Токсичность, источники поступления и формы существования мышьяка в водных растворах
В качестве химического элемента мышьяк был открыт в 1789г. Лавуазье. Свойства его до несовместимости противоречивы. Так же трудно совместить и роли, которые играл и играет этот элемент в жизни человечества. В разное время, в разных обстоятельствах и в разном виде он выступает как яд и как целительное средство, как вредный и опасный отход производства, как компонент незаменимых веществ. С древних времен мышьяк используется в качестве боевого отравляющего вещества, средства защиты растений от болезней и вредителей, для предохранения от разрушения деревянных изделий. В настоящее время мышьяк и его соединения находят применение в различных областях промышленного производства, в сельском хозяйстве и медицине. Металлический мышьяк используется в металлургической промышленности в качестве флюса и легирующего компонента в сплавах для придания им твердости, а так же в стекольной промышленности для получения легкоплавких и бесцветных стекол. Способность малых количеств мышьяка улучшать кроветворение, повышать усвоение азота и фосфора, ограничивать распад белков и ослаблять окислительные процессы в организме человека используются при назначении с лечебной целью мышьяковистых препаратов. Также их назначают при лечении некоторых кожных заболеваний, используют в стоматологии [10,11].
В природных водах соединения мышьяка находятся обычно в растворенном и взвешенном состоянии, соотношение между которыми определяется химическим составом воды и значениями рН. В растворенной форме мышьяк встречается в трёх- и пятивалентной форме, главным образом в виде анионов. Основными формами мышьяка являются: арсенит - As (III), арсенат - As (V), мышьяковистые кислоты - H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32-, мышьяковые кислоты - H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42- ( в зависимости от рН ), метил- и диметил- формы . Таким образом, в природе мышьяк встречается в 4 степенях окисления: As (V), As (III), As (0) и As (-III). [12].
В речных незагрязнённых водах мышьяк находится обычно в микрограммовых количествах. В минеральных водах его концентрация может достигать нескольких мг/л, в морских водах в среднем содержится 3 мкг/л, в подземных водах он присутствует в основном в виде As (V) и As (III), при этом их концентрация может меняться от 0,2 до 4000 мкг/л. Также в небольших количествах содержатся метил- и диметил- формы соединений мышьяка [6]:
В поверхностные воды мышьяк поступает из минеральных источников, районов мышьяковистого оруднения, связанных с осадочными песчаноглинистыми отложениями. Некоторые количества мышьяка поступает в природные воды из почв, а также в результате разложения растительных и животных организмов. Потребление мышьяка водными организмами является одной из причин понижения его концентрации в воде, наиболее отчетливо проявляющегося в период интенсивного развития планктона. Значительные количества мышьяка поступают в водные объекты со сточными водами, отходами производства красителей, кожевенных заводов и предприятий, производящих пестициды, обогатительных фабрик, а также с сельскохозяйственных угодий, на которых применяются пестициды.
По токсическим свойствам мышьяк относится к накапливающимся ядам. Следует различать элементарный мышьяк (сравнительно мало ядовит) и его соединения, которые медленно поглощаются через кожу, быстро всасываются через лёгкие и желудочно-кишечный тракт. Токсичность мышьяка зависит от степени окисления, в которой он находится и снижается в следующем порядке [14]:
AsH3 >AsO33- > As2O3, орг. As(III) > AsO43- > R4AsX > As(0)
Смертельная доза для человека – 0,15-0,3 г. Хроническое отравление вызывает нервные заболевания (невриты зрительного и слухового нервов), вестибулярные расстройства, слабость, нарушение памяти, речи, психозы, онемение конечностей, нарушение костной проводимости, параличи, зуд, потемнение кожи, атрофию костного мозга, анемию, снижение уровня гемоглобина, изменение печени, токсическое поражение почек [11].
Соединения мышьяка (III) способны вступать в реакции с серосодержащими фрагментами белковых молекул, тем самым приводить к потере функциональных свойств некоторых ферментов. Так анемия, которая часто наблюдается при отравлении мышьяком связана с ингибированием двух ферментов- участников синтеза гемма, а именно синтетазы аминолевулиновой кислоты и гемовой синтетазы. Вследствие этого, некоторая часть мышьяка также как и ртути в организме человека находится в виде металлотионеина. Это в свою очередь обуславливает нарушение обмена цинка и селена [13].
Наверх