Мышьяк - Arsenic


Из Википедии, свободной энциклопедии
Мышьяк,   33 В
Арсен 1a.jpg
мышьяк
Произношение
аллотропов серый (наиболее распространенный), желтый, черный
Внешность серый металлик
Стандартный атомный вес г, станд (В) 74,921 595 (6)
Мышьяк в таблице Менделеева
водород гелий
литий бериллий бор углерод азот кислород Фтор неон
натрий магниевый алюминий кремний фосфор сера хлор аргон
калий кальций Скандий титан Ванадий хром марганца Железо кобальт никель медь цинк галлий германий мышьяк Селен Бром криптон
Рубидий стронций Иттрий Цирконий ниобий молибден технеций Рутений Родий палладий Серебряный Кадмий Индий Банка сурьма Теллур йод ксенон
цезий барий Лантан церий празеодимий неодим Прометий Самарий европий гадолиний тербий диспрозий Holmium эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний тантал вольфрам рений Осмий Иридий платиновый Золото Ртуть (элемент) таллий вести висмут Полоний Астат радон
Франций радий актиний торий протактиний Уран нептуний Плутоний Америций кюрий беркелий калифорний эйнштейний Fermium менделевий Нобелий Лоуренсий резерфордия Дубний сиборгия борий гания мейтнерий Darmstadtium рентгения Коперниций Nihonium Флеровий Moscovium Ливерморий Tennessine Oganesson
Р

Как

Sb
германиймышьякселеном
Атомный номер ( Z ) 33
группа Группа 15 (подгруппа азота)
период период 4
блок п-блок
категория Элемент   металлоид
Электронная конфигурация [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 3
Электроны в оболочке
2, 8, 18, 5
Физические свойства
Фаза на  STP твердый
точка сублимации 887 К (615 ° С, 1137 ° F)
Плотность (около  к.т. ) 5,727 г / см 3
когда жидкость (при  тре ) 5,22 г / см 3
Тройная точка 1090 К, 3628 кПа
Критическая точка 1673 K,? МПа
Теплота плавления серый: 24,44  кДж / моль
Теплота парообразования 34,76 кДж / моль (?)
Молярная теплоемкость 24,64 Дж / (моль · К)
Давление газа
Р  (Па) 1 10 100 1 к 10 к 100 к
при  Т  (К) 553 596 646 706 +781 +874
Атомные свойства
Окислительные состояния -3 , -2, -1, +1, +2, +3 , +4, +5 (умеренно кислый оксид)
Электроотрицательность Полинг шкала: 2,18
энергия ионизации
  • 1-й: 947,0 кДж / моль
  • 2-й: 1798 кДж / моль
  • Третий: 2735 кДж / моль
  • ( Более )
Радиус атома эмпирические: 119  м
радиус Ковалентного 119 ± 4 вечера
Ван-дер-Ваальса радиус 185 часов
Цвет линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии мышьяка
Другие свойства
Естественное явление исконный
Кристальная структура ромбоэдрическая
Ромбоэдрическая кристаллическая структура для мышьяка
Тепловое расширение 5,6 мкм / (м · К) (при  комнатной температуре )
Теплопроводность 50,2 Вт / (м · К)
Электрическое сопротивление 333 nΩ · м (при 20 ° C)
Магнитное упорядочение диамагнитный
магнитная восприимчивость -5,5 · 10 -6  см 3 / моль
Модуль для младших 8 ГПа
объемный модуль 22 ГПа
твердость по Моосу 3,5
твердость по Бринеллю 1440 МПа
Количество CAS 7440-38-2
история
открытие Перед 300 CE
Основные изотопы мышьяка
Изотоп изобилие Период полураспада ( т 1/2 ) режим Decay Товар
73 Как син 80,3 г ε 73 Ge
γ -
74 Как син 17,8 г ε 74 Ge
β + 74 Ge
γ -
β - 74 Se
75 Как 100% стабильный
| Рекомендации

Мышьяк является химическим элементом с символом  As и атомным номер  33. Мышьяком происходит во многих минералах, как правило , в сочетании с серой и металлами , но и в качестве чистого элементарного кристалла . Мышьяк является металлоидом . Она имеет различные аллотропы , но только серая форма, которая имеет металлический внешний вид, имеет важное значение для промышленности.

Основное использование мышьяка в сплавах свинца (например, в автомобильных аккумуляторов и боеприпасов ). Мышьяк является общим п-типа легирующей примеси в полупроводниковых электронных устройств, и оптоэлектронные соединение арсенида галлия является вторым наиболее часто используется полупроводниковый после того, как легированного кремния . Мышьяк и его соединение, особенно триоксид, которые используются в производстве пестицидов , обработанные изделия из древесины, гербициды и инсектициды . Эти приложения снижаются из - за токсичности мышьяка и его соединений.

Несколько видов бактерий способны использовать соединение мышьяка в дыхательных метаболитах . Следовых количеств мышьяка являются важным диетическим элементом у крыс, хомяков, коз, кур, и предположительно других видов. Определенная роль в метаболизме человека не известна. Однако отравление мышьяком происходит в многоклеточной жизни , если величины больше , чем необходимо. Мышьяк загрязнения подземных вод является проблемой , которая затрагивает миллионы людей по всему миру.

В Соединенных Штатов " Агентство по охране окружающей среды говорится , что все формы мышьяка представляют собой серьезную угрозу для здоровья человека. В Соединенных Штатах Агентство по токсическим веществам и регистрация заболеваний занимают мышьяк , как номер 1 в 2001 Priority Списке опасных веществ в суперфонде сайтах. Мышьяк классифицируется как-A Group канцероген .

содержание

Характеристики

Физические характеристики

Кристаллическая структура общей для Sb , ASSB и серого As

Три наиболее распространенные мышьяки аллотропов являются серым, желтым и черным мышьяком, с проседью является наиболее распространенной. Серый мышьяк (α-As, пространственная группа R 3 м № 166) принимает двухслойную структуру , состоящую из множества сцепленных, раздражаемых, шестичленных колец. Из - за слабой связи между слоями, серый мышьяк хрупким и имеет относительно низкую Мооса твердость 3,5. Ближайший и следующие ближайшие соседи образуют искаженный октаэдрической комплекс, с тремя атомами в одной и тот же двухслойном будучи немного ближе , чем три атомов в следующем. Эта относительно плотная упаковка приводит к высокой плотности 5,73 г / см 3 . Серый мышьяк является полуметалл , но становится полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,2-1,4 эВ , если аморфизиро-. Серый мышьяк также является наиболее стабильной формой. Желтый мышьяк мягкий и восковая спелость, и в некоторой степени похож на тетрафосфор ( P
4
). Оба имеют четыре атомарасположенные втетраэдрическойструктурев которой каждый атом связан с каждым из трех других атомов одинарной связи. Это нестабильное аллотроп, будучи молекулярным, является наиболее нестабильными, наименее плотным и наиболее токсичным. Твердое желтое мышьяк получают путем быстрого охлаждения паров мышьяка,Как
4
. Он быстро превращается в серый мышьяк света. Желтая форма имеет плотность 1,97 г / см3. Черный мышьяк похож по структуречерного фосфора. Черный мышьяк может быть также образован путем охлаждения пара около 100-220 ° С. Это стекловидный и ломкими. Это также плохой электрический проводник.

