Мышьяк (название произошло от слова мышь, использовали для травли мышей) – тридцать третий элемент периодической системы. Относится к полуметаллам. В соединение с кислотой он не образует солей, являясь кислотообразующим веществом. Может образовывать аллотропные модификации . Мышьяк имеет три известные на сегодняшний день структуры кристаллической решётки. Жёлтый мышьяк проявляет свойства типичного неметалла, аморфный – чёрный и самый устойчивый металлический, серый. В природе чаще всего встречается в виде соединений, реже – в свободном состоянии. Наиболее распространёнными являются соединения мышьяка с металлами (арсениды), такие как: мышьяковистое железо (арсенопирит, ядовитый колчедан), никелин (купферникель, назван так из-за своей схожести с медной рудой). Мышьяк является малоактивным элементом, нерастворим в воде, а его соединения относятся к слаборастворимым веществам. Окисление мышьяка происходит во время нагрева, при комнатной температуре эта реакция протекает очень медленно.

Все мышьяковые соединения являются очень сильными токсинами, которые оказывают негативное влияние не только на желудочно-кишечный тракт, но и на нервную систему. Истории известно много нашумевших случаев отравления мышьяком и его производными. Соединения мышьяка использовались в качестве яда не только в средневековой Франции, они были известны ещё в древнем Риме, Греции. Популярность мышьяка как сильнодействующего яда объясняется тем, что обнаружить его в пище практически нереально, он не имеет ни запаха, ни вкуса. При нагревании, превращается в оксид мышьяка. Диагностировать отравление мышьяком достаточно сложно, так как оно имеет схожие симптомы с различными заболеваниями. Чаще всего отравление мышьяком путают с холерою.

Где применяется мышьяк?

Несмотря на свою токсичность, производные мышьяка применяют не только для травли мышей и крыс. Поскольку чистый мышьяк обладает высокой электропроводимостью, то его используют как легирующую добавку, которая придаёт таким полупроводникам, как германий, кремний проводимость необходимого типа. В цветной металлургии мышьяк применяется в качестве присадки, которая придаёт сплавам прочность, твёрдость и коррозионную стойкость в загазованной среде. В стекловарении его добавляют в небольших количествах для осветления стёкол, кроме того, он входит в состав знаменитого «венского стекла». Никелин используют для окраски стекла в зелёный цвет. В кожевенном деле сульфатные соединения мышьяка используют при обработке шкур для удаления волосков. Мышьяк входит в состав лаков и красок. В деревообрабатывающий промышленности применяют мышьяк как антисептик. В пиротехнике из сульфидных соединений мышьяка изготавливают «греческий огонь», применяют в производстве спичек. Некоторые соединения мышьяка используют в качестве боевых отравляющих веществ. Токсические свойства мышьяка используются в стоматологической практике для умерщвления пульпы зуба. В медицине, препараты мышьяка применяют в качестве лекарства, повышающего общий тонус организма, для стимуляции увеличения количества эритроцитов. Мышьяк оказывает угнетающее действие на образование лейкоцитов, поэтому его используют при лечении некоторых форм лейкоза. Известно огромное количество медицинских препаратов, созданных на основе мышьяка, но в последнее время их постепенно заменяют менее токсичные лекарства.

Несмотря на свою токсичность, мышьяк является одним из самых необходимых элементов. При работе с его соединениями необходимо придерживаться правил техники безопасности, что поможет избежать нежелательных последствий.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Профессиональные вредности

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Отравление

Острые отравления различными соединениями М. протекают тяжело.

Различают три формы острого отравления М.

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

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

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

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

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

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

Меры предупреждения отравлений, индивидуальная защита

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

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

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

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

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

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

Патологическая анатомия отравлений мышьяком и мышьяк в судебно-медицинском отношении

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

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

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

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

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

Препараты мышьяка

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

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

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

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

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

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

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

Мышьяк

МЫШЬЯ́К -а́; м.

1. Химический элемент (Аs) - твёрдое ядовитое вещество блестяще-серого цвета, входящее в состав многих минералов. Окисел мышьяка. Получение мышьяка.

2. Лекарственный препарат, содержащий это вещество или его соединения (применяется как общеукрепляющее, противомикробное и т.п. средство). Лечение мышьяком. Воздействие мышьяка на нервные окончания.

◁ Мышьяко́вый, -ая, -ое. М-ые соединения. М-ая кислота. М. препарат. М-ое отравление. Мышья́чный, -ая, -ое. Устар. Мышьяко́вистый, -ая, -ое. ● Русское название этого элемента произошло от слова "мышь", т.к. мышьяк широко применялся при уничтожении крыс и мышей.

