого образовано греческое название природного сульфида мышьяка (As2S3) — «άρσενικоν». В минералогии используется латинское название этого минерала — аурипигмент, что можно перевести как «золотая краска». Действительно, ярко-желтый аурипигмент, особенно в соседстве с другим сульфидом мышьяка, оранжевым реальгаром, замечательно красив. На выставках минералов образцы реальгара и аурипигмента неизменно привлекают внимание зрителей.

И при чем здесь мыши?

Вернемся к мышьяку. Всем понятно, что корень этого названия — «мышь», имя давнего (и не всеми любимого) соседа человека. Интересно, что имя этого зверька практически интернационально. Латинское название домовой мыши — Mus musculus (кстати, в сказке финского писателя Ханну Мякеля «Пяйве и его дом» так зовут одного симпатичного героя «мышиной национальности»), украинское — «миш» (читается как «мыш»), польское — «mysz«, немецкое — «Maus«, английское — «mouse«, — и восходит к общему индоевропейскому корню, имевшему значение «расхититель». Да и в разговорной немецкой речи глагол «mausen» означает «стянуть, стащить».

Иногда вторую часть слова — «-як» — считают искаженным «яд», но это всего лишь суффикс, участвующий в образовании различных русских слов («синяк», «кругляк»). Гуманные авторы историко-этимологического словаря высказывают робкое предположение, что название «мышьяк» пошло от серого цвета основной аллотропной модификации мышьяка. Но если вспомнить, что название «мышьяк» было дано не простому веществу — «серому мышьяку», а ядовитому оксиду — «белому мышьяку», то более правдоподобной покажется жестокая версия: «мышьяк — мышиный яд». Действительно, вплоть до ХХ века это средство для борьбы с домашними грызунами можно было купить в аптеке. Злонамеренные же личности использовали его в преступных целях: иногда для самоубийства, как героиня романа Флобера «Госпожа Бовари» Эмма, а чаще — для убийства. В течение нескольких столетий и до середины XIX века мышьяк возглавлял «хит-парад» ядовитых снадобий, излюбленных преступниками: во-первых, доступен практически любому, кто придумает благовидный предлог для покупки его в аптеке; во-вторых, не имеет вкуса и запаха, растворим в воде и может быть подмешан к любой пище; в-третьих, симптомы отравления очень напоминают признаки заболевания холерой, хорошо известной жителям средневековой Европы, или пищевого отравления. Вот как описывает эти симптомы Николай Семенович Лесков в повести «Леди Макбет Мценского уезда»: «Поел Борис Тимофеевич на ночь грибков с кашицей, и началась у него изжога; вдруг схватило его под ложечкой; рвоты страшные поднялись, и к утру он умер, и как раз так, как умирали у него в амбарах крысы, для которых Катерина Львовна всегда своими собственными руками приготовляла особое кушанье с порученным ее хранению опасным белым порошком».

Более подробно симптомы отравления мышьяком изобразил Гюстав Флобер в своем романе «Госпожа Бовари». Вот что испытывала Эмма кроме уже упомянутой рвоты и резей в животе: «Плечи у нее ходили ходуном, а сама она стала белее простыни, в которую впивались ее сведенные судорогой пальцы. Ее неровный пульс был теперь почти неуловим.

При взгляде на посиневшее лицо Эммы, все в капельках пота, казалось, что оно покрыто свинцовым налетом. Зубы у нее стучали, расширенные зрачки, должно быть, неясно различали предметы… Между тем кричать она стала громче. Внезапно из груди у нее вырвался глухой стон. После этого она объявила, что ей хорошо, что она сейчас встанет. Но тут ее схватила судорога.

— Ах, Боже мой, как больно! — крикнула она».

Но даже если появлялись подозрения в отравлении, доказать его было невозможно: не было методов обнаружения яда в пище и тканях жертвы. Поэтому бездушные отравители хладнокровно обрекали жертву на продолжительные мучения, как правило, ради наследства. Бытовало даже мрачно-шутливое название мышьяка: «порошок для наследников».