Изотопы

Мышьяк встречается в природе в виде моноизотопного элемента , состоящего из одного стабильного изотопа , 75 As. По состоянию на 2003, по меньшей мере , 33 радиоизотопы также были синтезированы, в диапазоне атомной массы от 60 до 92. Наиболее стабильный из них 73 Как с периодом полураспада от 80.30 дней. Все другие изотопы имеют периоды полураспада в рамках одного дня, за исключением 71 As ( т 1/2 = 65,30 ч), 72 As ( т 1/2 = 26,0 ч), 74 As ( т 1/2 = 17.77 дней ), 76 В ( т 1/2 = 1.0942 дней) и 77 В ( т 1/2 = 38,83 ч). Изотопы, которые легче , чем стабильные 75 Как правило, распадаться на р + распад , и те, которые , как правило, тяжелее распадаться бета - распад , с некоторыми исключениями.

По меньшей мере 10 ядерных изомеров , были описаны, в диапазоне атомной массы от 66 до 84. Наиболее стабильный изомеров мышьяка составляет 68м Как с периодом полураспада 111 секунд.

Химия

Мышьяк имеет аналогичную электроотрицательности и энергию ионизации в его более легком конгенерах фосфора и, таким образом легко образует ковалентные молекулы с большинством неметаллов. Хотя в атмосфере сухого воздуха, мышьяк образует золотисто-бронзовый тускнеет под воздействием влаги , который в конечном итоге становится черный поверхностный слой. При нагревании на воздухе, мышьяк окисляется до триоксида мышьяка ; дым от этой реакции имеет запах похожий чеснок . Этот запах может быть обнаружен на поразительном арсенид минералах , такие как арсенопирит с молотком. Он горит в кислороде с образованием триоксида мышьяка и мышьяком пятиокиси , которые имеют ту же структуру, что и более известных соединения фосфора и фтор в давать пентафторид мышьяк . Мышьяк (и некоторые соединения мышьяка) сублимируется при нагревании при атмосферном давлении, преобразователи непосредственно в газообразную форму без промежуточного жидкого состояния при 887 К (614 ° C). Тройная точка является 3,63 МПа и 1090 К (820 ° С). Мышьяк делает мышьяк кислоту с концентрированной азотной кислотой , мышьяковистой кислоты с разбавленной азотной кислотой, и триоксида мышьяка с концентрированной серной кислотой ; однако, он не вступает в реакцию с водой, щелочами, или не окисляющими кислотами. Мышьяк реагирует с металлами с образованием арсенидов , однако они не являются ионными соединениями , содержащих , как 3- иона в качестве образования такого аниона бы весьма эндотермическими и даже арсениды группы 1 имеют свойство интерметаллических соединений. Как германия , селена и брома , которые , как мышьяк преемником 3d серии перехода , мышьяк гораздо менее стабильна в состоянии группы окисления +5 , чем его вертикальной соседей фосфора и сурьмы, и , следовательно , мышьяка и пятиокиси мышьяка кислоты являются сильными окислителями.

соединений

Соединения мышьяка напоминают в некотором отношении тех из фосфора , который занимает ту же группу (столбец) из таблицы Менделеева . Наиболее распространенные состояния окисления для мышьяка являются: в -3 арсенидах , которые являются сплав типа интерметаллических соединений, +3 в арсенитах и +5 в арсенатах и наиболее МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКОЕ соединение. Мышьяк также легко сцепляется к себе , как показано на площади , как 3-
4
ионов в минеральной скуттерудит . В +3 окисленном состоянии , мышьяк , как правило , пирамидальный вследствие влияния неподеленной пары из электронов .

Неорганические соединения

Один из самого простого соединения мышьяка является тригидрид, высокотоксичным, горючим, пирофорный арсин (AsH 3 ). Это соединение , как правило , рассматриваются как устойчивые, так как при комнатной температуре он разлагается только медленно. При температурах разложения 250-300 ° С до мышьяка и водород является быстрым. Несколько факторы, такие как влажность , наличие света и некоторые катализаторы (а именно алюминий ) способствуют увеличению скорости разложения. Это легко окисляется на воздухе с образованием триоксида мышьяка и воды, а также аналогичные реакции протекают с серой и селеном , вместо кислорода .

Мышьяк образует бесцветный, без запаха, кристаллические оксиды As 2 O 3 ( « белый мышьяк ») и As 2 O 5 , которые являются гигроскопичными и легко растворим в воде с образованием кислых растворов. Мышьяк (V) кислота является слабой кислотой и соли называются арсенатами , наиболее распространенного мышьяк загрязнение подземных вод , а также проблема , которая затрагивает многие человек. Синтетические арсенаты включают в себя Зеленый Шееле в (двухвалентной меди арсенат водорода, кислой арсенат меди), арсенат кальция и свинца арсенат водорода . Эти три были использованы в качестве сельскохозяйственных инсектицидов и ядов .

Шаги протонирования между арсенатом и мышьяком кислотой аналогичны между фосфатом и фосфорной кислотой . В отличии от фосфорной кислоты , мышьяковистая кислота является действительно трехосновной, с формулой As (OH) 3 .

Широкий выбор соединений серы , мышьяка известны. Аурипигмент ( В 2 S 3 ) и реальгара ( В 4 S 4 ) несколько в изобилии и были ранее использованы в качестве красящих пигментов. В качестве 4 S 10 , мышьяк имеет формальную степень окисления +2 , как 4 S 4 , который показывает , как-облигаций , так что общее ковалентность As еще 3. Оба аурипигмент и Реальгар, а также , как 4 S 3 , имеют аналоги селена; Как аналогичный 2 Te 3 известно как минеральная kalgoorlieite и анион As 2 Te - известно как лиганд в кобальтовых комплексах.

Все тригалогениды мышьяка (III) хорошо известны , кроме astatide, которая неизвестна. Мышьяк пятифтористый (ASF 5 ) является единственным важным пентагалогенид, что отражает более низкую стабильность состояния окисления +5; даже в этом случае , это очень сильный фторирования и окисляющий агент. (The пентахлорид устойчива лишь ниже -50 ° С, при этой температуре он разлагается до трихлорида, выпуская газообразный хлор.)

сплавы

Мышьяк используется в качестве элемента группы 5 в полупроводниках типа III-V арсенида галлия , индия , арсенида и арсенида алюминия . Количество валентного электрона GaAs такого же , как пары атомов Si, но структура зон совершенно иная , что приводит к различным объемным свойствам. Другие мышьяки сплавы включают II-V полупроводникового кадмий арсенид .

МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКОЕ соединения

Trimethylarsine

Большое разнообразие мышьякорганических соединений известны. Некоторые из них были разработаны в качестве химических отравляющих веществ во время Первой мировой войны, в том числе образующих пузырьков , такие как люизит и рвоты агентов , такие как адамсит . Какодиловая кислоты , который имеет исторический и практический интерес, возникает из - за метилирования триоксида мышьяка, реакция , которая не имеет аналогов в химии фосфора. Действительно, какодил был первым металлоорганическое соединение , известное (несмотря на то, мышьяк не является истинным металлом) и был назван от греческого κακωδἰα «вони» для своего неприятного запаха; он очень ядовит.

Возникновение и производство

Большой образец нативного мышьяка

Мышьяк содержит от около 1,5  частей на миллион  (0,00015%) из земной коры , и является 53 - й самый распространенный элемент. Типичные фоновые концентрации мышьяка не превышает 3 нг / м 3 в атмосфере; 100 мг / кг в почве; и 10 мкг / л в пресной воде.