мышья́к

(лат. Arsenicum), химический элемент V группы периодической системы. Русское название от «мышь» (препараты мышьяка применялись для истребления мышей и крыс). Образует несколько модификаций. Обычный мышьяк (так называемый металлический, или серый) - хрупкие кристаллы с серебристым блеском; плотность 5,74 г/см 3 , при 615°C возгоняется. На воздухе окисляется и тускнеет. Добывают из сульфидных руд (минералы арсенопирит, аурипигмент, реальгар). Компонент сплавов с медью, свинцом, оловом и др. и полупроводниковых материалов. Соединения мышьяка физиологически активны и ядовиты; служили одними из первых инсектицидов (см., например, Арсенаты металлов). Неорганические соединения мышьяка применяются в медицине как общеукрепляющие, тонизирующие средства, органические - как противомикробные и противопротозойные (при лечении сифилиса, амёбиаза и др.).

МЫШЬЯК

МЫШЬЯ́К (лат. Arsenicum, от греческого arsen - сильный), As (читается «арсеникум»), химический элемент c атомным номером 33, атомная масса 74,9216. В природе встречается один стабильный изотоп 75 As. Расположен в VА группе в 4 периоде периодической системы элементов. Электронная конфигурация внешнего слоя 4s 2 p 3 . Степени окисления +3, +5, –3 (валентности III, V).
Радиус атома 0,148 нм. Радиус иона Аs 3- 0,191 нм, иона As 3+ 0,072 нм (координационное число 4), иона As 5+ 0,047 нм (6). Энергии последовательной ионизации 9,82, 18,62, 28,35, 50,1 и 62,6 эВ. электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,1. Неметалл.
Историческая справка
Мышьяк известен человечеству с древнейших времен, когда использовались в качестве красителей минералы аурипигмент (см. АУРИПИГМЕНТ) As 2 S 3 и реальгар (см. РЕАЛЬГАР) As 4 S 4 (упоминания о них встречаются у Аристотеля) (см. АРИСТОТЕЛЬ) .
Алхимики при прокаливании сульфидов мышьяка на воздухе отмечали, что образование так называемого белого оксида As 2 O 3:
2As 2 S 3 +9О 2 =2As2O 3 +6SO 2
Этот оксид - сильный яд, он растворяется в воде и в вине.
Впервые As в свободном виде получил немецкий алхимик А. фон Больдштндт в 13 веке прогреванием оксида мышьяка с углем:
As 2 O 3 +3С=2As+3СО
Для изображения мышьяка использовали знак извивающейся змеи с раскрытой пастью.
Нахождение в природе
Мышьяк - рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,7·10 –4 % по массе. Известно 160 мышьяксодержащих минералов. В самородном состоянии встречается редко. Минерал, имеющий промышленное значение - арсенопирит (см. АРСЕНОПИРИТ) FeAsS. As часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах.
Получение
Обогащенную руду подвергают окислительному обжигу, затем сублимируют летучий As 2 O 3. . Этот оксид восстанавливают углеродом. Для очистки As его подвергают дистилляции в вакууме, затем переводят в летучий хлорид AsCl 3 , который восстанавливают водородом (см. ВОДОРОД) . Получаемый мышьяк содержит 10 -5 -10 -6 % примесей по массе.
Физические и химические свойства
Мышьяк - серое с металлическим блеском хрупкое вещество (a-мышьяк) с ромбоэдрической кристаллической решеткой, a = 0,4135 нм и a = 54,13°. Плотность 5,74 кг/дм 3 .
При нагревании до 600°C As сублимирует. При охлаждении паров возникает новая модификация - желтый мышьяк. Выше 270°C все формы As переходят в черный мышьяк.
Расплавить As можно только в запаянных ампулах под давлением. Температура плавления 817°C при давлении его насыщенных паров 3,6МПа.
Структура серого мышьяка похожа на структуру серой сурьмы и по строению напоминает черный фосфор.
Мышьяк химически активен. При хранении на воздухе порошкообразный As воспламеняется с образованием кислотного оксида As 2 O 3 . Этот оксид в парах существует в виде димеров As 4 O 6 .
При осторожном обезвоживании мышьяковой кислоты H 3 AsO 4 получают высший кислотный оксид мышьяка As 2 O 5 , который при нагревании легко отдает кислород (см. КИСЛОРОД) , превращаясь в As 2 O 3 .
Оксиду As 2 O 3 отвечают существующие только в растворах ортомышьяковистая H 3 AsO 3 и метамышьяковистая слабые кислоты HAsO 2 . Их соли - арсенаты.
Разбавленная азотная кислота (см. АЗОТНАЯ КИСЛОТА) окисляет As до H 3 AsO 3 , концентрированная азотная кислота - до H 3 AsO 4 . Со щелочами As не реагирует, в воде растворяется.
При нагревании As и H 2 образуется газ арсин (см. МЫШЬЯКА ГИДРИД) AsH 3 . С фтором (см. ФТОР) и хлором (см. ХЛОР) As взаимодействует с самовоспламенением. При взаимодействии As с серой (см. СЕРА) , селеном (см. СЕЛЕН) и теллуром (см. ТЕЛЛУР) образуются хальгкогениды: (см. ХАЛЬКОГЕНИДЫ) As 2 S 5 , As 2 S 3 , As 4 S 4 , As 2 Se 3 , As 2 Te 3 , существующие в стеклообразном состоянии. Они являются полупроводниками.
Со многими металлами As образует арсениды (см. АРСЕНИДЫ) . Арсенид галлия GaAs и индия InAs - полупроводники (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ) .
Известно большое число органических соединений мышьяка, в которых имеется химическая связь As - C: органоарсины R n AsH 3-n (n = 1,3), тетраорганодиарсины R 2 As - AsR 2 и другие.
Применение
As особой чистоты используется для синтеза полупроводниковых материалов. Иногда As добавляют к сталям как легирующую добавку.
В 1909 немецкий микробиолог П. Эрлих (см. ЭРЛИХ Пауль) получил «препарат 606», эффективное лекарство от малярии, сифилиса, возвратного тифа.
Физиологическое действие
Мышьяк и все его соединения ядовиты. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. Помощь и противоядия при отравлении мышьяком: прием водных растворов Na 2 S 2 O 3 . Промывание желудка, прием молока и творога; специфическое противоядие - унитиол. ПДК в воздухе для мышьяка 0,5мг/м 3 . Работают с мышьяком в герметичных боксах, используя защитную спецодежду. Из-за высокой токсичности соединения мышьяка использовались Германией как отравляющие вещества в Первую мировую войну.
На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "мышьяк" в других словарях:

МЫШЬЯК - (Arsenum, Arsenium, Arseni cum), твердый металлоид, симв. As; ат. в. 74,96. В периодической системе элементов занимает по порядку 33 е место, в 5 м ряду V группы. Природные соединения М. с серой (реальгар и аурипигмент) были известны еще в… … Большая медицинская энциклопедия

МЫШЬЯК - см. МЫШЬЯК (As). Поскольку мышьяк и его соединения широко применяются в народном хозяйстве, он содержится в сточных водах различных отраслей промышленности металлургической, химико фармацевтической, текстильной, стекольной, кожевенной, химической … Болезни рыб: Справочник

Мышьяк - (неочищенный мышьяк) представляет собой твердое вещество, извлекаемое из природных арсенопиритов. Он существует в двух основных формах: а) обыкновенный, так называемый металлический мышьяк, в виде блестящих кристаллов стального цвета, хрупких, не … Официальная терминология

- (символ As), ядовитый полуметаллический элемент пятой группы периодической таблицы; вероятно, был получен в 1250 г. Соединения, содержащие мышьяк, используют как отраву для грызунов, насекомых и как средство против сорняков. Они также применяются … Научно-технический энциклопедический словарь

- (Arsenium), As, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 33, атомная масса 74,9216; неметалл серого, желтого или черного цвета, tпл 817 шC, возгоняется при 615 шC. Мышьяк используют для получения полупроводниковых… … Современная энциклопедия

Мышьяк - (Arsenium), As, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 33, атомная масса 74,9216; неметалл серого, желтого или черного цвета, tпл 817 °C, возгоняется при 615 °C. Мышьяк используют для получения полупроводниковых… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

МЫШЬЯК - хим. элемент, символ As (лат. Arsenicum), ат. н. 33, ат. м. 74,92; неметалл, существует в нескольких аллотропных модификациях, плотность 5720 кг/м3. При обычных условиях наиболее химически стоек так называемый металлический, или серый, мышьяк.… … Большая политехническая энциклопедия

- (лат. Arsenicum) As, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 33, атомная масса 74,9216. Русское название от мышь (препараты мышьяка применялись для истребления мышей и крыс). Образует несколько модификаций. Обычный мышьяк … Большой Энциклопедический словарь

МЫШЬЯК, мышьяка, мн. нет, муж. 1. Химический элемент, твердое вещество, в больших дозах ядовитое, обычно входящее в состав разных минералов, употр. для химических, технических и медицинских целей. 2. Препарат этого вещества, прописываемый при… … Толковый словарь Ушакова

Арсеник(ум) Словарь русских синонимов. мышьяк сущ., кол во синонимов: 12 арсеник (2) арсеникум … Словарь синонимов

Мышьяк в организме человека: роль, источники, нехватка и избыток

Мышьяк (As) - химический элемент с атомным номером 33. В элементарном виде представляет собой довольно хрупкий стального цвета с зеленоватым оттенком полуметалл.