Химики на службе закона

Попытки создать чувствительный и в то же время избирательный метод обнаружения мышьяка предпринимались уже с XVII века. Занимался решением этой проблемы, в частности, Роберт Бойль. Первый метод, пригодный для криминалистических исследований, разработал знаменитый шведский химик Карл Вильгельм Шееле, аптекарь по основной специальности (в XVIII веке аптекари одновременно были и химиками, потому что лекарственные средства им приходилось изготавливать самим). Суть метода сводится к следующему: триоксид мышьяка растворяют в соляной кислоте, добавляют цинк, выделяющийся в реакции цинка с кислотой атомарный водород («водород в момент выделения») восстанавливает мышьяк до газообразного мышьяковистого водорода, или арсина AsH₃. (Как видим, пока эти действия аналогичны действиям Калле-сыщика.) Шееле ограничивался получением арсина, не производя с ним дальнейших манипуляций. Достаточным признаком наличия мышьяка он считал характерный чесночный запах арсина (современные исследователи установили, что чесночный запах имеет не арсин, а сопутствующие ему другие летучие соединения мышьяка). Однако в конце XVIII века это открытие не совершило переворота в правосудии: не сведущие в химии присяжные и судьи не принимали в качестве доказательства запах. Кстати, чесночный запах при дыхании — один из клинических симптомов отравления мышьяком.

В 1836 году английский химик Джеймс Марш, ассистент знаменитого Майкла Фарадея, усовершенствовал метод Шееле. Он воспользовался нестойкостью арсина к нагреванию: при 300–400° этот газ разлагается, образуя простые вещества. Для тех, кто изучал Периодический закон, это неудивительно, ведь прочность связей в водородных соединениях неметаллов уменьшается в главной подгруппе с возрастанием порядкового номера элемента. Значит, фосфин РН₃ менее прочен, чем аммиак NH₃, а арсин еще менее прочен, чем фосфин. Именно методом Марша и воспользовался Калле. Сначала он восстановил мышьяк до арсина:

As₂O₃ + 6Zn + 6H₂SO₄ = 2AsH₃ + 6ZnSO₄ + 3H₂O,

затем осушил его, пропуская через безводный хлорид кальция, а потом нагрел трубочку, через которую проходил арсин, и произошло разложение:

2AsH₃ = 2As + 3H₂,

а образовавшийся мышьяк в виде блестящего металлического зеркала осел на стенках трубочки. Отдадим должное Астрид Линдгрен (а также переводчице ее чудесной повести Н. Городинской) — техника эксперимента описана толково.

Марш осаждал мышьяк на фарфоровой пластинке, расположенной у отверстия трубки. Такое же зеркало, только сурьмяное, можно наблюдать для соединений сурьмы. Чтобы не перепутать мышьяковое зеркало с сурьмяным, Марш доработал метод. Зеркальный налет окислялся на воздухе и переводился в раствор в виде мышьяковистой кислоты Н₃AsO₃, которая, в отличие от соединений сурьмы, дает желтый осадок с нитратом серебра:

Н₃AsO₃ + 3AgNO₃ = Ag₃AsO₃ + 3HNO₃.

Метод Марша обладал высокой для своего времени чувствительностью, позволяя обнаруживать мышьяк в образцах, содержащих от 0,001 мг этого элемента. Над разработкой своего метода Джеймс Марш работал четыре года. Подтолкнул его к исследованию проблемы судебный казус. Некий Джон Бодл, угостивший своего дедушку кофе с мышьяком, был оправдан судом, потому что результат химического анализа на мышьяк не убедил присяжных. Анализ заключался в пропускании сероводорода через раствор мышьяковой соли, а проводил анализ по делу Бодла Джеймс Марш. Неудача в суде, из-за которой преступник остался безнаказанным, побудила Марша заняться разработкой надежного теста на мышьяк. А Джон Бодл впоследствии сам сознался в своем преступлении.

В судебной практике метод Марша впервые был использован в 1840 году при расследовании преступления молодой француженки Мари Лафарж. Девушка из обедневшей семьи вышла замуж по расчету за неотесанного, но богатого Шарля Лафаржа. После свадьбы выяснилось, что Лафарж ввел невесту в заблуждение относительно своего состояния. Наоборот, он сам рассчитывал на приданое Мари. Поскольку разводы в те времена не практиковались, Мари решила исправить свою ошибку самым радикальным способом. Она покупала в аптеке небольшими порциями мышьяк для борьбы с мышами, но, на мышиное счастье, по дому разбрасывала обыкновенную соду, а отраву подсыпала мужу в еду. Это привело в конце концов к смерти Шарля.