Минералы с формулой MASS и MAs 2 (M = Fe , Ni , Co ) являются доминирующими коммерческими источниками мышьяка, вместе с реальгаром (мышьяк сульфидных минералов) и родным (элементарным) мышьяком. Иллюстративными минерал арсенопирит ( Fe , как S ), которое структурно связан с железом пирита . Многие незначительные , как содержащие минералы известны. Мышьяк также происходит в различных органических формах в окружающей среде.

Мышьяк производства в 2006 году

В 2014 году Китай стал главным производителем белого мышьяка с почти 70% мировой доли, а затем Марокко , России и Бельгии , по данным Геологической службы Британской и Геологической службы Соединенных Штатов Америки . Большинство мышьяк операции уточнения в США и Европе закрылись над экологическими проблемами. Мышьяк находится в плавильной пыли из меди , золота и свинца плавильных печей, и извлекают в основном из меди рафинирования пыли.

На обжиг арсенопирит в воздухе, оксид мышьяка сублимируется как мышьяк (III) , оставляя оксиды железа, в то время обжига без воздуха приводит в производстве серого мышьяка. Дальнейшая очистка от серы и других халькогенов достигается путем сублимации в вакууме, в атмосфере водорода, или путем перегонки из расплавленного свинца мышьяк смеси.

Ранг Страна 2014 В 2 О 3 Производство
1  Китай 25000 Т
2  Марокко 8,800 Т
3  Россия 1500 Т
4  Бельгия 1 000 Т
5  Боливия 52 Т
6  Япония 45 Т
- Всего в мире (закругленный) 36400 Т

история

реальгар

Слово мышьяк имеет свое происхождение в сирийском слово ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (аль) zarniqa , от персидского слова زرنيخ zarnikh , что означает «желтый» (буквально «золотой цвета») и , следовательно , «(желтый) аурипигмент ». Он был принят в греческий , как arsenikon ( ἀρσενικόν ), в форме , которая является народной этимологией , будучи стерилизует форму греческого слова arsenikos ( ἀρσενικός ), что означает «мужчина», «мужественный». Греческое слово было принято на латыни как Arsenicum , который по - французски стал мышьяком , из которого берется английское слово мышьяк. Мышьяк сульфиды (Аурипигмент, реальгар ) и оксиды были известны и использовались с древних времен. Зосима (около 300 г. н.э.) описывает обжарки sandarach (Realgar) , чтобы получить облако мышьяка ( триоксида мышьяка ), который он затем уменьшает до серого мышьяка. Поскольку симптомы отравления мышьяком не очень специфичны, она часто используется для убийства до появления теста Marsh , чувствительный химический тест на его присутствие. (Еще менее чувствителен , но более общий тест является тестом Reinsch .) Благодаря его использованию господствующего класса убивать друг друг , и его потенция и тактичность, мышьяк был назван «ядом королей» и «королем ядов».

Мышьяк лабиринт, часть Botallack шахты , Корнуолл.

Во время бронзового века , мышьяк часто включается в бронзе , который сделал сплав труднее (так называемым « Мышьяковая бронзой »). Альберт Великий (Альберт Великий, 1193-1280) , как полагают, были первыми , чтобы изолировать элемент из соединения в 1250 году , при нагревании мыло вместе с сульфид мышьяка . В 1649 году Иоганн Шредер опубликовал два способа подготовки мышьяк. Кристаллы элементного (родной) мышьяка встречаются в природе, хотя и редко.

Дымящей жидкости кадета (нечистым какодил ), часто утверждают в качестве первого синтетического металлоорганического соединения , был синтезирован в 1760 году Луи Клод Каде де Гассикур по реакции ацетата калия с триоксида мышьяка .

Сатирический мультфильм по Оноре Домье химика дает публичную демонстрацию мышьяка, 1841

В викторианской эпохе , «мышьяк» ( «белый мышьяк» или триоксид мышьяка) смешивают с уксусом и мелом и съедена женщинами , чтобы улучшить цвет лица их лиц, делая их более бледную кожу , чтобы показать , что они не работают на полях. Мышьяк также втирать в лицо и руки женщин , чтобы «улучшить цвет лица». Случайное использование мышьяка в фальсификации пищевых продуктов привело к сладкому отравления Брэдфорда в 1858 году, в результате чего около 20 смертей. Производство обоев также начали использовать красители , изготовленные из мышьяка, который , как считалось , чтобы увеличить яркость пигмента в.

Два мышьяк пигментов широко используются с момента их открытий - Париж Грина и Грин Шееля . После того , как токсичность мышьяка стала широко известна, эти химические вещества были менее часто используются в качестве пигментов и чаще в качестве инсектицидов. В 1860 - х годах, мышьяк побочным продуктом производства красителя, Лондон Фиолетовый широко используется. Это была твердая смесь триоксида мышьяка, анилина, извести и окиси железа, нерастворима в воде и очень токсична при вдыхании или проглатывании Но позже он был заменен Париж Грином, другим мышьяк основой красителя. С лучшего понимания механизма токсикологии, два других соединений были использованы , начиная с 1890 - х годов. Арсенит извести и арсената свинца не были широко использованы в качестве инсектицидов до открытия ДДТ в 1942 году.

Приложения

сельскохозяйственное

Роксарзон является спорным мышьяк соединения , используемым в качестве исходного ингредиента для кур.

Токсичность мышьяка насекомых , бактерий и грибов привело к его использованию в качестве консерванта древесины. В 1930 - х годах, процесс обработки древесины с хромированным арсенатом меди (также известным как ОСО или TANALITH ) был изобретен, и в течение многих десятилетий, это лечение было наиболее обширным промышленное использование мышьяка. Повышенная оценка токсичности мышьяка привело к запрету ОАС в потребительских товаров в 2004 году по инициативе Европейского Союза и Соединенных Штатов Америки. Тем не менее, CCA остается в тяжелом использования в других странах (например, на малайзийских каучуковых плантаций).

Мышьяк также был использован в различных сельскохозяйственных инсектицидов и ядов. Так , например, свинец арсенат водорода был общим инсектицида на фруктовых деревьев , но контакт с соединением , иногда приводит к повреждению головного мозга среди тех , кто работает с опрыскиватели. Во второй половине 20 - го века, мононатриевой метил арсенат (MSMA) и динатриевый метил арсенат (ДГМА) - менее токсичные органические формы мышьяка - заменен арсенат свинца в сельском хозяйстве. Этот органические соединения мышьяка был в своей очереди прекращено к 2013 году во всех сельскохозяйственных работах , за исключением хлопководства.

Биогеохимия мышьяка является сложным и включает в себя различные адсорбции и десорбции процессов. Токсичность мышьяка связано с его растворимости и зависит от рН. Арсенит ( AsO 3-
3
) более растворим , чем арсената ( AsO 3-
4
) и более токсичен; Однако, при более низком рН, арсенат становится более мобильным и токсичным. Было обнаружено , что добавление серы, фосфора и оксидов железа до высокой арсенит- почв значительно снижает фитотоксичность мышьяка.

