ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Мышьяк

 

 

As (Arsenicum) – элемент V группы пери­о­ди­че­с­кой сис­темы Менделеева, ат. номер 33, ат. масса 75. Русское название происходит от слова «мы­шь», так как его препараты использовались для борьбы с грызунами.

Мышьяк,биохимически активный, повышенной токсичности (1 – 2 класс опас­ности), предельно допустимая концентрация в рабочей зоне (ПДК_рз,мг/м³):

1)      для арсина – 0,1,

2)      для оксидов – 0,3;

3)      ПДК_СС (среднесуточное, г/м³) для неорганических со­единений в пересчете на мышьяк – 0,003, AsH₃ – 0,002;

4)      ПДК_{водоёмов} (мг/дм³) – 0,5 (мор­ских – 0,01);

5)      ПДК_почв – 2 мг/м³ валового мышьяка.

Серый, хрупкий, возгоняется при 615°С; придает в сплавах твёрдость свинцу (дробь) и меди – устойчивость к окислению.

Известно около 370 минералов мышьяка. Большая часть из них образуется в поверхностных условиях при окислении арсенидов и самородного мышьяка.

Добывается при переработке руд цветных и благородных металлов. Про­изводство (главным образом США и Швеция) – 60–70 тыс. т в форме оксида. Ис­пользуется в медицине (общеукрепляющее, лечение сифилиса, амёбиоза) в про­из­водстве ядохимикатов и боевых отравляющих веществ (запасы БОВ исчисляются десятками тысяч тонн). Наиболее крупным поставщиком мышьяка является месторождение Бьют (США). Основные источники загрязнения мышьяком окружающей среды: тепло­вые электростанции, цветная металлургия, радиоэлектронная, текстильная, сте­кольная промышленности.

Кларк – среднее содержание элемента в почвах, породах и т.д. на значительных территориях.

Кларк в литосфере оценивается в 1,7 мг/кг, в рудах широко распространён и образует свыше 150 минералов. Наиболее широко распространены минералы трёх­валентного мышьяка – реальгар As₄S₄, аурипигмент As₂S₃, арсенопирит FeAsS. Реальгар и
аурипигмент, ярко окрашенные в оранжево-красный и золо­тисто-жёлтый цвет, известны с древнейших времён и широко использовались в про­изводстве мышьяковых бронз. Широко распространён минерал пятива­лен­тного мышьяка – серо-зелёный скородит Fe [AsO₄]×2×H₂O, образующийся при оки­слении мышьяксодержащих руд. Арсениды и комплексные соли мышьяка и се­ры известны на многих месторождениях Алтае-Саянской складчатой области, са­мородный мышьяк известен в Горной Шории.

Миграционная способность мышьяка определяется физико-химическими ус­ловиями среды и, прежде всего, величиной рН. Он хорошо мигрирует в водных рас­творах, среднее содержание в речных водах составляет 3·10^-6 г/л. На­и­более распространенной формой мышьяка в окружающей среде является H₃AsO₄, но в кислых растворах при низких значениях Eh присутствует гораздо более ток­сичный трёхвалентный мышьяк в форме H₃AsO₃. Арсенат-ион сорбируется гид­рооксидами железа и алюминия, минералами глин и гумусом. В атмосферных осадках содержание мышьяка в форме HAsO^4, HAsO₄², H₂AsO³ составляет 0,006–13,0 мг/л. При попадании в грунт часть его осаждается в форме арсената каль­ция; форма и доля подвижного мышьяка определяется Eh и рН среды.

Антропогенным источником мышьяка являются цветная металлургия, хи­мическая промышленность, добыча и переработка каменного угля, теплоэнер­гетика. Фоновые содержания мышьяка в почвах изменяются в пределах 1,5–5,6 мг/кг, среднее – 5,0 мг/кг. Содержание в почвах Российской Федерации – 1–10 г/м при среднем 3,6 г/м³; меньше в подзолистых (1,2–3,0),больше в чернозёмах (4,5–8,0). Под­вижность мышьяка в почвах прямо пропорциональна его поступлению и обратно пропорциональна содержанию железа и алюминия. Снижает урожайность при недостатке фос­фора, накапливается в корневой части растений (до 6000 мг/кг). Повышенное со­дер­жание мышьяка установлено в морепродуктах. Так, в жире трески 3,0–4,5 мг/дм³мышьяка, а в коровьем молоке лишь 0,1 мг/дм³. В организм человека с пищей и пы­лью поступает 1–7,5 мг/сут. При отравлениях поражает нервную систему, сердце, вы­зывает раковые заболевания. Допустимые уровни содержания в моче – 0,5–1,0 мг/дм³, в волосах – 1 мг/кг; летальная доза – 50–340 мг. Попадая с пищей в ор­ганизм, мышьяк легко всасывается желудочно-кишечным трактом, особенно его ор­ганические соединения, и концентрируется в печени, почках, селезёнке и эри­т­роцитах. Его повышенные содержания вызывают распад белковых тканей и жи­ро­вое перерождение паренхиматозных органов. Хроническое отравление приво­дит к раку кожи и лёгких, параличу. Фоновое содержание мышьяка в биологи­ческих объектах – 6×10^-6 %, активно накапливается бурыми водорослями и некоторыми мо­л­люсками. В растениях (травах), произрастающих на загрязнённых почвах, кон­центрация мышьяка может достигать 1,5 % сухого веса.

В окрестностях г. Галифакс (Канада) вследствие отработки золоторудного месторождения содержание мышьяка (5 мг/дм³) в во­дах колодцев привело к от­равлению многих жителей. В Венгрии на землях, заселённых через 80 лет после об­работки виноградников препаратами мышьяка, отмечены случаи с летальным ис­хо­дом.

В России в 1995 г. принят новый норматив для мышьяка по группам проб (валовое содержание): песчаные – 2, кислые глинистые (рН КСl<5,5) – 5, нейт­ральные суглинистые и глинистые – 10 мг/кг.

Подтверждено отношение мышьяка в почвах к Ι классу опасности.