Arsenic - Arsenic


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Arsênico,   33 Como
Arsen 1a.jpg
Arsênico
Pronúncia
allotropes cinza (a mais comum), amarelo, preto
Aparência cinza metálico
Peso atómico padrão Um r, std (A) 74,921 595 (6)
Arsênico na tabela periódica
hidrogênio Hélio
Lítio Berílio Boro Carbono Azoto Oxigênio Flúor Néon
Sódio Magnésio Alumínio Silício Fósforo Enxofre Cloro argão
Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio crômio Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco Gálio Germânio Arsênico Selênio Bromo criptônio
Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio Indium Lata antimônio Telúrio Iodo xênon
Césio Bário Lantânio Cério Praseodímio neodímio Promécio Samário európio gadolínio Térbio disprósio Holmium Erbium Túlio Itérbio lutécio Háfnio Tântalo Tungstênio rênio Ósmio Iridium Platina Ouro Mercúrio (elemento) Tálio Conduzir Bismuto Polônio Astatine radão
francium Rádio Actínio Tório Protactínio Urânio Neptúnio Plutônio amerício curandeiro Berkelium californium Einsteinium fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium dubnium seaborgium Bohrium hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium fleróvio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
P

Como

Sb
germânioarsênioselênio
Número atómico ( Z ) 33
Grupo grupo 15 (grupo do nitrogênio)
Período período de 4
Quadra p-bloco
categoria de elemento   Metalóide
configuração eletrônica [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 3
Elétrons por shell
2, 8, 18, 5
Propriedades físicas
Fase em  STP sólido
ponto de sublimação 887 K (615 ° C, 1137 ° F)
Densidade (perto  rt ) 5,727 g / cm 3
quando o líquido (no  pf ) 5,22 g / cm 3
Ponto Triplo 1090 K, 3628 kPa
Ponto crítico 1673 K,? MPa
Calor de fusão cinzento: 24,44  kJ / mol
Calor da vaporização 34,76 kJ / mol (?)
capacidade térmica molar 24,64 J / (mol · K)
Pressão de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em  T  (K) 553 596 646 706 781 874
Propriedades atômicas
estados de oxidação -3 , -2, -1, 1, 2, 3 , 4, 5 (a levemente ácida óxido)
Eletro-negatividade escala Pauling: 2,18
energias de ionização
  • 1: 947,0 kJ / mol
  • 2: 1798 kJ / mol
  • 3: 2735 kJ / mol
  • ( Mais )
Raio atômico empírica: 119  pm
raio covalente 119 ± 04:00
Van der Waals raio 185 pm
Linhas de cor em uma faixa espectral
Linhas espectrais de arsénio
outras propriedades
ocorrência natural primordial
Estrutura de cristal rhombohedral
estrutura cristalina romboédrica para o arsénio
Expansão térmica 5.6? M / (m-K) (em  RT )
Condutividade térmica 50,2 W / (mK)
Resistividade elétrica 333 Nco · m (a 20 ° C)
ordenamento magnético diamagnetic
susceptibilidade magnética -5,5 · 10 -6  cm 3 / mol
Módulo de Young 8 GPa
módulo de volume 22 GPa
dureza de Mohs 3,5
dureza Brinell 1440 MPa
Número CAS 7440-38-2
História
Descoberta antes de 300 dC
Principais isótopos de arsénico
Isótopo Abundância Meia-vida ( t 1/2 ) modo de decaimento produtos
73 Como syn 80,3 d ε 73 Ge
γ -
74 Como syn 17,8 d ε 74 Ge
β + 74 Ge
γ -
β - 74 Se
75 Como 100% estável
| referências

Arsênico é um elemento químico com o símbolo  Como e número atômico  33. Arsénio ocorre em muitos minerais, geralmente em combinação com enxofre e metais , mas também como um elemental puro cristal . O arsênico é um metalóide . Tem várias allotropes , mas apenas a forma cinzenta, que tem uma aparência metálica, é importante para a indústria.

A principal utilização de arsénico é em ligas de chumbo (por exemplo, em baterias de carro e munição ). Arsénio é um comum do tipo n dopante em semicondutores dispositivos electrónicos, e o optoelectrónico composto arsenieto de gálio é o segundo semicondutor mais vulgarmente utilizados após dopado silício . Arsénio e seus compostos, especialmente o trióxido, são utilizadas na produção de pesticidas , produtos de madeira tratada, herbicidas e insecticidas . Estas aplicações estão a diminuir devido à toxicidade do arsénico e os seus compostos.

Algumas espécies de bactérias são capazes de usar os compostos de arsénio como respiratórias metabolitos . Quantidades vestigiais de arsénio são um elemento essencial elemento dietético em ratos, hamsters, cabras, galinhas, e presumivelmente outras espécies. Um papel no metabolismo humano não é conhecido. No entanto, envenenamento por arsênico ocorre na vida multicelular se as quantidades são maiores do que o necessário. A contaminação por arsênico das águas subterrâneas é um problema que afeta milhões de pessoas em todo o mundo.

O United States ' Environmental Protection Agency afirma que todas as formas de arsênio são um risco grave para a saúde humana. Dos Estados Unidos Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças classificou arsênio como número 1 em sua lista de 2001 Prioridade de perigosas substâncias em Superfund sites. O arsênico é classificado como Grupo-A substância cancerígena .

Características

Características físicas

Estrutura de cristal comum a Sb , AsSb e cinza Como

Os três arsênico mais comuns allotropes são cinza, amarelo e preto arsênico, com ser cinza a mais comum. Arsénio cinzento (α-A, grupo espacial R 3 m n ° 166) adopta uma estrutura de camada dupla que consiste em muitos, franzidas anéis entrelaçados, de seis membros. Devido a fraca ligação entre as camadas, arsénio cinza é quebradiço e tem uma relativamente baixa dureza de Mohs de 3,5. Mais perto e próximos vizinhos mais próximos formam um complexo octaédrico distorcida, com os três átomos no mesmo de dupla camada é ligeiramente mais estreita do que as três átomos no seguinte. Esta embalagem relativamente estreita conduz a uma alta densidade de 5,73 g / cm 3 . Arsênico Gray é um semimetal , mas torna-se um semicondutor com um bandgap de 1,2-1,4 eV se amorphized. Arsénio cinza também é a forma mais estável. Arsénio amarelo é macio e ceroso, e um pouco semelhante ao tetraphosphorus ( P
4
). Ambos têm quatro átomos dispostos em umatetraédricoestrutura em que cada átomo está ligado a cada um dos outros três átomos por uma ligação simples. Este alótropo instável, sendo molecular, é o mais volátil, menos densa, e mais tóxicos. Arsénio sólido amarelo é produzido por arrefecimento rápido de vapor de arsénio,Como
4
. É rapidamente transformada em cinza arsénio por luz. A forma amarela tem uma densidade de 1,97 g / cm3. Arsênico preto é semelhante em estrutura aofósforo preto. Arsénio preto também pode ser formado por arrefecimento de vapor em cerca de 100-220 ° C. É vítreo e quebradiços. É também um condutor eléctrico pobre.

isótopos

Arsénio ocorre na natureza como um elemento monoisotópico , composta de uma estável isótopo , 75 Como. A partir de 2003, pelo menos 33 radioisótopos também foram sintetizados, que variam em massa atómica de 60 a 92. O mais estável destes é 73 Tal como acontece com uma meia-vida de 80,30 dias. Todos os outros isótopos têm semi-vidas de menos de um dia, com a excepção de 71 Como ( T 1/2 = 65,30 horas), 72 Como ( T 1/2 = 26,0 horas), 74 Como ( T 1/2 = 17.77 dias ), 76 Como ( T 1/2 = 1.0942 dias), e 77 Como ( T 1/2 = 38,83 horas). Isótopos que são mais leves do que as estáveis 75 Como tendem a decair por β + decaimento , e aqueles que são mais pesadas tendem a decair por β - decaimento , com algumas excepções.