Мышьяк используется в качестве кормовой добавки в домашней птицы и свиней производства , в частности , в США , чтобы увеличить увеличение веса, улучшение эффективности кормления , а также для предотвращения заболевания. Пример может служить роксарзоном , который был использован в качестве бройлеров стартера примерно на 70% от бройлеров США. Закон Poultry Яд-Free 2009 предлагается запретить использование роксарзон в промышленных свиней и продукции птицеводства. Альфарма, дочерней компанией Pfizer Inc., которая производит роксарзон, добровольно приостановил продажу лекарственного средства в ответ на исследования , показывающие , повышенные уровни неорганического мышьяка, канцерогенов, в обработанных кур. Преемник Alpharma, Zoetis , продолжает продавать nitarsone , в первую очередь для использования в индюков.

Мышьяк намеренно добавляют в корм цыплятам , привлеченными для потребления человеком. Органические соединения мышьяка являются менее токсичными , чем чистый мышьяк, и способствуют росту цыплят. В некоторых условиях, мышьяк в курином корме превращает в токсическую неорганическую форму.

Проведенный в 2006 году исследования останков австралийского скакуна, Phar Lap , определило , что 1932 смерти известного чемпиона была вызвана массивной передозировкой мышьяка. Сидней ветеринар Перси Сайкс заявил: «В те дни, мышьяк был довольно распространенной тонизирующим, как правило , дается в виде раствора (раствор Фаулера) ... Это было настолько распространено , что я думаю , 90 процентов лошадей имели мышьяк в их системе «.

Медицинское использование

В ходе 18 - го, 19 - го и 20 - го века, использовался ряд соединений мышьяка в качестве лекарственных средств, в том числе сальварсана (по Паулю Эрлиха ) и триоксида мышьяка (по Томасу Fowler ). Сальварсан, а также neosalvarsan , был указан на сифилис и трипаносомоз , но был заменен современными антибиотиками .

Триоксид мышьяка был использован в различных формах в течение последних 500 лет, чаще всего при лечении рака , но и в качестве лекарственных средств разнообразно , как раствор Фаулера в псориазе . США пищевых продуктов и медикаментов в 2000 году одобрил это соединение для лечения больных с острым лейкозом промиелоцитарного , который устойчив к транс-транс - ретиноевой кислоты .

Недавно исследователи локализация опухоли с использованием мышьяка-74 (позитрон эмиттер). Этот изотоп дает более четкие ПЭТ - сканирование изображений , чем предыдущий радиоактивный агент, йод -124, потому что тело имеет тенденцию к транспорту йода к производству щитовидной железы шуму сигнала.

В субтоксических дозах, растворимые соединения мышьяка действуют как стимуляторы , и когда - то были популярны в малых дозах как медицина людей в середине 18 - го до 19 - го века.

сплавы

Основное применение мышьяка при легировании свинцом. Свинцовые компоненты автомобильных аккумуляторов усиливаются наличием очень небольшой процент мышьяка. Выщелачиванию латуни (медно-цинковый сплав) значительно снижается за счет добавления мышьяка. «Фосфор Деоксидированная Мышьяковый Медь» с содержанием мышьяка 0,3% имеет повышенную устойчивость к коррозии в некоторых средах. Галлий арсенид является важным полупроводниковым материалом, используемым в интегральных схемах . Схемы , сделанные из GaAs гораздо быстрее (но намного дороже) , чем сделанные из кремния . В отличии от кремния, GaAs , имеет прямую запрещенную зону , и может быть использован в лазерных диодах и светодиодах для преобразования электрической энергии непосредственно в свет .

военный

После Первой мировой войны , Соединенные Штаты построили запасы 20000 тонн боеприпас люизита (ClCH = CHAsCl 2 ), МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКОЕ нарывной (кожно - нарывного) и легкого раздражителя. Запасы нейтрализовали с отбеливателем и сбрасывали в Мексиканском заливе в 1950 году . Во время войны во Вьетнаме , Соединенные Штаты использовали агент синий , смесь какодилата натрия и его кислотной форму, как один из радужных гербицидов лишить Северный Вьетнам солдат лиственного покрова и риса.

Другие области применения

  • Медный acetoarsenite был использован в качестве зеленого пигмента , известного под разными названиями, в том числе Париж Грина и изумрудно - зеленый. Это вызвало многочисленные мышьяк отравления . Гидроарсенит медь , медный арсенат, была использована в 19 веке в качестве красящего вещества в сладости .
  • Мышьяк используется в побурения и пиротехники .
  • Столько , сколько 2% от производимого мышьяка используются в свинцовых сплавах для свинцовой дроби и пуль .
  • Мышьяк добавляет в небольших количествах альфа-латунь , чтобы сделать его обесцинкованием устойчивости . Этот сорт латуни используется в водопроводной арматуре и других влажных средах.
  • Мышьяк также используются для таксономического сохранения образца.
  • До недавнего времени , мышьяк был использован в оптическом стекле. Современные производители стекла, под давлением окружающей среды, прекратили использовать как мышьяк и свинец .

Биологическая роль

бактерии

Некоторые виды бактерий получают энергию путем окислительной различных виды топлива в то время как сокращение арсената к арсениту. При окислительных условиях окружающей среды некоторых бактерии окисляют арсенит к мышьяковокислым в качестве топлива для их метаболизма. Эти ферменты , участвующие известны как арсенат- редуктазы (ARR).

В 2000 годе , бактерии были обнаружены , что используют версию фотосинтеза в отсутствии кислорода с арсенитами как доноры электронов , производя арсенаты (так же , как обычный фотосинтез использует воду в качестве донора электронов, производя молекулярный кислород). Это может быть классифицирована как chemolithoautotrophic арсенит окисления, для которых кислород , используемый в качестве терминального акцептора электронов, Арсенит является донором электронов, а углекислый газ является источником углерода. Исследователи предположить , что в течение истории, эти фотосинтезирующие организмы произвели арсенаты , которые позволили арсенат бактерий процветать. Один штамм PHS-1 был выделен и связан с гамма-протеобактерии Ectothiorhodospira shaposhnikovii . Механизм неизвестен, но кодированный Орг фермент может функционировать в обратном направлении , чтобы его известных гомологов .

Несмотря на то, арсенат и фосфатные анионы подобны по структуре, никаких доказательств не существует для замены фосфата в АТФ или нуклеиновых кислот с помощью мышьяка.

Существенный элемент следа в высших животных

Некоторые данные свидетельствуют о том, что мышьяк является важным микроэлементом у птиц (кур), и у млекопитающих (крысы, хомяки, и козы). Однако биологическая функция не известна.

Наследственность

Мышьяк был связан с эпигенетических изменений , наследуемых изменений в экспрессии генов , которые происходят без изменений в последовательности ДНК . Они включают в себя метилирование ДНК, модификации гистонов и РНК - интерференции. Токсичные уровни мышьяка вызывают значительную ДНК гиперметилирование опухолевых генов - супрессоров р16 и р53 , таким образом увеличивая риск канцерогенеза . Эти эпигенетические события были изучены в пробирке с использованием человеческих почек клеток и в естественных условиях с использованием крысиных печеночных клеток и периферической крови лейкоцитов в организме человека. Индуктивно связанной плазмы масс - спектрометрии (ИСП-МС) используется для обнаружения точных уровней внутриклеточного мышьяка и других оснований , мышьяка , участвующих в эпигенетической модификации ДНК. Исследования , расследующие мышьяк как эпигенетической фактор может быть использован для разработки точных биомаркеров экспозиции и восприимчивости.

