arsénico - Arsenic


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Arsénico,   33 Como
1a.jpg Arsen
Propiedades generales
Pronunciación
alótropos gris (más común), amarillo, negro
Apariencia gris metálico
Peso atómico Standard ( A r, estándar ) 74.921 595 (6)
El arsénico en la tabla periódica
Hidrógeno Helio
Litio Berilio Boro Carbón Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón
Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Planchar Cobalto Níquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Criptón
Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio indio Estaño Antimonio Telurio Yodo Xenón
Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio neodimio Prometeo Samario europio gadolinio Terbio disprosio holmio erbio Tulio Iterbio lutecio Hafnio tantalio Tungsteno renio Osmio iridio Platino Oro Mercurio (elemento) talio Dirigir Bismuto Polonio astato Radón
francio Radio Actinio torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio einstenio fermium Mendelevio nobelio lawrencium rutherfordium dubnium seaborgio bohrium hassio meitnerio darmstadtium roentgenio copernicio Nihonium flerovium Moscovium livermorium Tennessine Oganesson
P

Como

Sb
germanioarsénicoselenio
El número atómico ( Z ) 33
Grupo grupo 15 (grupo del nitrógeno)
Período período de 4
Bloquear p-bloque
categoría de elementos   metaloide
Configuración electronica [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 3
Electrones por shell
2, 8, 18, 5
Propiedades físicas
Fase al  STP sólido
punto de sublimación 887 K (615 ° C, 1137 ° F)
Densidad (cerca  rt ) 5,727 g / cm 3
cuando el líquido (en  mp ) 5,22 g / cm 3
Triple punto 1.090 K, 3.628 kPa
Punto crítico 1673 K,? MPa
Calor de fusión gris: 24,44  kJ / mol
Calor de vaporización 34,76 kJ / mol (?)
capacidad calorífica molar 24,64 J / (mol · K)
Presión de vapor
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
en  T  (K) 553 596 646 706 781 874
propiedades atómicas
estados de oxidación -3 , -2, -1, 1, 2, 3 , 4, 5 (a ligeramente ácida óxido)
electronegatividad escala de Pauling: 2,18
energías de ionización
  • Primero: 947,0 kJ / mol
  • Segunda: 1.798 kJ / mol
  • Tercera: 2735 kJ / mol
  • ( Más )
Radio atómico empírica: 119  pm
radio covalente 119 ± 16:00
Van der Waals radio 185 pm
Líneas de color en un rango espectral
Las líneas espectrales de arsénico
Otras propiedades
Estructura cristalina romboédrica
estructura cristalina romboédrica para el arsénico
Expansión térmica 5,6 m / (m · K) (a  rt )
Conductividad térmica 50,2 W / (m · K)
Resistividad electrica 333 nΩ · m (a 20 ° C)
ordenamiento magnético diamagnético
Susceptibilidad magnética -5,5 · 10 -6  cm 3 / mol
El módulo de Young 8 GPa
Módulo de volumen 22 GPa
dureza de Mohs 3.5
dureza Brinell 1440 MPa
Número CAS 7440-38-2
Historia
Descubrimiento antes 300 CE
Principales isótopos de arsénico
Isótopo Abundancia La vida media ( t 1/2 ) modo de desintegración Producto
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% estable
| referencias

El arsénico es un elemento químico con el símbolo de  Como y número atómico  33. arsénico ocurre en muchos minerales, por lo general en combinación con azufre y metales , sino también como un elemental puro cristal . El arsénico es un metaloide . Tiene varios alótropos , pero sólo la forma gris, que tiene una apariencia metálica, es importante para la industria.

El uso principal de arsénico está en aleaciones de plomo (por ejemplo, en las baterías de coche y municiones ). El arsénico es un tipo n común dopante en semiconductores dispositivos electrónicos, y la optoelectrónico compuesto arseniuro de galio es el segundo semiconductor que se utiliza más comúnmente después de dopado de silicio . El arsénico y sus compuestos, especialmente el trióxido, se utilizan en la producción de pesticidas , productos tratados de madera, herbicidas , y los insecticidas . Estas aplicaciones están disminuyendo debido a la toxicidad del arsénico y sus compuestos.