Pelo menos 10 isómeros nucleares foram descritos, que variam em massa atómica de 66 a 84. O mais estável de isómeros de arsénio é 68m Tal como acontece com uma meia-vida de 111 segundos.

Química

Arsénio tem uma electronegatividade e ionização semelhantes energias aos seus congéneres fósforo mais leves e, como tal, forma facilmente moléculas covalentes com a maioria dos não metais. Embora estável em ar seco, arsénio forma um dourado-bronze manchar aquando da exposição à humidade o que eventualmente torna-se uma camada de superfície preta. Quando aquecida em ar, arsénio oxida para trióxido de arsénico ; os fumos a partir desta reacção têm um odor semelhante a alho . Este odor pode ser detectado no marcantes arsenieto de minerais, tais como arsenopyrite com um martelo. Queima-se no oxigénio para formar trióxido de arsénio e pentóxido de arsénio , que têm a mesma estrutura como os compostos de fósforo mais bem conhecidos, e em flúor para dar arsénio pentafluoreto . Arsénio (e alguns compostos de arsénio) sublima por aquecimento à pressão atmosférica, convertendo directamente para um estado gasoso sem um estado líquido intervir em 887 K (614 ° C). O ponto triplo é de 3,63 MPa e 1090 K (820 ° C). Arsénio faz ácido arsénico com concentrada de ácido nítrico , ácido arsenoso com ácido nítrico diluído, e o trióxido de arsénio com concentrada de ácido sulfúrico ; no entanto, ele não reage com a água, soluções alcalinas, ou ácidos não-oxidantes. Arsénio reage com metais para formar arsenietos , embora estes não são compostos iónicos que contenham o Como 3- iónica, tal como a formação de um tal anião seria altamente endotérmica e mesmo os arsenietos grupo 1 tem propriedades de intermetálicos compostos. Como germânio , selénio , e bromo , que como arsénio sucesso da série de transição 3d , o arsénio é muito menos estável no estado de oxidação do grupo 5 que os seus vizinhos fósforo vertical e antimónio, e ácido pentóxido de arsénio e arsénio, por conseguinte, são oxidantes potentes.

compostos

Os compostos de arsénio assemelhar-se em alguns aspectos, aqueles de fósforo , que ocupa o mesmo grupo (coluna) da tabela periódica . Os mais comuns os estados de oxidação para o arsénio são: -3 nas arsenietos , que são compostos de ligas como-intermetálicos, 3 nas arsenitos , e 5 nas arsenietos e compostos mais organoarsenic. Arsénio também liga facilmente a si mesmo como visto na praça Como 3-
quatro
iões no mineral skutterudite . No 3 estado de oxidação , o arsénio é tipicamente piramidal devido à influência do par solitário de electrões .

compostos inorgânicos

Um dos mais simples é o composto de arsénio tri-hidreto, o altamente tóxico e inflamável, pirofórico arsina (ASH 3 ). Este composto é geralmente considerado como estável, uma vez que à temperatura ambiente decompõe-se apenas lentamente. A temperaturas de decomposição de 250-300 ° C a arsénio e hidrogénio é rápida. Vários factores, tais como a humidade , a presença de luz e de certos catalisadores (ou seja alumínio ) facilitar a taxa de decomposição. Oxida prontamente em ar para formar trióxido de arsénio e água, e reacções análogas ter lugar com enxofre e de selénio , em vez de oxigénio .

Formas de arsénio incolores, inodoros, cristalinos óxidos Como 2 O 3 ( " arsénio branco ") e Como 2 O 5 , que são higroscópico e facilmente solúvel em água para formar soluções ácidas. Arsénio (V) de ácido é um ácido fraco e os sais são chamados arseniatos , o mais comum de contaminação das águas subterrâneas arsénio , e um problema que afecta muitos povos. Arsenatos sintéticos incluem verde de Scheele (arsenato cúprico hidrogénio, ácida arseniato de cobre), arsenato de cálcio , e arseniato de chumbo hidrogénio . Estes três têm sido usados como agrícolas inseticidas e venenos .

Os passos de protonação entre o arseniato e ácido arsénico são semelhantes àqueles entre fosfato e ácido fosfórico . Ao contrário de ácido fosforoso , ácido arsenoso é verdadeiramente tribásico, com a fórmula A (OH) 3 .

Uma ampla variedade de compostos de enxofre de arsénio são conhecidos. Orpiment ( A 2 S 3 ) e rosalgar ( A 4 S 4 ) são pouco abundantes e foram anteriormente utilizados como pigmentos de pintura. Em Como 4 S 10 , o arsénio tem um estado de oxidação formal de +2, em Como 4 S 4 , que apresenta Conforme-Como ligações de modo a que o total de covalência Como ainda é 3. Ambos orpiment e rosalgar, bem como como o 4 S 3 , ter análogos de selénio; Como o análogo 2 Te 3 é conhecido como o mineral kalgoorlieite , e o anião A 2 Te - é conhecido como um ligando de cobalto complexos.

Todos os tri-halogenetos de arsénio (III) são bem conhecidos excepto o astatide, que é desconhecido. Arsénio pentafluoreto ASF ( 5 ) é o único penta importante, reflectindo a estabilidade mais baixa do estado de oxidação +5; Mesmo assim, ele é uma fluoração muito forte e agente oxidante. (O pentacloreto só é estável abaixo de -50 ° C, temperatura à qual se decompõe para o tricloreto, libertando cloro gasoso).

Alloys

O arsénio é usado como o elemento do grupo 5 no semicondutores III-V de arsenieto de gálio , arsenieto de índio , e arsenieto de alumínio . A contagem de electrões de valência de GaAs é o mesmo que um par de átomos de Si, mas a estrutura de banda é completamente diferente o que resulta em propriedades em massa distintas. Outras ligas de arsénio incluem a II-V semicondutor de cádmio arsenieto .

compostos Organoarsenic

trimetilarsina

Uma grande variedade de compostos organoarsenic são conhecidos. Vários foram desenvolvidos como agentes de guerra química durante a I Guerra Mundial, incluindo vesicantes como lewisite e agentes tais como vómitos adamsite . Cacodylic ácido , que é de interesse histórico e prático, surge a partir da metilação de trióxido de arsénico, uma reacção que não tem analogia em química de fósforo. Na verdade, cacodilo foi o primeiro composto organometálico conhecido (apesar de arsênio não é um verdadeiro metal) e foi nomeado a partir do grego κακωδἰα "fedor" por seu odor ofensivo; é muito venenoso.

Ocorrência e produção

Uma grande amostra de arsénio nativa

Arsénio compreende cerca de 1,5  ppm  (0,00015%) da crosta terrestre , e é o mais abundante elemento 53. As concentrações de fundo típicos de arsénio não exceder 3 ng / m 3 na atmosfera; 100 mg / kg no solo; e 10? g / L em água doce.