Китайский тормоз папоротник ( Pteris vittata ) hyperaccumulates мышьяк из почвы в листьях и имеет предлагаемое использование в фитообработка .

Biomethylation

Неорганический мышьяк и его соединения, при входе в пищевую цепь , постепенно метаболизируется через процесс метилирования . Например, пресс - форма Scopulariopsis brevicaulis производит значительные количества trimethylarsine , если неорганический мышьяк присутствует. Органическое соединение арсенобетаин обнаружен в некоторых морских продуктов , таких как рыбы и водорослей, а также в грибах в больших концентрациях. Потребление среднего человека составляет около 10-50 мкг / сут. Значения около 1000 мкг не являются необычными в результате употребления рыбы или грибов, но есть немного опасности в пищу рыбы , потому что это мышьяк соединение практически не токсичен.

Экологические проблемы

Экспозиция

Природные источники включают в себя воздействие на здоровье человека вулканического пепла, выветривание минералов и руд, а также минерализованных грунтовых вод. Мышьяк также содержится в пище, воде, почве и воздухе. Мышьяк поглощается всеми растениями, но более сконцентрирован в листовых овощах, рисе, яблочный и виноградный сок, и морепродукты. Дополнительный путь воздействия является ингаляция атмосферных газов и пыли.

Вхождение в питьевой воде

Обширное загрязнение мышьяком грунтовых вод привело к широкому распространению отравления мышьяком в Бангладеш и соседних странах. Подсчитано , что около 57 миллионов людей в Бенгальском бассейне пьют грунтовые воды с концентрацией мышьяка приподнят над Всемирной организацией здравоохранения стандарта «s 10 частей на миллиард (части на миллиард). Тем не менее, исследование заболеваемости раком в Тайване предположил , что значительное увеличение смертности от рака появляются только на уровнях выше 150 частей на миллиард. Мышьяка в грунтовых водах имеет природное происхождение, и высвобождается из осадка в грунтовые воды, вызванное бескислородных условий в геологической среде. Это подземные воды были использованы после того, как местные и западных НПО и правительство Бангладеша провело массовую неглубокую трубку также программу питьевой воды в конце двадцатого века. Эта программа была разработана , чтобы предотвратить употребление бактерий , загрязненных поверхностных вод, но не в состоянии проверить для мышьяка в грунтовых водах. Во многих других странах и районах в Юго - Восточной Азии , таких как Вьетнам и Камбоджа , имеют геологические среды , которые производят подземные воды с высоким содержанием мышьяка. Арсеникоз сообщили в Накхонситхаммарат , Таиланд в 1987 году, и реки Чао Прайя , вероятно , содержит высокие уровни природного растворенного мышьяка , не будучи проблемой общественного здравоохранения , поскольку большая часть населения использует воду в бутылках. В Пакистане более 60 миллионов людей подвергаются воздействие мышьяка загрязненной питьевой воды , указанной в недавнем докладе науки . Команда Podgorski исследовала более 1200 образцов и более 66% образцов превысил минимальный уровень загрязнения ВОЗ.

В Соединенных Штатах, мышьяк наиболее часто встречается в подземных водах на юго - западе. Части Новой Англии , штат Мичиган , Висконсин , Миннесота также известны и Дакоте иметь значительные концентрации мышьяка в грунтовых водах. Повышенные уровни рака кожи были связаны с воздействием мышьяка в Висконсине, даже на уровне ниже стандарта 10 частей на миллиард питьевой воды. Согласно недавнему фильма , финансируемого США Суперфонд , миллионы частных колодцев имеют неизвестные уровни содержания мышьяка, а в некоторых районах США, более 20% скважин может содержать уровни , которые превышают установленные пределы.

Воздействие низкого уровня мышьяка в концентрации 100 частей на миллиард (т.е. выше 10 частей на миллиард стандарта питьевой воды) ставит под угрозой начальный иммунный ответ на H1N1 или свиной грипп инфекцию в соответствии с NIEHS поддерживаемых ученых. Исследование, проведенное в лабораторных мышах, показывает , что люди подвергаются воздействию мышьяка в питьевой воде могут быть повышенным риском для более серьезного заболевания или смертей от вируса.

Некоторые канадцы питьевой воды, которая содержит неорганический мышьяк. Частно-копал ямы вода наиболее подвержена риску, содержащие неорганический мышьяк. Предварительный анализ колодезной воды, как правило, не испытывает для мышьяка. Исследователи из Геологической службы Канады смоделировали относительное изменение потенциальной опасности природного мышьяка в провинции Нью-Брансуик. Это исследование имеет важное значение для питьевой воды и здоровья проблем, связанных с неорганическим мышьяком.

Эпидемиологические данные из Чили показывает дозозависимую связь между хроническим воздействием мышьяка и различными формами рака, в частности , когда другие факторы риска, такие как курение сигарет, которые присутствуют. Эти эффекты были продемонстрированы на загрязнениями менее 50 частей на миллиард. Мышьяк сам по себе является составной частью табачного дыма .

Анализ многочисленных эпидемиологических исследований по неорганической мышьяка предполагает небольшое, но измеримое увеличение риска развития рака мочевого пузыря на 10 частей на миллиард. По словам Питера Равенскрофта кафедры географии в Университете Кембриджа, примерно 80 миллионов людей во всем мире потребляют от 10 до 50 частей на миллиард мышьяк в питьевой воде. Если все они потребляли ровно 10 частей на миллиард мышьяк в питьевой воде, цитированные ранее множественный эпидемиологический анализ исследования предсказывает еще 2000 случаев рака мочевого пузыря в одиночку. Это представляет собой четкое недооценке общего воздействия, поскольку она не включает в легких или рак кожи, и явно занижает экспозицию. Те, подверженные воздействию мышьяка выше текущего стандарт ВОЗ следует взвесить все затраты и выгоду мышьяка реабилитации.

Ранние (1973) оценки процессов для удаления растворенного мышьяка из питьевой воды продемонстрировала эффективность совместного осаждения с помощью либо железой или оксидами алюминия. В частности, железо в качестве коагулянта было найдено для удаления мышьяка с эффективностью , превышающей 90%. Несколько систем адсорбционные СМИ были одобрены для использования в пункт-службы в исследовании , финансируемого Агентством США по охране окружающей среды (US EPA) и Национального научного фонда (NSF). Группа европейских и индийских ученых и инженеров создали шесть мышьяк очистных сооружений в Западной Бенгалии на основе монолитного метода восстановления (SAR Technology). Эта технология не использует никаких химических веществ и мышьяк остается в нерастворимой форме (+5 состояния) в подземной зоне, заряжая аэрированную воду в водоносный слой и развитии зоны окисления , которая поддерживает мышьяк окисляющих микроорганизмы. Этот процесс не производит поток отходов или шлам , и является относительно дешевой.

Еще один эффективный и недорогой способ , чтобы избежать загрязнений мышьяка потопить лунки 500 футов или глубже , чтобы достичь более чистых вод. Недавнее исследование 2011 финансируется Национальным институтом программы исследований Суперфанд экологических наук показывает , что глубокие отложения можно удалить мышьяк и вывести его из обращения. В этом процессе, называемом адсорбции , мышьяк прилипает к поверхностям глубоких частиц осадка и естественным образом удаляется из грунтовых вод.