Unas pocas especies de bacterias son capaces de utilizar los compuestos de arsénico como respiratorias metabolitos . Trazas de arsénico son un elemento esencial elemento de la dieta en ratas, hámsters, cabras, pollos y presumiblemente otras especies. Un papel en el metabolismo humano no se conoce. Sin embargo, el envenenamiento por arsénico ocurre en la vida multicelular si las cantidades son más grandes de lo necesario. La contaminación por arsénico de las aguas subterráneas es un problema que afecta a millones de personas en todo el mundo.

El Estados Unidos ' Agencia de Protección Ambiental establece que todas las formas de arsénico son un grave riesgo para la salud humana. Los Estados Unidos Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades clasifican arsénico como número 1 en su lista de prioridades de 2001 peligrosos Sustancias al Superfund sitios. El arsénico se clasifica como Grupo-A carcinógeno .

características

Características físicas

Estructura cristalina común a Sb , ASSB y gris Como

Los tres más comunes de arsénico alótropos son arsénico gris, amarillo y negro, gris con ser los más comunes. Arsénico Gray (α-As, grupo espacial R 3 m No. 166) adopta una estructura de doble capa que consta de muchos, Ondulado, anillos de seis miembros entrelazados. Debido a la unión débil entre las capas, arsénico gris es quebradizo y tiene una relativamente baja dureza Mohs de 3,5. Más cercano y próximos-vecinos más cercanos forman un complejo octaédrico distorsionado, con los tres átomos en el mismo de doble capa siendo ligeramente más cerca que los tres átomos en el siguiente. Este embalaje relativamente cerca conduce a una alta densidad de 5.73 g / cm 3 . Arsénico gris es un semi-metal , pero se convierte en un semiconductor con una banda prohibida de 1,2-1,4 eV si amorfa. Arsénico gris es también la forma más estable. Arsénico amarillo es suave y cerosa, y algo similar a la de tetrafósforo ( P
4
). Ambos tienen cuatro átomos dispuestos en untetraédricaestructura en la que cada átomo está unido a cada uno de los otros tres átomos por un enlace sencillo. Este alótropo inestable, siendo molecular, es el más volátil, menos denso, y más tóxico. Arsénico sólido amarillo se produce por enfriamiento rápido de vapor arsénico,Como
4
. Se transforma rápidamente en arsénico gris por la luz. La forma amarilla tiene una densidad de 1,97 g / cm3. Arsénico negro es similar en estructura afósforo negro. Arsénico Negro también puede estar formada por el vapor de refrigeración a alrededor de 100-220 ° C. Es vítreo y quebradizo. También es un conductor eléctrico pobre.

isótopos

El arsénico se produce en la naturaleza como un elemento monoisotopic , compuesto por un estable isótopo , 75 As. A partir de 2003, al menos 33 radioisótopos también se han sintetizado, que varían en masa atómica de 60 a 92. El más estable de éstos es 73 Al igual que con una vida media de 80.30 días. Todos los demás isótopos tienen vidas medias de menos de un día, con la excepción de 71 As ( t 1/2 = 65.30 horas), 72 As ( t 1/2 = 26,0 horas), 74 As ( t 1/2 = 17.77 días ), 76 As ( t 1/2 = 1.0942 día), y 77 As ( t 1/2 = 38,83 horas). Los isótopos que son más ligeros que los estables 75 Como tienden a decaer por β + caries , y los que son más pesados tienden a decaer por β - caries , con algunas excepciones.

Al menos 10 isómeros nucleares se han descrito, que van en la masa atómica de 66 a 84. El más estable de isómeros de arsénico es 68m Como con una vida media de 111 segundos.