Minerais com a fórmula de massa e MAs 2 (M = Fe , Ni , Co ), são as fontes comerciais dominantes de arsénio, em conjunto com rosalgar (um mineral de sulfureto de arsénio) e nativa arsénio (elementar). Um mineral ilustrativo é arsenopirita ( Fe Como S ), que está estruturalmente relacionada com a pirite de ferro . Muitos menores como contendo minerais são conhecidos. Arsénio também ocorre em várias formas orgânicos no ambiente.

saída de arsênio em 2006

Em 2014, a China foi o maior produtor de arsênico branco com mundo compartilham quase 70%, seguido por Marrocos , Rússia e Bélgica , de acordo com o British Geological Survey e do United States Geological Survey . A maioria das operações de refinamento de arsênio nos EUA ea Europa têm fechado devido a preocupações ambientais. O arsênico é encontrado na poeira fundição de cobre , ouro e chumbo fundições, e é recuperado principalmente de poeira cobre requinte.

Em torrefacção arsenopirita em ar, óxido de arsénio sublima o arsénio (III), deixando os óxidos de ferro, enquanto torrefacção sem ar resulta na produção de arsénio cinzento. A purificação adicional a partir de enxofre e outros Calcogênios é conseguido por sublimação em vácuo, numa atmosfera de hidrogénio, ou por destilação a partir de mistura de chumbo-arsénio fundido.

Classificação País 2014 Como 2 O 3 Produção
1  China 25.000 t
2  Marrocos 8.800 t
3  Rússia 1.500 t
4  Bélgica 1000 T
5  Bolívia 52 T
6  Japão 45 T
- Mundial Total (arredondada) 36.400 t

História

rosalgar
Símbolo alquímico para o arsénio

A palavra arsênico tem sua origem na siríaco palavra ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa , do persa palavra زرنيخ zarnikh , que significa "amarelo" "(amarelo) (literalmente "dourados") e, portanto, orpiment ". Foi adotado em grego como arsenikon ( ἀρσενικόν ), uma forma que é etimologia popular , sendo a forma neutra da palavra grega Arsenikos ( ἀρσενικός ), que significa "homem", "viril". A palavra grega foi adoptada em latim como Arsenicum , que em francês se tornou o arsênico , a partir do qual a palavra arsênico Inglês é tomada. Sulfetos de arsênio (orpiment, realgar ) e óxidos de ter sido conhecido e utilizado desde os tempos antigos. Zósimo (cerca de 300 DC) descreve torrefacção sandarach (rosalgar) para obter nuvem de arsénio ( triido de arsio ), que ele, em seguida, reduz a cinza arsénio. Como os sintomas de envenenamento por arsênico não são muito específicos, foi frequentemente utilizado para o assassinato até o advento do teste Marsh , uma análise química sensível para a sua presença. (Outro teste menos sensível, mas mais geral é o teste Reinsch .) Devido ao seu uso pela classe dominante para matar uns aos outros e sua potência e discrição, o arsénio tem sido chamado de "veneno dos reis" e o "rei dos venenos".

O labirinto arsênico, parte de Botallack Mina , Cornwall

Durante a Idade do Bronze , o arsênico foi muitas vezes incluído no bronze , o que fez a liga mais difícil (o chamado " bronze arsenical "). O isolamento de arsénio foi descrito por Jabir ibn Hayyan antes 815 AD. Albertus Magnus (Albert o grande, 1193-1280) isolado depois, o elemento a partir de um composto, em 1250, por aquecimento em conjunto com sabão trissulfureto arsénio . Em 1649, Johann Schröder publicou duas maneiras de preparar arsênico. Cristais de elemental arsênico (nativo) são encontrados na natureza, embora rara.

Líquido de Cadet fumegante (impuro cacodilo ), frequentemente reivindicado que o primeiro sintético composto organometálico , foi sintetizado em 1760 por Louis Claude Cadet de Gassicourt pela reacção de acetato de potássio com trióxido de arsénico .

Desenhos animados sati por Honoré Daumier de um químico dando uma demonstração pública de arsênico de 1841

Na era vitoriana , "arsênio" ( "arsênio branco" ou trióxido de arsênio) foi misturada com vinagre e giz e comido pelas mulheres para melhorar a aparência dos seus rostos, tornando a sua pálida pele para mostrar que eles não trabalhar nos campos. Arsênico também foi esfregado os rostos e braços de mulheres para "melhorar a sua aparência". O uso acidental de arsênico na adulteração de produtos alimentares levou à intoxicação doce Bradford em 1858, o que resultou em cerca de 20 mortes. Produção de papel de parede também começou a usar corantes feitos de arsênico, que foi pensado para aumentar o brilho do pigmento.

Dois pigmentos arsênico têm sido amplamente utilizados desde a sua descoberta - Paris verde e verde de Scheele . Após a toxicidade do arsénico tornou-se amplamente conhecido, estes produtos químicos foram utilizados menos frequentemente como pigmentos e mais frequentemente como insecticidas. Na década de 1860, um subproduto da produção de arsénio corante, Londres roxa foi amplamente utilizado. Esta era uma mistura sólida de trióxido de arsénico, anilina, cal, e óxido ferroso, insolúveis em água e muito tóxico por inalação ou ingestão mas foi posteriormente substituído com Paris verde, um outro corante à base de arsénio. Com uma melhor compreensão do mecanismo de toxicologia, dois outros compostos foram utilizados começando na década de 1890. Arsenito de cal e arseniato de chumbo foram amplamente utilizados como insecticidas, até a descoberta de DDT em 1942.

Formulários

Agrícola

Roxarsone é um composto de arsénio controverso utilizado como um ingrediente de ração para frangos.

A toxicidade do arsénico para insectos , bactérias e fungos levou à sua utilização como um conservante de madeira. Na década de 1930, um processo de tratamento de madeira com arseniato de cobre cromatado (também conhecido como CCA ou TANALITH ) foi inventada, e ao longo de décadas, este tratamento foi o mais extenso uso industrial de arsénio. Um aumento da valorização da toxicidade de arsênico levou à proibição do CCA em produtos de consumo em 2004, por iniciativa do União Europeia e Estados Unidos. No entanto, CCA continua em uso pesado em outros países (como em plantações de borracha da Malásia).

Arsênico também foi usado em vários inseticidas agrícolas e venenos. Por exemplo, arseniato de chumbo de hidrogénio era um insecticida comum em árvores de fruto , mas o contacto com o composto por vezes resultou em danos cerebrais entre aqueles que trabalham os pulverizadores. Na segunda metade do século 20, arseniato monossódico metilo (MSMA) e arseniato de dissódio de metilo (DSMA) - formas orgânicas menos tóxicas de arsénico - substituído arseniato de chumbo na agricultura. Estes arsenicais orgânicos foram, por sua vez eliminadas até 2013, em todas as atividades agrícolas, exceto cultivo de algodão.

O biogeochemistry de arsénio é complexa e inclui vários processos de adsorção e de dessorção. A toxicidade de arsénio está ligado à sua solubilidade e é afectada pelo pH. Arsenito ( AsO 3-
3
) é mais solúvel do que o arseniato ( AsO 3-
4
) e é mais tóxico; no entanto, a um pH mais baixo, torna-se mais arseniato móvel e tóxico. Verificou-se que a adição de enxofre, fósforo, e os óxidos de ferro para solos de alta arsenito reduz grandemente o arsénio fitotoxicidade.