Магнитные разделения мышьяка при очень низких магнитных полей градиентов с высокой площадью поверхности и монодисперсных магнетита (Fe 3 O 4 ) нанокристаллы были продемонстрированы при очистке воды от точки использования. Используя высокую удельную площадь поверхности Fe 3 O 4 нанокристаллов, масса отходов , связанные с удалением мышьяка из воды была значительно сокращена.

Эпидемиологические исследования показали корреляцию между хроническим потреблением питьевой воды, загрязненной мышьяком и падения всех основных причин смертности. Литература указывает на то, что мышьяк воздействие является причинным в патогенезе сахарного диабета.

Мякина на основе фильтров недавно было показано , чтобы уменьшить содержание мышьяка в воде до 3 мкг / л. Это может найти применение в тех областях , где питьевая вода добывается из подземных водоносных горизонтов .

Сан - Педро-де-Атакама

В течение нескольких столетий люди Сан - Педро - де - Атакама в Чили было питьевой воды, зараженной мышьяком, а некоторые данные свидетельствуют о том, они разработали какой - то иммунитет.

карты опасности для загрязненных подземных вод

Примерно одна треть населения мира пьет воду из подземных вод. Из них около 10 процентов, около 300 миллионов людей, получает воду из подземных вод, загрязненные нездоровым содержанием мышьяка или фторида. Эти микроэлементы происходят в основном из минералов.

Redox превращение мышьяка в природных водах

Мышьяк является уникальным среди следовых металлоидов и оксианионных образующие следы металлов (например , As, Se, Sb, Mo, V, Cr, V, Re). Он чувствителен к мобилизации при значениях рН , типичных природных вод (рН 6,5-8,5) при обоих окислительных и восстановительных условиях. Мышьяк может происходить в окружающей среде в нескольких состояниях окисления (-3, 0, +3 и +5), но в природных водах он встречается в основном в форме неорганических материалов , как оксианионы трехвалентного арсенита [As (III)] или пятивалентного арсенат [Как (В)]. Органические формы мышьяка продуцируются биологической активностью, в основном в поверхностных водах, но редко количественно важные. Органические соединения мышьяка, однако, могут иметь место , где вода в значительной степени учитывается промышленным загрязнением.

Мышьяк может быть растворен различными способами. Когда рН высок, мышьяк может быть освобожден от поверхностных участков связывания , которые теряют свой положительный заряд. Когда капли уровня воды и сульфидные минералы подвергаются воздействию воздуха, мышьяк в ловушке сульфидных минералов может быть выпущен в воду. Когда органический углерод присутствует в воде, бактерии питаются непосредственно уменьшая As (V) до As (III) , или путем уменьшения элемента на участке связывания, высвобождая неорганический мышьяк.

Эти водные преобразования мышьяка влияет рН, восстановительный потенциал окисления, органические вещества и концентрации концентраций и форм других элементов, в частности железо и марганец. Основными факторами являются рН и окислительно - восстановительный потенциал. В целом, основные формы мышьяка в соответствии с условиями кислородной представляют собой Н 3 AsO 4 , Н 2 AsO 4 - , HAsO 4 2- , и КРМ 4 3- при рН 2, 2-7, 7-11 и 11, соответственно. В восстановительных условиях, Н 3 AsO 4 преобладает при рН 2-9.

Окисление и восстановление влияет на миграцию мышьяка в подземных условиях. Арсенит является наиболее стабильной растворимой формой мышьяка в восстановительных средах и арсената, который является менее подвижны , чем арсенитом, является доминирующим в окислительных средах при нейтральном рН. Поэтому, мышьяк может быть более мобильным в восстанавливающих условиях. Восстановительная среда также богата органическими веществ , которые могут повысить растворимость соединений мышьяка. В результате адсорбция мышьяка снижается и растворенный мышьяк накапливается в грунтовых водах. Именно поэтому содержание мышьяка выше в снижении среды , чем в окислительных средах.

Присутствие серы является еще одним фактором , который влияет на преобразование мышьяка в природной воде. Мышьяк может выпадать в осадок , когда сульфиды металлов образуют. Таким образом, мышьяк удаляется из воды и ее подвижность уменьшается. Когда кислород присутствует, бактерии окисляют серу снижаются для получения энергии, потенциально высвобождая связанный мышьяк.

Окислительно - восстановительные реакции с участием Fe также кажутся существенными факторами в судьбе мышьяка в водных системах. Снижение железа гидроксидов играет ключевую роль в освобождении мышьяка в воде. Таким образом , мышьяк может быть обогащен в воде с повышенной концентрацией Fe. В окислительных условиях, мышьяк может быть мобилизован из пирита или окислов железа , особенно при повышенном значении рН. В восстановительных условиях, мышьяк могут быть мобилизованы путем восстановительного десорбции или растворения , когда связанные с оксидами железа. Восстановительная десорбция происходит при двух условиях. Одним из них является , когда арсенат сводятся к арсениту , который адсорбирует до оксидов железа менее сильно. Остальные результаты от изменения заряда на поверхности минералов , что приводит к десорбции связанного мышьяка.

Некоторые виды бактерий катализируют окислительно - восстановительные превращения мышьяка. Dissimilatory арсенат-дышащих прокариоты (DARP) ускорить снижение As (V) до As (III). DARP использовать As (V) в качестве акцептора электронов анаэробного дыхания и получать энергию , чтобы выжить. Другие органические и неорганические вещества могут быть окислены в этом процессе. Хемоавтотрофный Арсенит окислители (CaO) и гетеротрофные Арсениты окислители (Hao) преобразуют As (III) в As (V). САО сочетают окисление As (III) с уменьшением кислорода или нитрата. Они используют энергию , полученные , чтобы исправить производства органического углерода из СО 2 . ХАО не может получать энергию от окисления В (III). Этот процесс может быть мышьяк детоксикации механизм для бактерий.

Равновесные термодинамические расчеты предсказывают , что As (V) концентрации должны быть больше , чем As (III) концентрация во всех , но сильно восстановительных условиях, т.е. там , где SO 4 2- снижение происходит. Однако абиотические окислительно - восстановительные реакции мышьяка медленно. Окисление As (III) с помощью растворенного O 2 представляет собой особенно медленная реакция. Например, Джонсон и Pilson (1975) дали периоду полураспада для оксигенации As (III) в морской воде в диапазоне от нескольких месяцев до года. В других исследованиях, As (V) / As (III) отношения были стабильными в течение периода нескольких дней или недель во время отбора проб воды , когда никакого особого ухода не было принято , чтобы предотвратить окисление, снова предполагая , относительно медленные скорости окисления. Вишневый найдено из экспериментальных исследований , что As (V) / В (III) , коэффициенты были стабильными в бескислородных решениях до 3 -х недель , но что постепенные изменения произошли в течение более длительных сроков. Стерильные пробы воды наблюдались менее чувствителен к изменениям видообразования , чем нестерильные образцы. Oremland обнаружено , что снижение As (V) до As (III) в озере Моно быстро катализируются бактериями с константами скорости в диапазоне от 0,02 до 0,3 дня -1 .