Родственники мужа, заподозрив неладное, сохранили остатки отравленной пищи. Мари не подозревала, что науке уже известен метод распознавания мышьяка. Первая экспертиза, проведенная двумя не знакомыми с методом Марша врачами, свидетельствовала в пользу Мари, однако прокурор подверг ее результаты сомнению и привлек других экспертов. Они знали о методе Марша, но не обладали практическими навыками в его использовании. Снова неудача. И только парижский врач-токсиколог Матьё Орфила, принявший участие в очередной экспертизе, смог доказать виновность Мари Лафарж, обнаружив в остатках еды и в организме покойного высокое содержание мышьяка. С этого момента метод Марша прочно вошел в криминалистику и отравители мышьяком стали получать по заслугам.

Почему мышьяк ядовит

Вероятно, пытливый читатель хочет знать, в чем причина высокой токсичности соединений мышьяка. Действительно, соединения мышьяка относятся ко второму классу опасности (высокоопасные вещества). Наиболее ядовит мышьяковистый водород, или арсин (как видим, опыт Калле был небезопасен…). Но газ неудобен в применении, поэтому широкое распространение получил «белый мышьяк», тоже высокотоксичный. Для смертельного отравления, по некоторым сведениям, достаточно дозы в 60–70 мг. Интересно, что в организме человека содержится мышьяк (в среднем 18 мг) — вот блестящее подтверждение слов Парацельса: «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным». Небольшие дозы соединений мышьяка используют в различных целях в медицине (например, в стоматологии), но не об этом речь в нашей статье. Нас интересует механизм токсического воздействия.

Оказывается, мышьяк, подобно другим ядовитым веществам, таким, как соединения ртути, свинца, сурьмы и др., вступает в химическую реакцию с сульфгидрильными, или тиольными, группами (-SH), входящими в состав белковых молекул. Поскольку ферменты (катализаторы биохимических процессов в организме) представляют собой белковые молекулы, то понятно, что мышьяк, блокируя сульфгидрильные группы этих молекул, выводит из строя ферменты. При этом нарушается течение биохимических процессов, обеспечивающих, например, передачу нервного импульса, тканевое дыхание и прочее. Отсюда клинические симптомы отравления мышьяком: снижение кровяного давления, признаки нарушения деятельности центральной нервной системы, судороги.

В качестве противоядия для тиоловых ядов, к которым относится мышьяк, используют вещества, содержащие сульфгидрильные группы и способные более прочно, чем белки, связывать соединения мышьяка, ртути и других тяжелых металлов. Одно из таких веществ, унитиол (димеркаптопропансульфонат натрия), является универсальным антидотом (противоядием) при отравлениях мышьяком и тяжелыми металлами. Для профилактики хронического отравления тиоловыми ядами на производстве нужны вещества, не наносящие вред организму при длительном применении. Одним из таких средств оказалась группа природных полисахаридов — пектины. Пектины способны связывать катионы тяжелых металлов и мышьяка. Вырабатываются пектины плодами растений, например яблоками. Яблочный мармелад богат пектинами. Собственно, благодаря пектинам яблоки и образуют мармелад.

Специально приготовленный мармелад профилактическими курсами в течение двух месяцев полагается выдавать рабочим вредных производств, работающих с тиоловыми ядами. Защитное действие пектинов объясняется способностью двух карбоксильных групп, содержащихся в каждом структурном звене, химически связывать катионы многих металлов, а также способностью этих веществ поглощать, как бы впитывая, различные вещества. В качестве же средства первой помощи при попадании мышьяка или других тиоловых ядов в желудок годится сырое куриное яйцо и даже просто молоко. Белок яйца альбумин или молочный белок казеин «принимают на себя» тиоловые яды, связывая их своими сульфгидрильными группами и защищая тем самым желудок.

Тайна смерти Наполеона

Особо богаты сульфгидрильными группами белки волос и ногтей, поэтому в волосах и ногтях мышьяк (как, впрочем, и сурьма, и ртуть, и свинец, и другие тяжелые металлы) накапливается. При этом по длине волоса он будет распределен неравномерно, если в какие-то периоды жизни в организм его поступало больше, чем обычно. Этот факт позволяет установить динамику поступления мышьяка в организм, если исследователь располагает образцом волос жертвы и надежным методом обнаружения в нем мышьяка.