Química

El arsénico tiene una similar energías de electronegatividad y de ionización a sus congéneres de fósforo más ligeros y, como tal, forma fácilmente moléculas covalentes con la mayoría de los no metales. Aunque estable en el aire seco, el arsénico forma un oro-bronce empaña cuando se expone a la humedad que con el tiempo se convierte en una capa superficial negro. Cuando se calienta en el aire, el arsénico se oxida a trióxido de arsénico ; los humos de esta reacción tienen un olor parecido a ajo . Este olor puede ser detectada en el pulso de arseniuro de minerales tales como arsenopirita con un martillo. Se quema en oxígeno para formar trióxido de arsénico y óxido de arsénico , que tienen la misma estructura que los compuestos de fósforo más bien conocidos, y en flúor para dar pentafluoruro de arsénico . Arsénico (y algunos compuestos de arsénico) se sublima por calentamiento a la presión atmosférica, la conversión de directamente a una forma gaseosa sin un estado líquido intervenir en 887 K (614 ° C). El punto triple es 3,63 MPa y 1090 K (820 ° C). Arsénico hace ácido arsénico con concentrado ácido nítrico , ácido arsenioso con ácido nítrico diluido, y el trióxido de arsénico con concentrado de ácido sulfúrico ; sin embargo, que no reacciona con agua, álcalis o ácidos no oxidantes. El arsénico reacciona con metales para formar arseniuros , aunque estos no son compuestos iónicos que contienen el Como 3- ion como la formación de un anión tal sería altamente endotérmica e incluso los arseniuros grupo 1 tienen propiedades de intermetálicos compuestos. Como germanio , selenio , y bromo , que como el arsénico éxito la serie de transición 3d , arsénico es mucho menos estable en el estado de oxidación grupo de 5 que sus vecinos de fósforo y antimonio vertical, y ácido pentóxido de arsénico y por lo tanto arsénico son potentes oxidantes.

Compuestos

Los compuestos de arsénico se asemejan en algunos aspectos los de fósforo que ocupa el mismo grupo (columna) de la tabla periódica . Los más comunes estados de oxidación para el arsénico son: -3 en los arseniuros , que son compuestos de aleación-como intermetálicos, 3 en los arsenitos , y 5 en los arseniatos y compuestos más organoarsénico. El arsénico también une fácilmente a sí mismo como se ve en la plaza Como 3-
4
iones en el mineral Skutterudita . En el 3 estado de oxidación , el arsénico es típicamente piramidal debido a la influencia del par solitario de electrones .

Compuestos inorgánicos

Uno de los compuesto de arsénico más simple es el trihidruro, la, inflamables, pirofóricos altamente tóxico arsina (AsH 3 ). Este compuesto es generalmente considerado como estable, ya que a temperatura ambiente se descompone lentamente. A temperaturas de 250-300 ° C descomposición de arsénico y de hidrógeno es rápida. Varios factores, tales como la humedad , la presencia de la luz y ciertos catalizadores (es decir, de aluminio ) facilitan la velocidad de descomposición. Se oxida fácilmente en el aire para formar trióxido de arsénico y agua, y reacciones análogas tener lugar con azufre y selenio en lugar de oxígeno .

Las formas de arsénico incoloro, inodoro cristalinas óxidos Como 2 O 3 ( " arsénico blanco ") y As 2 O 5 que son higroscópico y fácilmente soluble en agua para formar soluciones ácidas. Arsénico (V) ácido es un ácido débil y las sales se denominan arseniatos , el más común de contaminación de arsénico de las aguas subterráneas , y un problema que afecta a muchas personas. Arseniatos sintéticos incluyen verde de Scheele (arsenato cúprico hidrógeno, ácido arseniato de cobre), arseniato de calcio , y arseniato de hidrógeno plomo . Estos tres han sido utilizados como agrícolas insecticidas y venenos .

Los pasos de protonación entre el arseniato y ácido arsénico son similares a las que existen entre el fosfato y el ácido fosfórico . A diferencia de ácido fosforoso , ácido arsenioso es genuinamente tribásico, con la fórmula como (OH) 3 .

Se conoce una amplia variedad de compuestos de azufre de arsénico. Oropimente ( Como 2 S 3 ) y rejalgar ( Como 4 S 4 ) son algo abundante y se utilizaron anteriormente como pigmentos de pintura. En Como 4 S 10 , el arsénico tiene un estado de oxidación formal de +2 en As 4 S 4 que cuenta con As-como bonos de modo que el total de covalencia Como es todavía 3. Tanto oropimente y rejalgar, así como Como 4 S 3 , tienen análogos de selenio; el análogo Como 2 Te 3 se conoce como el mineral kalgoorlieite , y el anión Como 2 Te - se conoce como un ligando en cobalto complejos.