С мышьяком человек познакомился очень давно. Мышьяк нередко встречается в свободном виде. В элементарном виде и в форме соединений мышьяк - сильный яд, но об ядовитости мышьяка и его соединений люди узнали сравнительно недавно, долгое время использовав их даже в качестве лекарств. Поскольку мышьяку в природе очень часто сопутствуют минералы олова, то отравление мышьяком наступало всего лишь от употребления воды и вина из оловянных сосудов.

Мышьяк раньше очень часто использовался для истребления грызунов, от чего он и получил свое русскоязычное название (от слов "мышь" и "яд").

Существует версия, что Наполен после его ссылки на о. Св. Елены был отравлен мышьяком.

То, что мышьяк - самостоятельный химический элемент, в 1789 году доказали Г. Брандт и А. Лавуазье. А до этого времени даже ученые химики считали, что мышьяк и его оксид - это одно и то же вещество.

Рассматриваемый химический элемент находится в природе в рассеянном виде. Его средняя массовая доля в земной коре составляет 1,7 10 -4 %, а в Мировом океане его концентрация около 0,003 мг/л. Однако мышьяк можно обнаружить и в самородном виде, тогда он имеет вид серых скорлупок или плотных конкреций-зернышек с металлическим блеском. Геологи насчитывают около 200 минералов мышьяка. Очень часто он сопуствует в рудах свинцу, меди и серебру. Самыми распространенными минералами мышьяка являются реальгар (оранжево-красного цвета, прозрачный) и аурипигмент (лимонно-желтого цвета), однако в промышленных целях для извлечения мышьяка применяются в основном арсенопирит, называемый еще мышьяковым колчеданом, а также лёллингит (мяшьяковистый колчедан) и скородит. Значительная часть мышьяка извлекается попутно при добыче золота, свинца, цинка, меди, олова и других металлов.

Крупные месторождения этого химического элемента разрабатываются в Грузии, Казахстане и Средней Азии, Великобритании, Франции, Швеции, Норвегии, Японии, США, Канаде, Боливии. Россия также богата месторождениями мышьяка, которые обнаружены на Урале, в Сибири, Забайкалье, на Чукотке и в Якутии.

Зачем же нужен мышьяк, если он так ядовит?

Мышьяк входит в состав сплавов свинца, используемых в изготовлении дроби, для их легирования. Твердость свинца при этом возрастает на порядок.

Химически чистый мышьяк используется для синтеза полупроводников.

Сульфиды мышьяка входят в состав красок, используемых в живописи и кожевенном производстве (для удаления с кожи волос).

Минерал реальгар используется в пиротехнике для получения "греческого" ("индийского") огня. При его смешении с селитрой или серой получается смесь, образующая при горении ярко-белое пламя.

Люизит - боевое отравляющее вещество, содержит в своем составе мышьяк.

Вплоть до начала ХХ века мышьяк использовался в изготовлении препаратов для лечения сифилиса, но из-за высокой токсичной в последующем они были заменены другими лекарствами.

Однако мышьяк - не только убийца, но и лекарь. В микродозах он используется в лечении анемии и некоторых других тяжелых заболеваний, поскольку он оказывает стимулирующее действие на кроветворение и другие специфические функции организма. В зубоврачебном деле мышьяк используется как некротизирующее средство при пульпите, убивающее воспаленный нерв в канале зуба. Однако в связи с расширением рынка обезболивающих и омертвляющих нерв зуба препаратов в стоматологии мышьяк применяется все реже.

Роль мышьяка в организме человека

Мышьяк является условно эссенциальным, иммунотоксичным ядом для человеческого организма. Однако в микродозах он даже необходим.

Суточная потребность организма взрослого человека в мышьяке составляет 12-15 мкг, а при поступлении в дозах менее 1 мкг в сутки может развиться его дефицит. В организме человека содержится около 15 мг мышьяка.

В человеческое тело мышьяк попадает преимущественно с пищей и питьевой водой (около 80%), причем часто в избыточном количестве. Мышьяк быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Более 10% мышьяка человек получает с вдыхаемым воздухом и около 1% - через кожу.

При попадании в организм через желудочно-кишечный тракт неорганические соединения мышьяка поступают в печень, где происходит их метилирование.

Мышьяк накапливается в печени, легких, коже и тонком кишечнике. Через сутки с мочой выводится около 30% поступившего мышьяка, и примерно 4% выводится через кишечник. Остальная часть выделяется через кишечник в последующем либо выводится с потом, выпадающими волосами, отслоившейся кожей и желчью. Установлено также, что мышьяк накапливается в ретикулоэндотелиальной системе, поскольку арсениты связываются с SH-группами белков, которых именно в этих тканях больше всего.