Такой метод (более чувствительный, чем метод Марша) используют в современной криминалистике начиная с 50-х годов ХХ века. Это нейтронно-активационный анализ. Суть метода в том, что при облучении нейтронами материала, содержащего стабильные изотопы какого-то элемента (например, мышьяка), их ядра поглощают нейтроны и становятся нестабильными, то есть подверженными радиоактивному распаду. По характеру радиоактивного излучения можно судить о том, какой элемент содержится в образце, а по интенсивности излучения — о концентрации этого элемента. Для таких исследований требуется источник медленных нейтронов (к примеру, ядерный реактор) и прибор для фиксации радиоактивного излучения (спектрометр). Автор метода, венгерский химик Дьёрдь де Хевеши были удостоен Нобелевской премии в 1943 году.

В 1961 году с помощью этого метода был исследован образец волос Наполеона Бонапарта, полученный в качестве реликвии одним из его преданных сторонников после смерти императора на острове Святой Елены в 1821 году. Результаты оказались сенсационными: содержание мышьяка в образце в десять раз превышало норму. Из этого был сделан вывод, что Наполеон в последние месяцы своей жизни подвергался медленному отравлению, хотя причиной его смерти считался рак желудка. Правда, существовали и другие версии. Согласно одной из них, в покоях Наполеона стены были покрыты зелеными обоями, а в качестве зеленого пигмента в те времена использовался основной арсенит меди, или «зелень Шееле».

Более 30 лет назад в руках английского физикохимика Дэвида Джонса оказался кусок обоев из спальни Наполеона. Анализ показал, что на 1 м² площади этих обоев приходилось 0,12 г мышьяка. Но еще в конце XIX века были проведены исследования, доказавшие, что при содержании 0,015 г мышьяка на 1 м² обоев жильцы помещения испытывают недомогания, в частности страдают желудочно-кишечными заболеваниями, которые прекращались после смены обоев. Обои с острова Святой Елены содержали мышьяка на порядок больше! Из обоев он мог поступать в воздух, оттуда в легкие. .. К этому процессу, скорее всего, причастна плесень Scopulariopsis bevcaulis, бытующая на острове. Известно, что эта плесень способна перерабатывать ядовитые для нее соединения мышьяка в газообразный триметиларсин, еще более ядовитый, но уже для людей. Недаром свита Наполеона постоянно жаловалась на желудочные хвори, приступы озноба и опухание конечностей — симптомы хронического отравления мышьяком. А тот факт, что обои в резиденции экс-императора страдали от плесени, подтвержден документально.

Согласно другой версии, в волосах была обнаружена сурьма, по ошибке принятая за мышьяк, а попадала она в организм с лекарством, которое регулярно принимал Наполеон. Сурьма тоже ядовита, но в гораздо меньшей степени, потому что под действием желудочного сока ее соединения превращаются в нерастворимые продукты, не способные всасываться стенками кишечника.

Мышьяк не только для мышей

Другую точку зрения на тайну смерти Наполеона высказал известный американский биохимик Эндрю Бенсон в интервью, опубликованном в «Химии и жизни» (1980, № 3). Он считает, что Наполеон в течение долгого времени принимал укрепляющие средства, содержащие мышьяк. Поэтому неудивительно, что мышьяк накапливался в волосах. Удивительно другое: почему ядовитое вещество прописывали в качестве, как теперь принято говорить, БАДа?

Оказывается, издавна известно, что препараты мышьяка (разумеется, в умеренных дозах) улучшают состояние кожи, повышают выносливость организма. С XVIII века в Англии в качестве средства от малярии продавался однопроцентный раствор арсенита калия, с 1809 года включенный в Лондонскую фармакопею под названием «Раствор доктора Фаулера». Женщины стали применять его для улучшения цвета лица: кожа становилась более упругой, приобретала модный бледный оттенок. Употребляла мышьяковистый препарат, например, Элизабет Сиддал, муза прерафаэлитов, жена Данте Габриэля Росетти. «Открыл» эту девушку художник-прерафаэлит Уолтер Деверелл, по словам которого у Элизабет «лицо ангела и глаза Медузы Горгоны, превращающие в камень любого, кто посмотрит на нее». Знаменитая «Офелия» Джона Эверетта Милле написана с Элизабет Сиддал.

А в 1851 году в одном из венских журналов появилась публикация о давнем обычае жителей Штирии, горного района в Австрии, поедать мышьяк. Благодаря ему горцы легче передвигались по пересеченной местности, меньше уставали, а кожа и волосы у них становились красивее.

К исследованиям соединений мышьяка был причастен химик и композитор Александр Порфирьевич Бородин. Его докторская диссертация на медицинскую тему (он был еще и врачом) посвящена мышьяковой кислоте. Автор «Князя Игоря» слыл остроумным человеком. Вот одна забавная история, рассказанная в журнале «Химия и жизнь» (1967, № 8).