Todos los trihaluros de arsénico (III) son bien conocidos, excepto el astatide, que es desconocido. Arsénico pentafluoruro (AsF 5 ) es el único pentahaluro importante, reflejando la menor estabilidad del estado de oxidación +5; Aún así, se trata de una fluoración muy fuerte y agente oxidante. (El pentacloruro sólo es estable por debajo de -50 ° C, temperatura a la cual se descompone en el tricloruro, la liberación de gas cloro.)

aleaciones

El arsénico se utiliza como el elemento del grupo 5 en el III-V semiconductores de arseniuro de galio , arseniuro de indio , y arseniuro de aluminio . El número de electrones de valencia de GaAs es el mismo que un par de átomos de Si, pero la estructura de la banda es completamente diferente que resulta en propiedades de volumen distintos. Otras aleaciones de arsénico incluyen la II-V semiconductor arseniuro de cadmio .

compuestos ORGANOARSENICAL

Trimethylarsine

Se conoce una gran variedad de compuestos organoarsénico. Varios fueron desarrollados como agentes de guerra química durante la Primera Guerra Mundial, incluyendo vesicantes como lewisite y agentes tales como vómitos adamsite . Ácido cacodílico , que es de interés histórico y práctico, surge de la metilación de trióxido de arsénico, una reacción que no tiene analogía en la química de fósforo. De hecho, cacodilo fue el primer compuesto organometálico conocido (a pesar de que el arsénico no es un verdadero metal) y fue nombrado del griego κακωδἰα "mal olor" por su olor desagradable; como todos los compuestos de arsénico, es muy venenoso.

Ocurrencia y la producción

Una amplia muestra de arsénico nativo

Arsénico comprende de aproximadamente 1,5  ppm  (0,00015%) de la corteza terrestre , y es el elemento más abundante 53a. Las concentraciones de fondo típicos de arsénico no exceden 3 ng / m 3 en la atmósfera; 100 mg / kg en el suelo; y 10 g / L en agua dulce.

Minerales con la fórmula de la masa y MAs 2 (M = Fe , Ni , Co ) son las fuentes comerciales dominantes de arsénico, junto con rejalgar (un mineral de sulfuro de arsénico) y arsénico nativo (elemental). Un mineral ilustrativo es arsenopirita ( Fe Como S ), que está estructuralmente relacionada con pirita de hierro . Se conocen muchos menores como que contienen minerales. El arsénico también se produce en varias formas orgánicas en el medio ambiente.

salida de arsénico en 2006

En 2014, China fue el principal productor de arsénico blanco, con casi el 70% de la cuota mundial, seguido por Marruecos , Rusia y Bélgica , de acuerdo con el British Geological Survey y el Servicio Geológico de Estados Unidos . La mayoría de las operaciones de refinamiento de arsénico en los EE.UU. y Europa han cerrado debido a las preocupaciones ambientales. El arsénico se encuentra de polvos de fundición de cobre , oro y plomo fundiciones, y se recupera principalmente de polvo de cobre refinado.

En asar arsenopirita en el aire, el óxido de arsénico sublima como el arsénico (III), dejando óxidos de hierro, mientras que asar sin resultados de aire en la producción de arsénico gris. La purificación adicional de azufre y otros calcógenos se consigue mediante sublimación en vacío, en una atmósfera de hidrógeno, o por destilación de la mezcla de plomo-arsénico fundido.