Установлено, что мышьяк, регулируя фосфорно-кальциевый обмен, препятствует потере фосфора организмом. В этом отношении он сродни витамину D.

Мышьяк связывается с серосодержащими белками, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой и другими серосодержащими соединениями.

По всей видимости (доподлинно пока не известно) мышьяк принимает участие в некоторых ферментативных реакциях, действуя как заместитель фосфора. С другой стороны, мышьяк является ингибитором, реагируя с сульфгидрильными группами некоторых ферментов.

Этот химический элемент влияет на происходящие в митохондриях окислительные процессы, участвует в нуклеиновом обмене, то есть в синтезе белков, необходим для образования гемоглобина, хотя в состав этого белка не входит.

В организмах высших животных, включая человека, мышьяк служит потенциальным стимулятором синтеза металлотионеина с хлоридом кадмия.

До недавних пор считалось, что в микроскопических дозах мышьяк может стимулировать рост костной ткани, причем даже после окончания периода общего роста. Однако дальнейшие исследования опровергли такое предположение.

В настоящее время проводятся исследования мышьяка на предмет лечения его соединениями онкологических заболеваний.

Антагонистами мышьяка являются сера, селен, фосфор, серосодержащие аминокислоты, витамины С и Е. При отравлении селеном мышьяк может выступить эффективным противоядием.

Мышьяк применяют в лечении сонной болезни на последней стадии.

Мышьяковистые минеральные воды показаны в лечении малокровия и ряда желудочно-кишечных заболеваний.

Мышьяк входит в состав мумие - минерально-органического вещества природного происхождения.

Источники мышьяка в организме человека

Повышенная концентрация мышьяка обнаружена в следующих продуктах питания:

• вина (до 1 мг/л и более) и соки (из-за использования на виноградных плантация пестицидов и гербицидов);
• рыба (в особенности морская - до 10 мг/кг) и морепродукты (креветки, омары, криль, лангусты, моллюски, морская капуста), рыбий жир;
• дикий рис;
• зерно и хлеб;
• чечевица;
• морковь, виноград , изюм, земляника .

В питьевой воде концентрация мышьяка в пределах нормы, поскольку за этим очень пристально следят контролирующие инстанции. Однако в некоторых бедных странах (Индия, Бангладеш, Тайвань, Мексика и страны Центральной Америки) из-за широкого использования средств борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур содержание мышьяка в питьевой воде превышает 1 мг/л, что служит причиной массовых отравлений и широким распространением вызванной этим болезни под названием "черная стопа".

Нехватка мышьяка в организме человека

Последствия недостатка мышьяка в организме изучены недостаточно. Существуют предположения, что недостаточности этого минерального элемента могут возникнуть:

• дерматит;
• анемия (малокровие);
• пониженная концентрация триглицеридов в сыворотке крови.

Животные при дефиците мышьяка могут плохо расти и не донашивать плод.

Избыток мышьяка в организме человека

Самым токсичным соединением мышьяка считается его гидрид (арсин). На втором месте по токсичности органические соединения трехвалентного мышьяка.

При попадании в организм мышьяк препятствует усвоению цинка, селена, витаминов А, С и Е и некоторых аминокислот.

Причинами избытка мышьяка в организме человека могут быть:

• прием содержащих мышьяк препаратов, отравление содержащими его пестицидами и гербицидами;
• работа на вредном производстве, предполагающем повышенную концентрацию мышьяка в воздухе или прямой контакт с его соединениями, в том числе производство пестицидов, золотодобыча, выплавка сплавов мышьяка и т.д.;
• недостаток селена, который дополнительно стимулирует накопление мышьяка (замкнутый круг);
• нарушение регуляции обмена мышьяка;
• курение;
• злоупотребление виноградным вином.

Симптомы и последствия острого отравления мышьяком :

• металлический привкус во рту;
• рвота, понос;
• сильные боли в животе;
• внутрисосудистый гемолиз;
• острая печеночная и почечная недостаточность;
• кардиогенный шок;
• угнетение нервной системы, паралич, судороги, летальный исход.

При хроническом отравлении мышьяком отмечаются:

• раздражительность;
• головные боли;
• кожные аллергические реакции, дерматит, экзема, язвы, зуд, ладонно-подошвенный гиперкератоз, депигментация кожи;
• конъюнктивит;
• поражения сосудов (ендоангиит, нефропатия;
• поражение дыхательной системы (фиброз, прорыв носовой перегородки, аллергоз).

У животных при хроническом отравлении мышьяком может наблюдаться аномальная плодовитость, вызванная повышением половой активности и фертильности.