O arsénio é utilizado como um aditivo em alimentos em aves de capoeira e de produção de suínos , em especial em que os EUA aumentar o ganho de peso, melhorar a eficiência da alimentação , e para evitar a doença. Um exemplo é roxarsone , que tinha sido utilizado como uma grelha de partida em cerca de 70% de produtores de frangos de corte dos EUA. A Lei Poultry Veneno-Livre de 2009 proposta para proibir o uso de roxarsone em suínos industrial e produção de aves. Alpharma, uma subsidiária da Pfizer Inc., que produz roxarsone, suspenso voluntariamente vendas do fármaco em resposta a estudos que demonstram níveis elevados de arsénio inorgânico, um agente cancerígeno, nas galinhas tratadas. Um sucessor para Alpharma, Zoetis , continua a vender nitarsone , principalmente para uso em perus.

O arsénio é intencionalmente adicionada ao alimento de frangos criados para consumo humano. Compostos de arsénio orgânicos são menos tóxicos do que o arsénio puro, e promover o crescimento de frangos. Sob algumas condições, o arsénio na ração dos frangos é convertido para a forma inorgânica tóxico.

Um estudo dos restos de 2006 Australian cavalo de corrida, Phar Lap , determinou que de 1932 a morte do famoso campeão foi causada por uma overdose maciça de arsênico. Sydney veterinário Percy Sykes afirmou: "Naqueles dias, o arsênico foi uma tônica comum, geralmente dada na forma de uma solução (solução de Fowler) ... Ele era tão comum que eu acho de 90 por cento dos cavalos teve de arsênio em seu sistema."

uso médico

Durante os dias 18, 19 e 20 séculos, uma série de compostos de arsénio foram usados como medicamentos, incluindo arsphenamine (por Paul Ehrlich ) e trióxido de arsénico (por Thomas Fowler ). Arsphenamine, bem como Neosalvarsan , foi indicado para a sífilis , mas foi substituído por modernos antibióticos . No entanto, Arsenicais tais como o melarsoprol ainda são utilizados para o tratamento da tripanossomíase , uma vez que, embora estes fármacos sofrem de toxicidade grave, a doença é quase uniformemente fatal se não for tratada.

O trióxido de arsénio tem sido utilizado em uma variedade de maneiras ao longo dos últimos 500 anos, mais geralmente no tratamento de cancro , mas também nos medicamentos tão diversas como soluo de Fowler na psoríase . Os EUA Food and Drug Administration no ano de 2000, aprovou este composto para o tratamento de pacientes com leucemia promielocítica aguda que é resistente ao ácido all-trans retinóico .

Recentemente, investigadores têm vindo a localizar tumores utilizando arsénio-74 (um emissor de positrões). Este isótopo produz mais claras PET scan imagens do que o agente radioactivo anterior, iodo -124, porque o corpo tende a transportar iodo para o sinal de ruído glândula tiróide produzir.

Em doses subtóxicos, compostos de arsénio solúveis agem como estimulantes , e já foram populares em pequenas doses como a medicina por pessoas em meados da década de 18 a 19 séculos.

Alloys

A principal utilização de arsénio é em liga de chumbo. Componentes de chumbo em baterias de carro são reforçadas pela presença de uma porcentagem muito pequena de arsênico. Dezincification de latão (liga de cobre-zinco) é grandemente reduzida pela adição de arsénio. "Phosphorus desoxidado Arsenical de cobre" com um teor de arsénico de 0,3% tem uma maior estabilidade à corrosão em determinados ambientes. Arsenieto de gálio é um importante semicondutor material, utilizado em circuitos integrados . Circuitos feitos de GaAs são muito mais rápidos (mas também muito mais caro) do que as feitas de silício . Ao contrário de silício, GaAs tem uma banda proibida directa , e pode ser usado em diodos laser e LEDs para converter eléctrica energia directamente em luz .

Militares

Após a I Guerra Mundial , os Estados Unidos construíram um arsenal de 20.000 toneladas de weaponized lewisite (ClCH = CHAsCl 2 ), um organoarsenic vesicant (agente blister) e pulmão irritante. O estoque foi neutralizada com água sanitária e despejados no Golfo do México em 1950. Durante a Guerra do Vietnã , os Estados Unidos usaram agente Azul , uma mistura de cacodilato de sódio e sua forma de ácido, como um dos herbicidas do arco-íris para privar os soldados norte-vietnamitas de cobertura da folhagem e arroz.

Outros usos

  • Acetoarsenite cobre foi usado como um verde pigmento conhecido sob muitos nomes, incluindo Paris verde e verde esmeralda. Isso causou numerosos envenenamento crônico por arsênio . Verde de Scheele , um arseniato de cobre, foi usado no século 19 como um agente de coloração em doces .
  • O arsênico é usado em bronzeadores e pirotecnia .
  • Por mais que 2% de arsénio produzido é usado em ligas de chumbo para chumbos e balas .
  • O arsénio é adicionado em pequenas quantidades para alfa-bronze para torná-lo dezincificação-resistente . Este grau de latão é usado em acessórios sanitários e outros ambientes úmidos.
  • Arsênico também é usado para preservação de amostras taxonômica.
  • Até recentemente, o arsênico foi usado em vidro óptico. Fabricantes de vidro modernos, sob pressão dos ambientalistas, cessaram usando tanto arsénio e chumbo .

papel biológico

Bactérias

Algumas espécies de bactérias obter a sua energia por oxidação de vários combustíveis ao mesmo tempo reduzindo o arseniato de arsenito. Sob condições ambientais oxidativos algumas bactérias oxidam arsenito de arseniato como combustível para o seu metabolismo. As enzimas envolvidas são conhecidas como redutases do arsenato (RRA).

Em 2000, as bactérias foram descobertos que empregam uma versão de fotossíntese , na ausência de oxigénio com arsenitos como doadores de electrões , produzindo arseniatos (apenas fotossíntese como comum utiliza água como doador de electrões, produzindo oxigénio molecular). Esta pode ser classificada como oxidação arsenito chemolithoautotrophic, para o qual o oxigénio é utilizado como aceitador terminal de electrões, arsenito é o doador de electrões, e o dióxido de carbono é a fonte de carbono. Pesquisadores conjecturar que, ao longo da história, estes organismos fotossintetizantes produziu os arseniatos que permitiram que as bactérias redutoras de arsenate para prosperar. Uma estirpe PHS-1 foi isolado e está relacionada com a gammaproteobacteria Ectothiorhodospira shaposhnikovii . O mecanismo é desconhecido, mas uma enzima Arr codificado pode funcionar em sentido inverso aos seus conhecidos homólogos .

Em 2011, foi postulado que uma cepa de Halomonadaceae conseguiu crescido na ausência de fósforo, substituindo-o com arsênico. Embora os arsenato e fosfato aniões são estruturalmente semelhantes, o estudo foi criticada e subsequentemente refutada por grupos de investigadores independentes.

elemento traço essencial nos animais superiores

Algumas evidências indicam que o arsénio é um mineral essencial em aves (galinhas), e em mamíferos (ratos, hamsters, e cabras). No entanto, a função biológica não é conhecido.

Hereditariedade

O arsénio tem sido associada a alterações epigenética , alterações hereditárias na expressão de genes que ocorrem sem alterações na sequência de ADN . Estes incluem a metilação do DNA, a modificação da histona, e ARN de interferência. Níveis tóxicos de arsénio causar hipermetilação significativa de ADN de genes supressores de tumores p16 e p53 , aumentando assim o risco de carcinogenese . Estes eventos epigenética foram estudados in vitro utilizando humanas de rim células e in vivo , utilizando ratos de fígado de células do sangue periférico e leucócitos em seres humanos. Espectrometria de massa com plasma (ICP-MS) é usada para detectar os níveis precisos de arsénio intracelular e outras bases de arsénio envolvidas na modificação epigenética de ADN. Estudos investigando o arsénio como um factor epigenética pode ser utilizado para desenvolver biomarcadores precisos de exposição e susceptibilidade.