сохранение древесины в США

По состоянию на 2002 г. в США на основе промышленности потребляется 19600 метрических тонн мышьяка. Девяносто процентов этого было использован для обработки древесины с хромированным арсенатом меди (CCA). В 2007 году , 50% из 5280 метрических тонн потребления по - прежнему используется для этой цели. В Соединенных Штатах, добровольное фазирование мышьяка в производстве потребительских товаров и жилых и общих потребительских строительных изделий началось 31 декабря 2003 года и альтернативные химические вещества в настоящее время используются, такие как щелочные Медная четвертичного , боратов , меди азолов , ципроконазолом , и пропиконазол .

Хотя прекращено, это приложение также является одним из самых озабоченность широкой общественности. Подавляющее большинство пожилых прессованной древесины обрабатывают CCA. CCA пиломатериалы по - прежнему широко используется во многих странах, и активно используются во второй половине 20 - го века в качестве конструкционного и наружного строительного материала . Хотя использование CCA древесины было запрещено во многих областях , после того, как исследования показали , что мышьяк может вымываться из древесины в окружающей почву (от игрового оборудования, например), риск также представлен сожжением старой CCA древесины. Прямое или косвенное проглатывание древесной золы от сгоревшего CCA древесины привело со смертельным исходом у животных и серьезных отравлений у людей; летальный человека доза составляет приблизительно 20 граммов золы. Лом CCA пиломатериалы из строительства и сноса объектов могут непреднамеренно использоваться в коммерческих и бытовых пожарах. Протоколы для безопасной утилизации CCA пиломатериалов, не соответствуют всему миру. Широкое распространение свалка утилизация такой древесины вызывает некоторое беспокойство, но другие исследования не показали мышьяк загрязнения в подземных водах.

Отображение промышленных релизов в США

Одним из инструментов , который отображает местоположение (и другую информацию) мышьяк выпусков в Объединенном государстве является TOXMAP . TOXMAP является Географической информационной системы (ГИС) из Отдела специализированных информационных служб в Национальной библиотеке США медицины (NLM) , финансируемой федеральным правительством США. С размеченных карт Соединенных Штатов, TOXMAP позволяет пользователям визуально исследовать данные от Агентства США по охране окружающей среды (EPA) «s инвентаризации токсичных выбросов и суперфонда основных научно - исследовательских программ . Химическая и гигиена окружающей среды информация TOXMAP является взята из токсикологии сети передачи данных NLM в (TOXNET), PubMed , и из других авторитетных источников.

Биоремедиация

Физические, химические и биологические методы были использованы для устранения мышьяка загрязненной воды. Биоремедиации называются экономически эффективными и экологически чистая биоремедиация подземных вод , загрязненных мышьяк стремится преобразовать арсенит, токсическое форму мышьяка для человека, чтобы арсенат. Арсенат (степень окисления +5) является преобладающей формой мышьяка в поверхностных водах, в то время как Арсенит (+3 окисленного состояния) является преобладающей формой в гипоксическом к бескислородной среде. Арсенит более растворимы и подвижны , чем арсенат. Многие виды бактерий могут трансформировать арсенит к арсенату в бескислородных условиях с помощью арсенита в качестве донора электронов. Это полезный метод реабилитации грунтовых вод. Другая стратегия биоремедиации является использование растений , которые накапливаются мышьяком в тканях с помощью фитообработки но удаление загрязненного растительного материала необходимо учитывать.

Биоремедиация требует тщательной оценки и дизайна в соответствии с существующими условиями. Некоторые сайты могут потребовать добавление акцептора электронов , а другие требуют микроб добавка ( Биоаугментация ). Независимо от используемого метода, только постоянный мониторинг может предотвратить загрязнения в будущем.

Токсичность и меры предосторожности

мышьяк
опасности
СГС пиктограммы Череп и скрещенные-пиктограммой в согласованной на глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС)Пиктограмма опасности для здоровья в глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС)Среда Пиктограмма в глобальном уровне системы классификации и маркировки химических веществ (СГС)
сигнальное слово СГС Опасность
H301 , H331 , H350 , H410

Мышьяк и многие его соединения являются особенно сильными ядами.

классификация

Elemental мышьяк и соединения мышьяка классифицируются как « токсичные » и «опасные для окружающей среды» в Европейском Союзе в соответствии с директивой 67/548 / ЕЕС . Международное агентство по изучению рака (IARC) признает мышьяк и неорганические соединения мышьяка в качестве группы 1 канцерогенов и ЕС перечисляет триоксид мышьяка, мышьяк пятиокиси и мышьяковокислые соли в качестве категории 1 канцерогенов .

Мышьяк как известно, вызывает арсеникоза когда он присутствует в питьевой воде "наиболее распространенных видов является арсенат [ HAsO 2-
4
; As (V)] и Арсенит [Н 3 AsO 3 ; В (III)]".

Правовые ограничения, продукты питания и напитки

В Соединенных Штатах с 2006 года, максимальная концентрация в питьевой воде разрешено Агентством по охране окружающей среды (EPA) 10 частей на миллиард , а FDA установить тот же стандарт в 2005 году на воду в бутылках. Департамент охраны окружающей среды в Нью - Джерси установить предел питьевой воды 5 частей на миллиард в 2006 году IDLH (сразу опасно для жизни и здоровья) значение мышьяка металла и неорганических соединений мышьяка составляет 5 мг / м 3 (5 частей на миллиард). Администрация безопасности и гигиены труда установил предел допустимого воздействия (PEL) к временному средневзвешенного (TWA) 0,01 мг / м 3 (0,01 частей на миллиард) и Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) имеет установить предел рекомендуемого воздействия (REL) к 15-минутной экспозиции постоянной 0,002 мг / м 3 (0,002 частей на миллиард). PEL для органических соединений мышьяка является TWA 0,5 мг / м 3 . (0,5 частей на миллиард).

В 2008 году , на основе проводимого тестирования широкого спектра американских продуктов для токсичных химических веществ, США продовольствия и медикаментов установить «уровень беспокойства» для неорганического мышьяка в яблоневых и грушевых соков на 23 частей на миллиард, на основе неканцерогенных эффектов и начал блокирующий импорт продукции сверх этого уровня; он также требует напоминает для несоответствующих отечественной продукции. В 2011 году национальный доктор Оз телешоу транслировать программу подсветки испытаний , проведенных независимой лабораторией , нанятой производителями. Хотя методология была спорным (это не различие между органическим и неорганическим мышьяком) испытания показали уровни мышьяка до 36 частей на миллиард. В ответ FDA протестировали худший бренд от доктора Оз шоу и нашел гораздо более низкие уровни. Продолжающееся тестирование показало 95% образцов яблочного сока были ниже уровня беспокойства. Позднее тестирование Consumer Reports , показали , неорганический мышьяк на уровне чуть выше 10 частей на миллиард, и организация призывает родителей сократить потребление. В июле 2013 года на рассмотрение потребления детьми, хронического воздействия и канцерогенного эффекта, то FDA установили «уровень действия» 10 частей на миллиард для яблочного сока, такой же , как стандарт питьевой воды.

Забота о мышьяка в рисе в Бангладеш был поднят в 2002 году, но в то время только в Австралии был законный предел для еды (один миллиграмм на килограмм). Была выражена озабоченность людей, которые едят рис США превышает стандарты ВОЗ для личного потребления мышьяка в 2005 г. В 2011 году Китайская Народная Республика установила стандарт продовольственное 150 частей на миллиард для мышьяка.