Rango País 2014 Como 2 O 3 Producción
1  China 25.000 t
2  Marruecos 8800 T
3  Rusia 1500 T
4  Bélgica 1000 T
5  Bolivia 52 T
6  Japón 45 T
- Total mundial (redondeada) 36.400 t

Historia

rejalgar
Símbolo alquímico para el arsénico

La palabra arsénico tiene su origen en el siríaco palabra ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa , desde el persa palabra زرنيخ zarnikh , que significa "(amarillo) (literalmente "oro de color") "amarilla" y por lo tanto oropimente ". Fue adoptado en griego como arsenikon ( ἀρσενικόν ), una forma que es la etimología popular , siendo la forma neutra de la palabra griega Arsenikos ( ἀρσενικός ), que significa "macho", "viril". La palabra griega que fue adoptado en latín como arsénico , que en francés se convirtió en el arsénico , de donde se toma la palabra Inglés arsénico. Sulfuros de arsénico (oropimente, rejalgar ) y los óxidos se han conocido y utilizado desde tiempos antiguos. Zósimo (circa 300 AD) describe tostado sandarach (rejalgar) para obtener nube de arsénico ( trióxido de arsénico ), que luego se reduce a gris arsénico. Como los síntomas de envenenamiento por arsénico no son muy específicos, se utiliza con frecuencia para el asesinato hasta el advenimiento de la prueba de Marsh , una prueba química sensible para su presencia. (Otra prueba menos sensible pero más general es la prueba de Reinsch .) Debido a su uso por la clase dominante para matar entre sí y su potencia y la discreción, el arsénico ha sido llamado el "veneno de reyes" y el "rey de los venenos".

El laberinto arsénico, parte de Botallack mina , Cornualles.

Durante la Edad de Bronce , el arsénico se incluye a menudo en bronce , lo que hizo que la aleación más dura (el llamado " bronce arsenical "). Albertus Magnus (Albert el Grande, 1193-1280) se cree que han sido los primeros en aislar el elemento partir de un compuesto en 1250, por calentamiento de jabón junto con trisulfuro de arsénico . En 1649, Johann Schröder publicó dos formas de preparar el arsénico. Cristales de arsénico elemental (nativo) se encuentran en la naturaleza, aunque es raro.

Líquido de Cadet fumante (impuro cacodilo ), a menudo se reivindica como la primera sintético compuesto organometálico , se sintetizó en 1760 por Louis Claude Cadet de Gassicourt por la reacción de acetato de potasio con trióxido de arsénico .

Caricatura satírica por Honoré Daumier de un químico que da una demostración pública de arsénico, 1841

En la época victoriana , "arsénico" ( "el arsénico blanco" o trióxido de arsénico) se mezcló con el vinagre y la tiza y comidos por las mujeres para mejorar la tez de su rostro, haciendo que su piel más pálida para mostrar que no trabajan en el campo. El arsénico también se frota en la cara y los brazos de las mujeres a "mejorar su complexión". El uso accidental de arsénico en la adulteración de los alimentos llevó a la dulce intoxicación por Bradford en 1858, lo que resultó en alrededor de 20 muertes.

Dos pigmentos de arsénico han sido ampliamente utilizado desde su descubrimiento - París verde y verde de Scheele . Después de la toxicidad del arsénico se hizo ampliamente conocida, estos productos químicos se utilizan con menos frecuencia como pigmentos y más a menudo como insecticidas. En la década de 1860, un subproducto de arsénico de la producción de tinte, se utiliza ampliamente Londres púrpura. Esta fue una mezcla sólida de trióxido de arsénico, anilina, cal y óxido ferroso, insoluble en agua y muy tóxico por inhalación o ingestión Pero más tarde se reemplazó con Paris Green, otro colorante a base de arsénico. Con una mejor comprensión del mecanismo de la toxicología, se utilizaron otros dos compuestos de partida en la década de 1890. El arsenito de cal y arsenato de plomo se utiliza ampliamente como insecticidas hasta el descubrimiento de DDT en 1942.

aplicaciones

Agrícola

Roxarsone es un compuesto de arsénico controversial usado como un ingrediente en piensos para pollos.

La toxicidad del arsénico a insectos , bacterias y hongos llevó a su uso como un conservante de la madera. En la década de 1930, un proceso de tratamiento de la madera con arseniato de cobre cromado (también conocido como CCA o Tanalith ) fue inventado, y durante décadas, este tratamiento fue el más amplio uso industrial de arsénico. Una mayor apreciación de la toxicidad del arsénico condujo a la prohibición de la CCA en productos de consumo en 2004, iniciado por la Unión Europea y Estados Unidos. Sin embargo, el CCA se mantiene en uso pesado en otros países (tales como las plantaciones de caucho de Malasia).