A samambaia freio Chinês ( Pteris vittata ) hyperaccumulates arsênico do solo para suas folhas e tem uma utilização prevista no fitorremediação .

Biomethylation

Arsénio inorgânico e seus compostos, ao entrar na cadeia alimentar , são progressivamente metabolizado através de um processo de metilação . Por exemplo, o molde Scopulariopsis brevicaulis produz quantidades significativas de trimetilarsina se arsénio inorgânico está presente. O composto orgânico arsenobetaine é encontrado em alguns alimentos marinhos tais como peixes e algas, e também em cogumelos em concentrações maiores. Ingestão da pessoa média é de cerca de 10-50 mg / dia. Valores de cerca de 1000 ug não são incomuns a seguir ao consumo de peixe ou de cogumelos, mas existe pouco perigo no consumo de peixe porque este composto de arsénio é quase não-tóxico.

Problemas ambientais

Exposição

Que ocorrem naturalmente fontes de exposição humana incluem cinzas vulcânicas, desgaste de minerais e minérios, e águas subterrâneas mineralizado. Arsênico também é encontrada em alimentos, água, solo e ar. O arsênico é absorvido por todas as plantas, mas é mais concentrada em vegetais de folhas, arroz, suco de maçã e de uva e frutos do mar. Uma via adicional de exposição consiste na inalação de gases atmosféricos e os pós. Durante a era vitoriana , o arsênico foi amplamente utilizado na decoração de casa, especialmente papéis de parede.

Ocorrência na água potável

Contaminação por arsênico extensa de águas subterrâneas levou a generalizada envenenamento por arsênico em Bangladesh e nos países vizinhos. Estima-se que aproximadamente 57 milhões de pessoas na bacia de Bengala está bebendo água subterrânea com concentrações de arsénio elevados acima da Organização Mundial da Saúde standard 's de 10 partes por bilhão (ppb). No entanto, um estudo de taxas de cancro em Taiwan sugerido que aumentos significativos na mortalidade por cancro aparecem apenas em níveis acima de 150 ppb. O arsênico na água subterrânea é de origem natural, e é liberada a partir do sedimento para as águas subterrâneas, causado pelas condições anóxicas do subsolo. Esta água subterrânea foi utilizado após locais e ocidentais ONGs eo governo de Bangladesh realizou um tubo rasa enorme bem programa de água potável no final do século XX. Este programa foi projetado para evitar beber das águas de superfície de bactérias contaminadas, mas não conseguiu testar para o arsénio na água subterrânea. Muitos outros países e distritos no sudeste da Ásia , como Vietnã e Camboja , têm ambientes geológicos que produzem águas subterrâneas com alto teor de arsénio. Arsenicosis foi relatado em Nakhon Si Thammarat , Tailândia , em 1987, e o Phraya Chao provavelmente contém elevados níveis de ocorrência natural de arsénio dissolvido sem ser um problema de saúde pública, porque a maior parte do público usa água engarrafada. No Paquistão, mais de 60 milhões de pessoas estão expostas a água potável poluída arsênio indicado por um relatório recente da Ciência . A equipe de Podgorski investigou mais de 1200 amostras e mais de 66% das amostras excederam o nível de contaminação mínima OMS.

Nos Estados Unidos, o arsénio é mais comumente encontrado nas águas terrestres do sudoeste. Partes da Nova Inglaterra , Michigan , Wisconsin , Minnesota e os Dakotas também são conhecidos por terem concentrações significativas de arsênico na água subterrânea. Os níveis aumentados de câncer de pele têm sido associados com exposição ao arsênico em Wisconsin, mesmo em níveis abaixo do padrão de água 10 partes por bilhão de beber. De acordo com um recente filme financiado por os EUA Superfund , milhões de poços privados têm níveis de arsênico desconhecidos, e em algumas áreas dos EUA, mais de 20% dos poços podem conter níveis que excedem os limites estabelecidos.

Exposição de baixo nível de arsénio em concentrações de 100 partes por bilião (isto é, acima dos 10 partes por bilião padrão de água potável) compromete a resposta imune inicial para H1N1 ou gripe suína infecção de acordo com os cientistas NIEHS-suportados. O estudo, conduzido em ratos de laboratório, sugere que as pessoas expostas ao arsénio na água de beber pode estar em risco aumentado de doença mais grave ou morte do vírus.

Alguns canadenses estão bebendo água que contém arsênico inorgânico. águas privada-cavado poços estão mais em risco de contendo arsénio inorgânico. A análise preliminar poço de água normalmente não testar para o arsénio. Pesquisadores do Serviço Geológico do Canadá têm modelado variação relativa em arsênio naturais perigo potencial para a província de New Brunswick. Este estudo tem implicações importantes para preocupações de água e saúde potável relativas ao arsénio inorgânico.

A evidência epidemiológica de Chile mostra uma ligação dependente da dose entre a exposição ao arsénio crónica e várias formas de cancro, em particular quando outros factores de risco, tais como o consumo de cigarros, estão presentes. Estes efeitos foram demonstrados em contaminações menos do que 50 ppb. O arsênico é em si um componente do fumo do tabaco .

Analisando vários estudos epidemiológicos sobre exposição arsénio inorgânico sugere uma pequena, mas mensurável, aumento do risco para o cancro da bexiga, a 10 ppb. De acordo com Peter Ravenscroft do Departamento de Geografia da Universidade de Cambridge, cerca de 80 milhões de pessoas em todo o mundo consomem entre 10 e 50 ppb de arsênico na água potável. Se todos eles consumida exatamente 10 ppb de arsênico na água potável, o já citado análise estudo epidemiológico múltipla poderia prever um adicional de 2.000 casos de câncer de bexiga sozinho. Isto representa uma subestimação clara do impacto global, uma vez que não incluem pulmão ou câncer de pele, e subestima explicitamente a exposição. Aqueles expostos a níveis de arsênico acima do padrão da OMS atual deve pesar os custos e benefícios de remediação arsênico.

Precoces (1973) avaliações dos processos para a remoção de arsénio dissolvido de água potável demonstraram a eficácia da co-precipitação com qualquer ferro ou óxido de alumínio. Em particular, o ferro como coagulante foi encontrado para remover arsénio com uma eficácia superior a 90%. Vários sistemas de mídia de adsorção foram aprovados para uso no ponto-de-serviço em um estudo financiado pela Agência dos Estados Unidos Proteção Ambiental (EPA) ea National Science Foundation (NSF). Uma equipe de cientistas e engenheiros europeus e indianos criaram seis estações de tratamento de arsênico em Bengala Ocidental com base em in-situ método de remediação (Tecnologia SAR). Esta tecnologia não utiliza produtos químicos e arsénio é deixado numa forma insolúvel (5 estado) na zona subterrânea por recarga de água arejada no aquífero e desenvolvimento de uma zona de oxidação que suporta arsénio oxidante micro-organismos. Este processo não produz qualquer fluxo ou lamas residuais e é relativamente barato.

Outro método eficaz e barato para evitar a contaminação arsénio é afundar poços de 500 pés ou mais profundos para atingir águas mais puras. Um recente estudo de 2011 financiado pelo Instituto Nacional de Programa de Pesquisa Superfund Ambientais Ciências da Saúde dos EUA mostra que sedimentos profundos pode remover arsênico e tirá-lo de circulação. Neste processo, chamado de adsorção , varas de arsénio para as superfícies das partículas do sedimento de profundidade e é naturalmente removidos da água do solo.