Отдаленными последствиями избытка мышьяка являются:

• рак печени, гортани, глаз, кожи (рак Боуэна) и крови;
• поражение костного мозга, желудочно-кишечного тракта;
• язвы на коже;
• поражение легких и почек;
• эндемический зоб;
• жировой гепатоз;
• снижение остроты слуха у детей;
• заболевания нервной системы (нарушения речи, энцефалопатия, судороги, психозы, нарушение координации движений;
• нарушение трофики мышц;
• полиневриты;
• иммунодефицит.

При отравлении мышьяком нужно незамедлительно промыть желудок, принять противоядие (водный раствор тиосульфата натрия, унитиол). В отсутствие специализированной помощи может помочь белок молока - казеин, поэтому рекомендуется как можно быстрее выпить молоко и (или) съесть творог. Восстановительная терапия предполагает прием препаратов селена.

Мышьяк (лат. arsenicum), as, химический элемент v группы периодической системы Менделеева, атомный номер 33, атомная масса 74,9216; кристаллы серо-стального цвета. Элемент состоит из одного устойчивого изотопа 75 as.

Историческая справка. Природные соединения М. с серой (аурипигмент as 2 s 3 , реальгар as 4 s 4) были известны народам древнего мира, которые применяли эти минералы как лекарства и краски. Был известен и продукт обжигания сульфидов М. - оксид М. (iii) as 2 o 3 («белый М.»). Название arsenik o n встречается уже у Аристотеля; оно произведено от греч. a rsen - сильный, мужественный и служило для обозначения соединений М. (по их сильному действию на организм). Русское название, как полагают, произошло от «мышь» (по применению препаратов М. для истребления мышей и крыс). Получение М. в свободном состоянии приписывают Альберту Великому (около 1250). В 1789 А. Лавуазье включил М. в список химических элементов.

Распространение в природе. Среднее содержание М. в земной коре (кларк) 1,7 · 10 -4 % (по массе), в таких количествах он присутствует в большинстве изверженных пород. Поскольку соединения М. летучи при высоких температурах, элемент не накапливается при магматических процессах; он концентрируется, осаждаясь из горячих глубинных вод (вместе с s, se, sb, fe, co, ni, cu и др. элементами). При извержении вулканов М. в виде своих летучих соединений попадает в атмосферу. Так как М. многовалентен, на его миграцию оказывает большое влияние окислительно-восстановительная среда. В окислительных условиях земной поверхности образуются арсенаты (as 5+) и арсениты (as 3+). Это редкие минералы, встречающиеся только на участках месторождений М. Ещё реже встречается самородный М. и минералы as 2+ . Из многочисленных минералов М. (около 180) основное промышленное значение имеет лишь арсенопирит feass.

Малые количества М. необходимы для жизни. Однако в районах месторождении М. и деятельности молодых вулканов почвы местами содержат до 1% М., с чем связаны болезни скота, гибель растительности. Накопление М. особенно характерно для ландшафтов степей и пустынь, в почвах которых М. малоподвижен. Во влажном климате М. легко вымывается из почв.

В живом веществе в среднем 3 · 10 -5 % М., в реках 3 · 10 -7 %. М., приносимый реками в океан, сравнительно быстро осаждается. В морской воде лишь 1 · 10 -7 % М., но зато в глинах и сланцах 6,6 · 10 -4 %. Осадочные железные руды, железомарганцевые конкреции часто обогащены М.

Физические и химические свойства. М. имеет несколько аллотропических модификаций. При обычных условиях наиболее устойчив так называемый металлический, или серый, М. (a -as) - серо-стальная хрупкая кристаллическая масса; в свежем изломе имеет металлический блеск, на воздухе быстро тускнеет, т. к. покрывается тонкой плёнкой as 2 o 3 . Кристаллическая решётка серого М. ромбоэдрическая (а = 4,123 a , угол a = 54°10", х = 0,226), слоистая. Плотность 5,72 г/см 3 (при 20°c), удельное электрическое сопротивление 35 · 10 -8 ом ? м , или 35 · 10 -6 ом ? см , температурный коэффициент электросопротивления 3,9 · 10 -3 (0°-100 °c), твёрдость по Бринеллю 1470 Мн/м 2 , или 147 кгс/мм 2 (3-4 по Моосу); М. диамагнитен. Под атмосферным давлением М. возгоняется при 615 °c не плавясь, т. к. тройная точка a -as лежит при 816 °c и давлении 36 ат . Пар М. состоит до 800 °c из молекул as 4 , выше 1700 °c - только из as 2 . При конденсации пара М. на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, образуется жёлтый М. - прозрачные, мягкие как воск кристаллы, плотностью 1,97 г/см 3 , похожие по свойствам на белый фосфор . При действии света или при слабом нагревании он переходит в серый М. Известны также стекловидно-аморфные модификации: чёрный М. и бурый М., которые при нагревании выше 270°c превращаются в серый М.