Как-то Балакирев попросил у Бородина мышьяка для истребления мышей, но вместо яда получил записку: «При всем моем желании спасти Вас от съедения мышами мышьяка не посылаю и не советую употреблять, ибо Вы можете перетравиться, и таким образом квартира № 39 в доме Бенардаки останется без жильцов, а музыка без деятеля. На всякий случай я заблаговременно начну писать реквием, ибо в покойниках недостатка не будет: или Вы уморите мышей или они Вас уморят. Чтобы Вас не доводить до отчаяния, дам Вам практический совет купить мышеловку».

2. Откуда берется мышьяк в окружающей среде?

Главная » Мышьяк » Уровень 2 » Вопрос 2

Предыдущий вопрос

Уровень 2 Вопросы

Следующий вопрос

• Уровень 1: Сводка
• Уровень 2: Детали
• Уровень 3: Источник
•  

2. Откуда поступает мышьяк в окружающую среду?

• 2.1 Каковы природные источники мышьяка в окружающей среде?
• 2.2 Каковы искусственные источники мышьяка в окружающей среде?
• 2.3 Как мышьяк переносится и распространяется в окружающей среде?

2.1 Каковы естественные источники мышьяка в окружающей среде?

Земная кора является богатым природным источником мышьяка. Он присутствует более чем в 200 различных минералах, наиболее распространенным из которых является арсенопирит.

Около одной трети мышьяка в атмосфере Земли имеет природное происхождение. Вулканическая деятельность является наиболее важным природным источником. Следующим по важности источником являются пары, содержащие мышьяк, которые образуются из твердых или жидких форм солей мышьяка при низких температурах.

Неорганический мышьяк геологического происхождения содержится в подземных водах, используемых в качестве питьевой воды в нескольких частях мира, например, в Бангладеш, Индии и Тайване.

Органические соединения мышьяка, то есть соединения, содержащие углерод, в основном встречаются в морских организмах, хотя некоторые из этих соединений были также обнаружены в видах, обитающих на суше.

Как видно из ответов на вопросы с 5 по 8, неорганический мышьяк создает больше проблем, чем органический мышьяк. Подробнее…

• Уровень 1: Сводка
• Уровень 2: Детали
• Уровень 3: Источник
•  

2.2 Каковы искусственные источники мышьяка в окружающей среде?

Элементарный мышьяк промышленно производится из триоксида мышьяка. Триоксид мышьяка является побочным продуктом плавки металлов. Около 70% мирового производства мышьяка используется при обработке древесины, 22% — в сельскохозяйственных химикатах, а остальная часть — в производстве стекла, фармацевтических препаратов и металлических сплавов.

Добыча полезных ископаемых, выплавка металлов и сжигание ископаемого топлива являются основными промышленными процессами, которые способствуют загрязнению мышьяком воздуха, воды и почвы. Использование мышьяксодержащих пестицидов в прошлом привело к загрязнению больших площадей сельскохозяйственных угодий. Использование мышьяка для консервации древесины также привело к загрязнению окружающей среды. Подробнее…

• Уровень 1: Сводка
• Уровень 2: Детали
• Уровень 3: Источник
•  

2.3 Как мышьяк переносится и распространяется в окружающей среде?

Перенос и распределение мышьяка в окружающей среде являются сложными из-за многих химических форм, в которых он может присутствовать, а также из-за постоянного круговорота различных форм мышьяка в воздухе, почве и воде.

Большая часть мышьяка в атмосфере поступает в результате высокотемпературных процессов, таких как угольные электростанции, сжигание растительности и вулканическая деятельность. Мышьяк выбрасывается в атмосферу в основном в виде триоксида мышьяка, где он легко прилипает к поверхности частиц. Эти частицы разносятся ветром и в конечном итоге падают обратно на землю из-за своего веса или во время дождя.

Естественные низкотемпературные биологические реакции с участием микробов также выделяют мышьяк в атмосферу. Микробы, воздействуя на мышьяк в почве и отложениях, выделяют газ мышьяк или другие летучие соединения мышьяка. Арсин реагирует с кислородом воздуха и снова превращается в нелетучие формы мышьяка, которые оседают на землю.