Separações magnéticas de arsénio em muito baixos de campo magnético gradiente com maior área de superfície e monodispersa magnetite (Fe 3 O 4 ) nanocristais foram demonstradas na purificação de água de ponto de uso. Utilizando a área superficial específica elevada de Fe 3 O 4 nanocristais, a massa de desperdício associado com a remoção de arsénio de água foi reduzido drasticamente.

Estudos epidemiológicos sugerem uma correlação entre o consumo crónico de água potável contaminada com arsénio e a incidência de todas as causas principais de mortalidade. A literatura indica que a exposição arsénio é causador na patogese da diabetes.

Filtros baseados em debulho foram recentemente mostrado para reduzir o teor de arsénio da água para 3 ug / L. Este pode encontrar aplicações em áreas onde a água potável é extraído a partir subterrâneas aquíferos .

San Pedro de Atacama

Durante vários séculos, o povo de San Pedro de Atacama no Chile foram água que está contaminada com arsênico potável, e algumas evidências sugerem que eles desenvolveram alguma imunidade.

Mapas de perigo para as águas subterrâneas contaminadas

Cerca de um terço da população do mundo bebe a água de recursos hídricos subterrâneos. Desse total, cerca de 10 por cento, cerca de 300 milhões de pessoas, obtém água dos recursos hídricos subterrâneos que estão contaminados com níveis insalubres de arsênico ou flúor. Estes oligoelementos são decorrentes, principalmente de minerais.

transformação redox de arsénio em águas naturais

Arsénio é único entre os vestigiais metalóides e metais vestigiais formando-oxianio (por exemplo, As, Se, Sb, Mo, V, Cr, U, Re). É sensível a mobilização a valores de pH típicos de águas naturais (pH 6,5-8,5), sob ambas as condições de oxidação e redução. O arsénio pode ocorrer no ambiente em vários estados de oxidação (-3, 0, e +3 +5), mas em águas naturais é principalmente encontrada em formas inorgânicas como oxianiões de trivalente arsenito [As (III)] ou arseniato pentavalente [Como (V)]. Formas orgânicas de arsénio são produzidas pela actividade biológica, principalmente em águas de superfície, mas são raramente quantitativamente importante. Compostos de arsénio orgânicos podem, no entanto, ocorrer onde as águas são significativamente afectadas pela poluição industriais.

Arsênico pode ser solubilizado por vários processos. Quando o pH é elevado, o arsénio pode ser libertado a partir de sítios de ligação de superfície que perdem a carga positiva. Quando gotas de nível de água e de sulfureto minerais são expostas ao ar, o arsénio preso em minerais de sulfureto pode ser libertado na água. Quando o carbono orgânico está presente na água, as bactérias são alimentados por redução directamente por (V) a As (III) ou através da redução do elemento no local de ligação, libertando arsénio inorgânico.

As transformações aquáticos de arsénio são afectadas pelo pH, o potencial de oxidação-redução, a concentração de matéria orgânica e as concentrações e formas de outros elementos, especialmente de ferro e manganês. Os factores principais são o pH e o potencial redox. De um modo geral, as principais formas de arsénio sob condições óxicas são H 3 AsO 4 , H 2 AsO 4 - , Haso 4 2- , e ASO 4 3- a pH 2, 2-7, 7-11 e 11, respectivamente. Sob condições redutoras, H 3 AsO 4 é predominante a pH 2-9.

Oxidação e redução afeta a migração de arsênio em ambientes subsuperficiais. Arsenito é a forma solúvel mais estável do arsénio em ambientes redutores e arsenato, o que é menos do que arsenito móvel, é dominante em ambientes oxidantes, a pH neutro. Portanto, o arsênico pode ser mais móvel em condições redutoras. O ambiente redutor também é rico em matéria orgânica, que pode aumentar a solubilidade de compostos de arsénio. Como resultado, a adsorção de arsénico é reduzido e o arsénio dissolvido acumula-se nas águas subterrâneas. É por isso que o teor de arsénio é maior na redução de ambientes do que em ambientes oxidantes.

A presença de enxofre é um outro factor que afecta a transformação de arsénio na água natural. O arsénio pode precipitar quando sulfuretos metálicos formar. Deste modo, o arsénio é removida da água e a sua mobilidade diminui. Quando o oxigénio está presente, bactérias oxidam enxofre reduzido para gerar energia, potencialmente libertando arsénio ligado.

Reações redox envolvendo Fe também parecem ser factores essenciais para o destino de arsênio em sistemas aquáticos. A redução da oxihidróxidos ferro desempenha um papel fundamental na liberação de arsênio na água. Assim, o arsénio pode ser enriquecido em água com elevadas concentrações de Fe. Sob condições de oxidação, o arsénio pode ser mobilizado a partir de pirite ou óxidos de ferro, especialmente a pH elevado. Sob condições redutoras, o arsénio pode ser mobilizado por dessorção redutiva ou dissolução quando associado com os óxidos de ferro. A dessorção redutiva ocorre em duas circunstâncias. Uma é quando arseniato é reduzida a arsenito que adsorve a óxidos de ferro menos fortemente. Os outros resultados a partir de uma alteração na carga sobre a superfície do mineral que leva para a dessorção de arsénio ligado.

Algumas espécies de bactérias catalisam transformações redox de arsénio. Dissimilatórias procariotas-respiring arsenato (DARP) acelerar a redução de As (V) a As (III). DARP usar As (V) como o aceitador de electrões de respiração anaeróbica e obter energia para sobreviver. Outras substâncias orgânicas e inorgânicas podem ser oxidados neste processo. Quimioautotróficas oxidantes arsenito (CaO) e heterotróficas oxidantes arsenito (HAO) converter As (III) em As (V). CAO combinar a oxidação do As (III) com a redução de oxigénio ou nitrato. Eles utilizam a energia para fixar produzir o carbono orgânico a partir de CO obtidos 2 . HAO não pode obter energia a partir de As (III) de oxidação. Este processo pode ser um arsénio desintoxicação mecanismo para as bactérias.

Equilibrium cálculos termodinâmicos prever que por (V) concentrações deve ser maior do que A (III) em concentrações de todos mas fortemente condições redutoras, isto é, onde SO 4 2- redução está a ocorrer. No entanto, reações redox abióticos de arsênico são lentos. A oxidação do As (III) dissolvido por O 2 é uma reacção particularmente lenta. Por exemplo, Johnson e Pilson (1975) deu meia-vida para a oxigenação do As (III) na água do mar que vão desde vários meses a um ano. Em outros estudos, As (V) / na forma de razões (III) eram estáveis ao longo de períodos de dias ou semanas durante a amostragem de água quando nenhum cuidado particular, foi feita para evitar a oxidação, novamente sugerindo que as taxas de oxidação relativamente lentas. Cereja encontrado a partir de estudos experimentais que o As (V) / As (III) rácios eram estáveis em soluções anóxicas para até 3 semanas, mas que as alterações graduais ocorreram em escalas de tempo mais longos. Amostras de água estéril foram observados a ser menos susceptíveis a mudanças de especiação do que as amostras não-estéreis. Oremland encontrado que a redução do As (V) a As (III) em Mono Lake foi rapidamente catalisada por bactérias com constantes de taxa variando de 0,02 a 0,3 dias -1 .

preservação da madeira nos EUA

A partir de 2002, as indústrias baseadas nos Estados Unidos consumiu 19.600 toneladas de arsênico. Noventa por cento de este foi utilizado para o tratamento de madeira com arseniato de cobre cromatado (CCA). Em 2007, 50% das 5.280 toneladas métricas de consumo ainda era usado para esta finalidade. Nos Estados Unidos, o voluntário phasing-out de arsênico na produção de produtos de consumo e de produtos residenciais e gerais de construção de consumo começou em 31 de Dezembro de 2003, e produtos químicos alternativos são agora utilizados, tais como Alkaline Cobre Quaternário , boratos , azole de cobre , ciproconazol , e propiconazole .