Конфигурация внешних электронов атома М. 3 d 10 4 s 2 4 p 3 . В соединениях М. имеет степени окисления + 5, + 3 и – 3. Серый М. значительно менее активен химически, чем фосфор. При нагревании на воздухе выше 400°c М. горит, образуя as 2 o 3 . С галогенами М. соединяется непосредственно; при обычных условиях asf 5 - газ; asf 3 , ascl 3 , asbr 3 - бесцветные легко летучие жидкости; asi 3 и as 2 l 4 - красные кристаллы. При нагревании М. с серой получены сульфиды: оранжево-красный as 4 s 4 и лимонно-жёлтый as 2 s 3 . Бледно-жёлтый сульфид as 2 s 5 осаждается при пропускании h 2 s в охлаждаемый льдом раствор мышьяковой кислоты (или её солей) в дымящей соляной кислоте: 2h 3 aso 4 + 5h 2 s = as 2 s 5 + 8h 2 o; около 500°c он разлагается на as 2 s 3 и серу. Все сульфиды М. нерастворимы в воде и разбавленных кислотах. Сильные окислители (смеси hno 3 + hcl, hcl + kclo 3) переводят их в смесь h 3 aso 4 и h 2 so 4 . Сульфид as 2 s 3 легко растворяется в сульфидах и полисульфидах аммония и щелочных металлов, образуя соли кислот - тиомышьяковистой h 3 ass 3 и тиомышьяковой h 3 ass 4 . С кислородом М. даёт окислы: оксид М. (iii) as 2 o 3 - мышьяковистый ангидрид и оксид М. (v) as 2 o 5 - мышьяковый ангидрид. Первый из них образуется при действии кислорода на М. или его сульфиды, например 2as 2 s 3 + 9o 2 = 2as 2 o 3 + 6so 2 . Пары as 2 o 3 конденсируются в бесцветную стекловидную массу, которая с течением времени становится непрозрачной вследствие образования мелких кристаллов кубической сингонии, плотность 3,865 г/см 3 . Плотность пара отвечает формуле as 4 o 6: выше 1800°c пар состоит из as 2 o 3 . В 100 г воды растворяется 2,1 г as 2 o 3 (при 25°c). Оксид М. (iii) - соединение амфотерное, с преобладанием кислотных свойств. Известны соли (арсениты), отвечающие кислотам ортомышьяковистой h 3 aso 3 и метамышьяковистой haso 2 ; сами же кислоты не получены. В воде растворимы только арсениты щелочных металлов и аммония. as 2 o 3 и арсениты обычно бывают восстановителями (например, as 2 o 3 + 2i 2 + 5h 2 o = 4hi + 2h 3 aso 4), но могут быть и окислителями (например, as 2 o 3 + 3c = 2as + 3co).

Оксид М. (v) получают нагреванием мышьяковой кислоты h 3 aso 4 (около 200°c). Он бесцветен, около 500°c разлагается на as 2 o 3 и o 2 . Мышьяковую кислоту получают действием концентрированной hno 3 на as или as 2 o 3 . Соли мышьяковой кислоты (арсенаты) нерастворимы в воде, за исключением солей щелочных металлов и аммония. Известны соли, отвечающие кислотам ортомышьяковой h 3 aso 4 , метамышьяковой haso 3 , и пиромышьяковой h 4 as 2 o 7 ; последние две кислоты в свободном состоянии не получены. При сплавлении с металлами М. по большей части образует соединения (арсениды ).

Получение и применение . М. получают в промышленности нагреванием мышьякового колчедана:

feass = fes + as

или (реже) восстановлением as 2 o 3 углем. Оба процесса ведут в ретортах из огнеупорной глины, соединённых с приёмником для конденсации паров М. Мышьяковистый ангидрид получают окислительным обжигом мышьяковых руд или как побочный продукт обжига полиметаллических руд, почти всегда содержащих М. При окислительном обжиге образуются пары as 2 o 3 , которые конденсируются в уловительных камерах. Сырой as 2 o 3 очищают возгонкой при 500-600°c. Очищенный as 2 o 3 служит для производства М. и его препаратов.

Небольшие добавки М. (0,2-1,0% по массе) вводят в свинец, служащий для производства ружейной дроби (М. повышает поверхностное натяжение расплавленного свинца, благодаря чему дробь получает форму, близкую к сферической; М. несколько увеличивает твёрдость свинца). Как частичный заменитель сурьмы М. входит в состав некоторых баббитов и типографских сплавов.