Мышьяк, растворенный в воде, может присутствовать в нескольких различных формах. В хорошо насыщенных кислородом воде и отложениях почти весь мышьяк находится в стабильной форме арсената. Некоторые формы арсенита и арсената менее стабильны и взаимозаменяемы в зависимости от химических и биологических условий. Некоторые химические формы мышьяка сильно прилипают к глине и органическим веществам, и это может влиять на их поведение в окружающей среде. Мышьяк может выделяться из воды и отложений, опять же, в зависимости от химических и биологических условий.

Наконец, выветренные породы и почвы, содержащие мышьяк, могут переноситься ветром или водной эрозией. Поскольку многие соединения мышьяка имеют тенденцию сильно прилипать к почве, вода, просачивающаяся вниз, обычно не перемещает мышьяк через небольшое расстояние в почве. Подробнее…

Предыдущий вопрос

Уровень 2 Вопросы

Следующий вопрос

В чем разница между органическим и неорганическим мышьяком? | Office for Science and Society

Атомы мышьяка могут соединяться с атомами других элементов, образуя различные соединения. Их можно разделить на две категории: «неорганические» и «органические». В этом случае термин «органический» используется в его собственном химическом смысле, относящемся к молекулам, которые имеют каркас из атомов углерода. В «органическом» соединении мышьяка атом мышьяка присоединен к углероду, который может, например, быть частью молекулы сахара, такой как рибоза. Эта «органическая» разновидность более сложна по строению, но при этом безвредна. С другой стороны, «неорганические» соединения мышьяка не содержат углерода и обычно представляют собой простые молекулы, такие как триоксид мышьяка. Эти соединения очень токсичны.

Триоксид мышьяка, заслуживший название «наследственного порошка», исторически использовался как смертельный яд. Подземные воды могут содержать неорганический мышьяк в форме арсенита или арсената, в которых мышьяк связан с атомами кислорода. Употребление такой воды может представлять серьезную опасность для здоровья, как это было продемонстрировано в Бангладеш, где было обнаружено, что вода в многочисленных колодцах содержит мышьяк в концентрациях, в сотни раз превышающих 10 частей на миллиард — число, которое считается максимальным. безопасный уровень. По иронии судьбы, эти самые колодцы были пробурены в первую очередь из-за того, что очень много людей умирало от желудочно-кишечных заболеваний, вызванных питьем прудовой и речной воды, загрязненной сточными водами. Эпидемии кожных пятен, болезней легких, рака кожи и печеночной недостаточности уже поразили людей, пьющих загрязненную колодезную воду. Напротив, органические соединения мышьяка, такие как арсенобетаин, наиболее распространенное соединение мышьяка в морепродуктах, относительно нетоксичны. Это связано с тем, что атомы мышьяка прочно связаны и недоступны для связывания с важными биомолекулами, такими как белки.

Источниками как органических, так и неорганических мышьяков являются природные минералы, например арсенопирит (FeAsS), реальгар  (As4S4) и аурипигмент (As2S3). По мере их эрозии они реагируют с влагой и кислородом с образованием водорастворимых арсенитов и арсенатов и, следовательно, попадают как в поверхностные, так и в подземные воды. В поверхностных водах они могут поглощаться водорослями, которые затем превращают их в арсеносахара, арсинолипиды и арсенобетаин.

Рыбы и другие морские обитатели питаются этими водорослями и концентрируют соединения мышьяка. Однако из-за относительно низкой токсичности органических соединений мышьяка в морепродуктах особого беспокойства не вызывает. Рис, с другой стороны, представляет собой другую историю. Он растет на затопленных рисовых полях, где вода может содержать неорганические мышьяки, которые легко поглощаются растущими растениями и попадают в зерно. Количество мышьяка, попадающего в рис, зависит от местной геологии. Калифорнийский рис, как правило, содержит очень мало мышьяка.

Очевидно, что при определении содержания мышьяка в пищевых продуктах или напитках важно различать формы мышьяка. «Общее количество мышьяка» может вводить в заблуждение, как было продемонстрировано беспокойством по поводу яблочного сока, когда результаты, показанные на Шоу доктора Оз , казалось, указывали на неприемлемо высокие уровни мышьяка, вызывающие панику у молодых мам. Однако надлежащий анализ, проведенный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, показал, что концентрация неорганического мышьяка, который имеет значение, находилась в допустимых пределах. В настоящее время действуют нормы содержания мышьяка в яблочном соке, которые должны составлять менее 10 частей на миллиард, как и в питьевой воде.