Embora interrompido, esta aplicação é também um dos mais preocupante para o público em geral. A grande maioria dos mais velhos tratados com pressão de madeira foi tratada com CCA. CCA madeira ainda está em uso generalizado em muitos países, e foi muito usado durante a segunda metade do século 20 como uma estrutural e ao ar livre material de construção . Embora o uso de CCA madeira foi proibido em muitas áreas depois que estudos mostraram que o arsênico pode lixiviar para fora da madeira em torno do solo (de equipamentos de playground, por exemplo), o risco também é apresentado pela queima de mais velha de madeira CCA. A ingestão directa ou indirecta de cinzas de madeira de madeira queimada CCA causou mortes em animais e intoxicações graves em seres humanos; a dose letal humano é cerca de 20 gramas de carbonato de sódio. Scrap CCA madeira a partir de sites de construção e demolição podem ser inadvertidamente usado em incêndios comerciais e domésticos. Protocolos para a eliminação segura do CCA madeira não são consistentes em todo o mundo. Difundida aterro alienação de tais madeira levanta alguma preocupação, mas outros estudos não mostraram nenhuma contaminação por arsênico na água subterrânea.

Mapeamento de lançamentos industriais nos EUA

Uma ferramenta que mapeia a localização (e outras informações) de lançamentos de arsênico nos Estados Estado é TOXMAP . TOXMAP é um Sistema de Informação Geográfica (GIS) da Divisão de Serviços especializados de Informação da Biblioteca Nacional dos Estados Unidos de Medicina (NLM), financiado pelo Governo Federal dos Estados Unidos. Com mapas marcados-up dos Estados Unidos, TOXMAP permite aos usuários explorar visualmente os dados da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) 's Toxics Release Inventory e Superfund Programas de Pesquisa Básica . Informações sobre saúde ambiental química e de TOXMAP é tirado de Toxicologia Rede de Dados do NLM (TOXNET), PubMed e de outras fontes autorizadas.

biorremediação

Métodos biológicos física, química, e têm sido utilizados para remediar arsénio de água contaminada. Biorremediação é dito para ser rentável e biorremediação do meio ambiente da água subterrânea contaminada com arsênico visa converter arsenito, a forma tóxica do arsênico para os seres humanos, para arseniato. Arsenato (5 estado de oxidação), é a forma dominante de arsénio na água de superfície, enquanto arsenito (estado de oxidação 3) é a forma predominante em ambientes hipóxicos para anóxicas. Arsenito é mais solúvel e móvel do que o arseniato. Muitas espécies de bactérias pode transformar arsenito de arseniato em condições anóxicas usando arsenito como um doador de electrões. Este é um método útil na reparação de água do solo. Outra estratégia de biorremediação é a utilização de plantas que acumulam arsênico em seus tecidos através de fitorremediação mas o descarte de material vegetal contaminado precisa ser considerado.

Biorremediação requer uma avaliação cuidadosa e design de acordo com as condições existentes. Alguns locais podem requerer a adição de um aceitador de electrões, enquanto outros requerem a suplementação de micróbio ( bioaumentação ). Independentemente do método utilizado, apenas a monitorização constante pode evitar a contaminação futuro.

A toxicidade e precauções

Arsênico
Riscos
pictogramas GHS GHS06: TóxicoGHS08: Perigo para a saúdeGHS09: perigo ambiental
palavra sinal de GHS Perigo
H301 , H331 , H350 , H410

Arsénio e muitos dos seus compostos são venenos especialmente potentes.

Classificação

Arsénico elementar e compostos de sulfato e trióxido de arsênio são classificados como " tóxicos " e "perigoso para o ambiente" na União Europeia sob a Directiva 67/548 / CEE . A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Cancro (IARC) reconhece arsénio e compostos inorgânicas como grupo 1 cancerígenos , e o UE enumera o trióxido de arsénio, pentóxido de arsénio , e arsenato sais como categoria 1 carcinogéneos .

O arsénio é conhecido por causar arsenicosis quando presente na água potável "as espécies mais comuns sendo arseniato [ Haso 2-
4
; As (V)] e arsenito de [H 3 AsO 3 ; As (III)]".

limites legais, comida e bebida

Nos Estados Unidos desde 2006, a concentração máxima na água potável permitido pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) é de 10 ppb e do FDA definir o mesmo padrão em 2005 para a água engarrafada. O Departamento de Protecção Ambiental de Nova Jersey definir um limite de água potável de 5 ppb em 2006. O IPVS (imediatamente perigosos para a vida e saúde) valor para o metal arsénio e compostos inorgânicos de arsénio é de 5 mg / m 3 (5 ppb). O Safety and Health Administration ocupacional definiu o limite permitido (PEL) a uma média ponderada no tempo (TWA) de 0,01 mg / m 3 (0,01 ppb), e o National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) definiu o limite de exposição recomendado (REL) para uma exposição constante de 15 minutos de 0,002 mg / m 3 (0,002 ppb). A PEL para os compostos de arsénio orgânicos é um TWA de 0,5 mg / m 3 . (0,5 ppb).

Em 2008, com base em seus testes em curso de uma grande variedade de alimentos americanos para produtos químicos tóxicos, os EUA Food and Drug Administration definir o "nível de preocupação" para arsênico inorgânico em sucos de maçã e pêra a 23 ppb, com base em efeitos não-cancerígenos e começaram a bloquear a importação de produtos superiores a este nível; é também necessário relembra para produtos não-conformes domésticos. Em 2011, o nacional Dr. Oz show de televisão transmitido um programa destacando testes realizados por um laboratório independente contratado pelos produtores. Embora a metodologia foi contestada (não distinguiu entre arsénio orgânico e inorgânico) os testes mostraram níveis de arsénico até 36 ppb. Em resposta, a FDA testou a pior marca do Dr. Oz show e encontraram níveis muito mais baixos. Testes em curso encontrado 95% das amostras de sumo de maçã estavam abaixo do nível de preocupação. Testes mais tarde por Consumer Reports mostrou arsênico inorgânico em níveis ligeiramente acima de 10 ppb, ea organização instou os pais a reduzir o consumo. Em Julho de 2013, tendo em consideração o consumo por crianças, a exposição crônica e efeitos cancerígenos, a FDA estabeleceu um "nível de ação" de 10 ppb para o suco de maçã, o mesmo que o padrão de água potável.

A preocupação com arsénico em arroz em Bangladesh foi criado em 2002, mas no momento apenas a Austrália tinha um limite legal para o alimento (um miligrama por quilograma). Preocupação foi levantada sobre as pessoas que estavam comendo arroz norte-americano superior a padrões da OMS para a ingestão de arsênico pessoal em 2005. Em 2011, a República Popular da China estabeleceu um padrão alimentar de 150 ppb para o arsénio.