El arsénico también fue utilizado en diversos insecticidas agrícolas y venenos. Por ejemplo, lead arsenate hidrógeno era un insecticida común en árboles frutales , pero el contacto con el compuesto a veces resultó en daño cerebral entre los que trabajan los pulverizadores. En la segunda mitad del siglo 20, arseniato monosódico metilo (MSMA) y arseniato de disodio de metilo (DSMA) - formas orgánicas menos tóxicos de arsénico - sustituido arseniato de plomo en la agricultura. Estos compuestos arsenicales orgánicos fueron a su vez eliminadas para el año 2013 en todas las actividades agrícolas, excepto el cultivo de algodón.

La biogeoquímica de arsénico es compleja e incluye varios procesos de adsorción y desorción. La toxicidad del arsénico está conectado a su solubilidad y se ve afectada por el pH. Arsenito ( AsO 3-
3
) es más soluble que el arseniato ( AsO 3-
4
) y es más tóxico; sin embargo, a un pH inferior, arseniato se vuelve más móvil y tóxico. Se encontró que la adición de azufre, fósforo, y óxidos de hierro a los suelos de alta arsenito reduce en gran medida la fitotoxicidad arsénico.

El arsénico se utiliza como aditivo para piensos en las aves de corral y la producción porcina , en particular en los EE.UU. para aumentar la ganancia de peso, mejorar la eficiencia de la alimentación , y para prevenir la enfermedad. Un ejemplo es roxarsone , que había sido utilizado como un pollo de engorde de arranque en aproximadamente un 70% de los productores de pollos de engorde de los Estados Unidos. La Ley de Aves-veneno libera de 2009 propone prohibir el uso de roxarsona en cerdos industrial y la producción de aves de corral. Alpharma, una filial de Pfizer Inc., que produce roxarsone, suspendido voluntariamente las ventas de la droga en respuesta a estudios que muestran niveles elevados de arsénico inorgánico, un carcinógeno, en pollos tratados. Un sucesor de Alpharma, Zoetis , sigue vendiendo nitarsone , principalmente para su uso en pavos.

El arsénico se añade intencionadamente a la alimentación de los pollos criados para el consumo humano. Compuestos orgánicos de arsénico son menos tóxicos que el arsénico puro, y promueven el crecimiento de los pollos. En algunas condiciones, el arsénico en la alimentación de pollo se convierte en la forma inorgánica tóxico.

Un estudio de los restos del 2006 australiana caballo de carreras, Phar Lap , determinó que el fallecimiento 1932 del famoso campeón fue causada por una sobredosis masiva de arsénico. Sydney veterinario Percy Sykes declaró: "En aquellos días, el arsénico era bastante un tónico común, por lo general dada en forma de una solución (solución de Fowler) ... Era tan común que yo calculo el 90 por ciento de los caballos tenía arsénico en su sistema ".

El uso médico

Durante los siglos 20 18a, 19a, y, se utilizaron una serie de compuestos de arsénico como medicamentos, incluyendo arsphenamine (por Paul Ehrlich ) y trióxido de arsénico (por Thomas Fowler ). Arsphenamine, así como Neosalvarsan , se indican para la sífilis y la tripanosomiasis , pero ha sido reemplazado por modernos antibióticos .

El trióxido de arsénico se ha utilizado en una variedad de maneras en los últimos 500 años, más comúnmente en el tratamiento del cáncer , pero en medicamentos tan diversos como la solución de Fowler en la psoriasis . Los EE.UU. Administración de Alimentos y Medicamentos en el año 2000 aprobó este compuesto para el tratamiento de pacientes con leucemia promielocítica aguda que es resistente a ácido retinoico todo trans .

Recientemente, los investigadores han estado localizando tumores usando arsénico-74 (un emisor de positrones). Este isótopo produce más claras de escaneo PET imágenes que el agente radioactivo anterior, yodo -124, ya que el cuerpo tiende a transportar yodo para el ruido de la señal de la glándula tiroides producir.