Чистый М. не ядовит, но все его соединения, растворимые в воде или могущие перейти в раствор под действием желудочного сока, чрезвычайно ядовиты; особенно опасен мышьяковистый водород . Из применяемых на производстве соединений М. наиболее токсичен мышьяковистый ангидрид. Примесь М. содержат почти все сульфидные руды цветных металлов, а также железный (серный) колчедан. Поэтому при их окислительном обжиге, наряду с сернистым ангидридом so 2 , всегда образуется as 2 o 3 ; большая часть его конденсируется в дымовых каналах, но при отсутствии или малой эффективности очистных сооружений отходящие газы рудообжигательных печей увлекают заметные количества as 2 o 3 . Чистый М., хотя и не ядовит, но при хранении на воздухе всегда покрывается налётом ядовитого as 2 o 3 . При отсутствии должной вентиляции крайне опасно травление металлов (железа, цинка) техническими серной или соляной кислотами, содержащими примесь М., т. к. при этом образуется мышьяковистый водород.

С. А. Погодин.

М. в организме. В качестве микроэлемента М. повсеместно распространён в живой природе. Среднее содержание М. в почвах 4 · 10 -4 %, в золе растений - 3 · 10 -5 %. Содержание М. в морских организмах выше, чем в наземных (в рыбах 0,6-4,7 мг в 1 кг сырого вещества, накапливается в печени). Среднее содержание М. в теле человека 0,08-0,2 мг/кг . В крови М. концентрируется в эритроцитах, где он связывается с молекулой гемоглобина (причём в глобиновой фракции содержится его вдвое больше, чем в геме). Наибольшее количество его (на 1 г ткани) обнаруживается в почках и печени. Много М. содержится в лёгких и селезёнке, коже и волосах; сравнительно мало - в спинномозговой жидкости, головном мозге (главным образом гипофизе), половых железах и др. В тканях М. находится в основной белковой фракции, значительно меньше - в кислоторастворимой и лишь незначительная часть его обнаруживается в липидной фракции. М. участвует в окислительно-восстановительных реакциях: окислительном распаде сложных углеводов, брожении, гликолизе и т. п. Соединения М. применяют в биохимии как специфические ингибиторы ферментов для изучения реакций обмена веществ.

М. в медицине. Органические соединения М. (аминарсон, миарсенол, новарсенал, осарсол) применяют, главным образом, для лечения сифилиса и протозойных заболеваний. Неорганические препараты М. - натрия арсенит (мышьяковокислый натрий), калия арсенит (мышьяковистокислый калий), мышьяковистый ангидрид as 2 o 3 , назначают как общеукрепляющие и тонизирующие средства. При местном применении неорганические препараты М. могут вызывать некротизирующий эффект без предшествующего раздражения, отчего этот процесс протекает почти безболезненно; это свойство, которое наиболее выражено у as 2 o 3 , используют в стоматологии для разрушения пульпы зуба. Неорганические препараты М. применяют также для лечения псориаза.

Полученные искусственно радиоактивные изотопы М. 74 as (t 1 / 2 = 17,5 сут ) и 76 as (t 1 / 2 = 26,8 ч ) используют в диагностических и лечебных целях. С их помощью уточняют локализацию опухолей мозга и определяют степень радикальности их удаления. Радиоактивный М. используют иногда при болезнях крови и др.

Согласно рекомендациям Международной комиссии по защите от излучений, предельно допустимое содержание 76 as в организме 11 мккюри . По санитарным нормам, принятым в СССР, предельно допустимые концентрации 76 as в воде и открытых водоёмах 1 · 10 -7 кюри/л , в воздухе рабочих помещений 5 · 10 -11 кюри/л . Все препараты М. очень ядовиты. При остром отравлении ими наблюдаются сильные боли в животе, понос, поражение почек; возможны коллапс, судороги. При хроническом отравлении наиболее часты желудочно-кишечные расстройства, катары слизистых оболочек дыхательных путей (фарингит, ларингит, бронхит), поражения кожи (экзантема, меланоз, гиперкератоз), нарушения чувствительности; возможно развитие апластической анемии. При лечении отравлений препаратами М. наибольшее значение придают унитиолу.

Меры предупреждения производственных отравлений должны быть направлены прежде всего на механизацию, герметизацию и обеспыливание технологического процесса, на создание эффективной вентиляции и обеспечение рабочих средствами индивидуальной защиты от воздействия пыли. Необходимы регулярные медицинские осмотры работающих. Предварительные медицинские осмотры производят при приёме на работу, а для работающих - раз в полгода.

Лит.: Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1963, с. 700-712; Погодин С. А., Мышьяк, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 3, М., 1964; Вредные вещества в промышленности, под общ. ред. Н. В. Лазарева, 6 изд., ч. 2, Л., 1971.

cкачать реферат