Nos Estados Unidos, em 2012, o teste por grupos distintos de pesquisadores da Saúde Ambiental e Prevenção de Doenças Centro de Pesquisa em infantil Dartmouth College (no início do ano, concentrando-se em níveis urinários em crianças) e Consumer Reports (em novembro) encontraram níveis de arsênico no arroz, que resultou em chamadas para o FDA para definir limites. A FDA divulgou alguns resultados de testes em setembro de 2012, ea partir de julho de 2013, continua a recolher dados em apoio de um novo regulamento potencial. Não tem recomendado quaisquer mudanças no comportamento do consumidor.

Consumer Reports recomendou:

  1. Que o EPA e FDA eliminar contendo arsénio fertilizantes, drogas e pesticidas na produção de alimentos;
  2. Que a FDA estabelecer um limite legal para alimentos;
  3. Que as práticas de produção mudança da indústria para reduzir os níveis de arsênico, especialmente em alimentos para crianças; e
  4. Que os consumidores testar o abastecimento de água em casa, comer uma dieta variada, e cozinhar o arroz com excesso de água, em seguida, drenando-off (redução de arsênico inorgânico por cerca de um terço juntamente com uma ligeira redução no teor de vitamina).
  5. defensores da saúde pública baseada em evidências também recomendam que, dada a falta de regulamentação ou rotulagem para o arsénio nos EUA, as crianças devem comer mais de 1,5 porções por semana de arroz e não deve beber leite de arroz como parte de sua dieta diária antes dos 5 anos . Eles também oferecem recomendações para adultos e crianças sobre como limitar a exposição de arsénio de arroz, água potável e suco de frutas.

A 2014 Organização Mundial da Saúde conferência consultiva foi programado para considerar limites de 200-300 ppb para o arroz.

Limites de exposição ocupacional

País Limite
Argentina carcinógeno humano confirmado
Austrália TWA 0,05 mg / m 3 - Carcinogen
Bélgica TWA 0,1 mg / m 3 - Carcinogen
Bulgária carcinógeno humano confirmado
Colômbia carcinógeno humano confirmado
Dinamarca TWA de 0,01 mg / m 3
Finlândia cancerígena
Egito TWA 0,2 mg / m 3
Hungria Concentração máxima de 0,01 mg / m 3 - pele, cancerígena
Índia TWA 0,2 mg / m 3
Japão Grupo 1 cancerígena
Jordânia carcinógeno humano confirmado
México TWA 0,2 mg / m 3
Nova Zelândia TWA 0,05 mg / m 3 - Carcinogen
Noruega TWA 0,02 mg / m 3
Filipinas TWA 0,5 mg / m 3
Polônia TWA de 0,01 mg / m 3
Cingapura carcinógeno humano confirmado
Coreia do Sul TWA de 0,01 mg / m 3
Suécia TWA de 0,01 mg / m 3
Tailândia TWA 0,5 mg / m 3
Peru TWA 0,5 mg / m 3
Reino Unido TWA 0,1 mg / m 3
Estados Unidos TWA de 0,01 mg / m 3
Vietnã carcinógeno humano confirmado

Ecotoxicidade

O arsênico é bioaccumulative em muitos organismos, espécies marinhas em particular, mas não parece biomagnifica significativamente em teias alimentares. Em áreas poluídas, o crescimento das plantas pode ser afectada por absorção pelas raízes de arsenato, que é um análogo de fosfato e, portanto, facilmente transportados em tecidos e células vegetais. Em áreas poluídas, a absorção do ião arsenito mais tóxico (encontrado mais particularmente em condições de redução) é provável em solos mal drenados.

A toxicidade em animais

Composto Animal LD 50 Rota
Arsênico Rato 763 mg / kg oral
Arsênico Rato 145 mg / kg oral
arseniato de cálcio Rato 20 mg / kg oral
arseniato de cálcio Rato 794 mg / kg oral
arseniato de cálcio Coelho 50 mg / kg oral
arseniato de cálcio Cão 38 mg / kg oral
arseniato de chumbo Coelho 75 mg / kg oral
Composto Animal LD 50 Rota
O trióxido de arsénio (As (III)) Rato 26 mg / kg oral
Arsenito (As (III)) Rato 8 mg / kg Eu estou
Arsenato (As (V)) Rato 21 mg / kg Eu estou
MMA (As (III)) criceto 2 mg / kg ip
MMA (As (V)) Rato 916 mg / kg oral
DMA (As (V)) Rato 648 mg / kg oral
im = injectados intramuscularmente

ip = intraperitonealmente administrado

mecanismo biológico

Toxicidade do arsénio vem da afinidade de arsénio óxidos de (III) para os tióis . Tióis, sob a forma de cisteína resíduos e co-factores , tais como o ácido lipóico e coenzima A , estão situados em locais activos de muitos importantes enzimas .

Arsénico perturba ATP produção através de vários mecanismos. Ao nível do ciclo do ácido cítrico , o arsénio inibe ácido lipóico , que é um co-factor para a piruvato desidrogenase . Ao competir com fosfato, arsenato desacopla a fosforilação oxidativa , inibindo assim a redução ligado a energia de NAD + , e a respiração mitocondrial síntese de ATP. Produção de peróxido de hidrogénio é também aumentada, o que, especula-se, tem um potencial para formar espécies de oxigénio reactivas e o stress oxidativo. Estas interferências metabólicas levar à morte de multi-sistema de falência de órgãos . A insuficiência de órgãos se presume ser de necróticos de morte celular, não apoptose , uma vez que as reservas de energia têm sido muito empobrecido de apoptose para ocorrer.

Embora arsênico causa toxicidade também pode desempenhar um papel protetor.

riscos de exposição e remediação

Exposição ocupacional e arsénio envenenamento pode ocorrer em pessoas que trabalham em indústrias que envolvem a utilização de arsénio inorgânico e os seus compostos, tais como a preservação da madeira, a produção de vidro, ligas de metais não-ferrosos, e fabricação de semicondutores electrónicos. Arsênico inorgânico também é encontrada em emissões de fornos de coque associados à indústria de fundição.

A conversão entre As (III) e A (V) é um grande factor de contaminação ambiental arsénio. De acordo com Croal, Gralnick, Malasarn e Newman, "[a] compreensão [de] que estimula o As (III) de oxidação e / ou limites Como redução (V) é relevante para a biorremediação de locais contaminados (Croal). O estudo de chemolithoautotrophic Como (III) e os oxidantes redutores heterotróficas as (V) pode ajudar a compreensão da oxidação e / ou redução de arsénio.

Tratamento

Tratamento de envenenamento por arsênico crônica é possível. Britânica anti-lewisite ( dimercaprol ) é prescrito em doses de 5 mg / kg até 300 mg cada 4 horas durante o primeiro dia, e depois a cada 6 horas durante o segundo dia e, finalmente, a intervalos de 8 horas durante 8 dias adicionais. No entanto, o dos EUA Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ATSDR) afirma que os efeitos a longo prazo da exposição de arsénio não pode ser previsto. Sangue, urina, cabelo, unhas e pode ser testado para o arsénio; No entanto, estes testes não podem prever possíveis resultados de saúde da exposição. A exposição a longo prazo e consequente excreção através da urina tem sido associada ao cancro da bexiga e renal, além disso para o cancro do fígado, da próstata, da pele, pulmões, e cavidade nasal.

Veja também

Referências

Bibliografia

Outras leituras

  • James G. Whorton (2011). O século arsênico . Imprensa da Universidade de Oxford. ISBN 978-0-19-960599-6.

links externos