В Соединенных Штатах в 2012 году, тестирование отдельными группами исследователей в Детском гигиены окружающей среды и научно - исследовательский центр Профилактика заболеваний в Дартмут колледже (в начале года, сосредоточившись на мочевых уровнях у детей) и отчеты потребительских (в ноябре) нашли уровни мышьяка риса , что привело к призывам к FDA , чтобы установить пределы. FDA выпустила некоторые результаты тестирования в сентябре 2012 года , и по состоянию на июль 2013 года , по- прежнему сбор данных в поддержку нового потенциального регулирования. Он не рекомендовал каких - либо изменений в поведении потребителей.

Consumer Reports рекомендуется:

  1. То, что EPA и FDA устранить мышьяк-содержащих удобрения, лекарственные препараты и пестициды в производстве пищевых продуктов;
  2. То, что FDA установить законный предел для еды;
  3. Что производство изменения отрасли практика снизить уровень мышьяка, особенно в продуктах питания для детей; а также
  4. Это потребители проверить домашние запасы воды, есть разнообразную пищу, и приготовить рис с избытком воды, а затем слив его (уменьшение неорганического мышьяка примерно одна треть наряду с небольшим снижением содержания витамина).
  5. Сторонники общественного здравоохранения на основе фактических данных также рекомендуются, учитывая отсутствие регулирования или маркировки для мышьяка в США, дети должны есть не более 1,5 порций в неделю риса и не должно пить рисовое молоко как часть их ежедневного рациона возраста до 5 лет . Они также предлагают рекомендации для взрослых и детей, о том, чтобы ограничить воздействие мышьяка из риса, питьевой воды, и фруктовый сок.

2014 Всемирная организация здравоохранения консультативной конференции планируется рассмотреть пределы 200-300 частей на миллиард для риса.

Предельно допустимые концентрации

Страна предел
Аргентина Подтверждено человеческий канцероген
Австралия С 0,05 мг / м 3 - канцероген
Бельгия TWA 0,1 мг / м 3 - канцероген
Болгария Подтверждено человеческий канцероген
Колумбия Подтверждено человеческий канцероген
Дания С 0,01 мг / м 3
Финляндия канцероген
Египет TWA 0,2 мг / м 3
Венгрия Концентрация потолка 0,01 мг / м 3 - Кожа, канцероген
Индия TWA 0,2 мг / м 3
Япония Группа 1 канцероген
Иордания Подтверждено человеческий канцероген
Мексика TWA 0,2 мг / м 3
Новая Зеландия С 0,05 мг / м 3 - канцероген
Норвегия С 0,02 мг / м 3
Филиппины TWA 0,5 мг / м 3
Польша С 0,01 мг / м 3
Сингапур Подтверждено человеческий канцероген
Южная Корея С 0,01 мг / м 3
Швеция С 0,01 мг / м 3
Таиланд TWA 0,5 мг / м 3
Турция TWA 0,5 мг / м 3
Объединенное Королевство TWA 0,1 мг / м 3
Соединенные Штаты С 0,01 мг / м 3
Вьетнам Подтверждено человеческий канцероген

Экотоксичность

Мышьяк биоаккумулятивный во многих организмах, морских видов, в частности, но не по всей видимости, значительно биомагнифицироваться в пищевых цепочках. В загрязненных районах, рост растений может зависеть от корня поглощения арсената, который является аналогом фосфата и, следовательно, легко транспортируемой в тканях растений и клеток. В загрязненных районах, поглощение более токсичного арсенит иона (найденный более конкретно, в восстановительных условиях), вероятно, в плохо осушенных почвах.

Токсичность у животных

Соединение животное LD 50 маршрут
мышьяк крысиный 763 мг / кг пероральный
мышьяк мышь 145 мг / кг пероральный
арсенат кальция крысиный 20 мг / кг пероральный
арсенат кальция мышь 794 мг / кг пероральный
арсенат кальция Кролик 50 мг / кг пероральный
арсенат кальция Собака 38 мг / кг пероральный
Ведущий мышьяковокислый Кролик 75 мг / кг пероральный
Соединение животное LD 50 маршрут
Триоксид мышьяка (As (III)) мышь 26 мг / кг пероральный
Арсенит (As (III)) мышь 8 мг / кг я
Арсенат (As (V)) мышь 21 мг / кг я
ММА (As (III)) хомяк 2 мг / кг IP
ММА (As (V)) мышь 916 мг / кг пероральный
DMA (As (V)) мышь 648 мг / кг пероральный
им вводили внутримышечно =

ф = внутрибрюшинно

Биологический механизм

Токсичность мышьяка происходит от сродства мышьяка (III) оксидов для тиолов . Тиолы, в виде цистеина остатков и кофакторов , таких как липоевая кислота и коэнзим А , расположены на активных центрах многих важных ферментов .

Мышьяк разрушает АТФ производства через несколько механизмов. На уровне цикла лимонной кислоты , мышьяк ингибирует липоевую кислоту , которая является кофактором для пируват - дегидрогеназы . Конкурируя с фосфатом, арсенат разобщает окислительное фосфорилирование , препятствуя таким образом энергии-сшитый сокращение NAD + , митохондриального дыхания и синтеза АТФ. Производство перекиси водорода также увеличивается, что, предполагается, имеет потенциал для формирования активных форм кислорода и окислительного стресса. Эти метаболические помехи привести к смерти от мультисистемных органной недостаточности . Отказ органа предполагается, что от некротической гибели клеток, не апоптозом , так как запасы энергии были слишком истощены для апоптоза , чтобы произойти.

Хотя мышьяк вызывает токсичность может также играть защитную роль.

Риски воздействия на организм и рекультивация

Профессиональный контакт и отравление мышьяком может произойти в лиц , работающих в отраслях , связанных с использованием неорганического мышьяка и его соединений, таких как сохранение древесины, производство стекла, сплавов цветных металлов, а также производство электронного полупроводника. Неорганический мышьяк также в отходящих газах коксовых печей , связанные с плавильной промышленностью.

Преобразование между As (III) и As (V) является большим фактором в мышьяком загрязнения окружающей среды. Согласно Croal, Gralnick, Malasarn и Newman, «[настоящей] понимание [из] , что стимулирует As (III) , окисление и / или ограничения As (V) снижения имеет отношение к биоремедиации загрязненных участков (Croal). Изучение chemolithoautotrophic Как (III) , окислители и гетеротрофные As (V) редукторы могут помочь пониманию окисления и / или уменьшения мышьяка.

лечение

Лечение хронического отравления мышьяком возможно. Британский анти-люизит ( димеркапрол ) назначают в дозах 5 мг / кг до 300 мг каждые 4 часа в течение первого дня, затем через каждые 6 часов в течение второго дня, и , наконец , через каждые 8 часов в течение 8 дополнительных дней. Однако США в Агентстве по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) утверждает , что долгосрочные последствия воздействия мышьяка не могут быть предсказаны. Кровь, моча, волосы и ногти могут быть испытаны для мышьяка; Однако, эти тесты не могут предвидеть возможные последствия для здоровья от воздействия. Длительное воздействие и последующее выведение через мочу была связана с раком мочевого пузыря и почек , в дополнение к раку печени, простаты, кожи, легких, и носовой полости.

Смотрите также

Рекомендации

Список используемой литературы

дальнейшее чтение

  • Джеймс Г. Whorton (2011). Мышьяк века . Oxford University Press. ISBN  978-0-19-960599-6 .

внешняя ссылка