En dosis subtoxic, compuestos de arsénico solubles actúan como estimulantes , y una vez fueron populares en pequeñas dosis como la medicina por la gente en la mitad del 18 al 19 siglos.

aleaciones

El uso principal de arsénico está en aleación con plomo. Componentes de plomo en las baterías de automóviles se ven reforzados por la presencia de un porcentaje muy pequeño de arsénico. Dezincificación de latón (una aleación de cobre-zinc) se reduce en gran medida por la adición de arsénico. "Phosphorus desoxidado arsenical Copper" con un contenido de arsénico de 0,3% tiene una mayor estabilidad a la corrosión en ciertos ambientes. Arseniuro de galio es un importante semiconductor de material, que se utiliza en los circuitos integrados . Circuitos hechos de GaAs son mucho más rápidos (pero también mucho más caro) que las hechas de silicio . A diferencia de silicio, GaAs tiene una banda prohibida directa , y se puede utilizar en los diodos láser y LEDs para convertir eléctrica de energía directamente en la luz .

Militar

Después de la Primera Guerra Mundial , los Estados Unidos construyó una reserva de 20.000 toneladas de weaponized lewisite (ClCH = CHAsCl 2 ), un ORGANOARSENICAL vesicante (agente vesicante) y de pulmón irritante. La reserva se neutralizó con lejía y vierten en el Golfo de México en la década de 1950. Durante la guerra de Vietnam , los Estados Unidos utiliza Agente azul , una mezcla de cacodilato de sodio y su forma ácida, como uno de los herbicidas del arco iris privar a los soldados de Vietnam del Norte de la cubierta de follaje y el arroz.

Otros usos

  • Acetoarsenito de cobre se utiliza como verde pigmento conocido bajo muchos nombres, incluyendo París verde y el verde esmeralda. Que causó numerosos intoxicación por arsénico . Verde de Scheele , un arseniato de cobre, se utilizó en el siglo 19 como un agente colorante en los dulces .
  • El arsénico se utiliza en el bronceado y pirotecnia .
  • Por mucho que 2% de arsénico producido se utiliza en aleaciones de plomo para perdigones de plomo y balas .
  • El arsénico se añade en pequeñas cantidades a la alfa-latón para que sea antidescinficación . Este grado de latón se utiliza en accesorios de fontanería y otros ambientes húmedos.
  • El arsénico también se utiliza para la conservación de la muestra taxonómica.
  • Hasta hace poco, el arsénico se utiliza en vidrio óptico. Fabricantes de cristal modernas, bajo presión de los ecologistas, han dejado de utilizar tanto el arsénico y plomo .

papel biológico

Las bacterias

Algunas especies de bacterias obtienen su energía por la oxidación de diversos combustibles, mientras que la reducción de arseniato a arsenito. En condiciones ambientales oxidativos algunas bacterias oxidan arsenito a arseniato como combustible para su metabolismo. Los enzimas implicados se conocen como reductasas arseniato (RRA).

En 2000, las bacterias se descubrieron que emplean una versión de la fotosíntesis en ausencia de oxígeno con arsenitos como donadores de electrones , produciendo arseniatos (justo fotosíntesis como ordinaria utiliza el agua como donador de electrones, produciendo oxígeno molecular). Esta puede ser clasificada como oxidación arsenito quimiolitoautotróficas, para los que se utiliza oxígeno como aceptor terminal de electrones, arsenito es el donante de electrones, y dióxido de carbono es la fuente de carbono. Los investigadores conjeturan que, en el transcurso de la historia, estos organismos fotosintéticos producen los arseniatos que permitieron la bacteria reductora de arseniato prosperen. Una cepa PHS-1 ha sido aislado y está relacionada con la gammaproteobacteria Ectothiorhodospira shaposhnikovii . El mecanismo es desconocido, pero una enzima Arr codificada puede funcionar en sentido inverso para sus conocidos homólogos .

Aunque los arseniato y fosfato aniones son similares estructuralmente, no existe evidencia para la sustitución de fosfato en ATP o ácidos nucleicos por arsénico.

oligoelemento esencial en los animales superiores

Algunas pruebas indican que el arsénico es un oligoelemento esencial en aves (pollos), y en los mamíferos (ratas, hamsters y cabras). Sin embargo, la función biológica no se conoce.

Herencia

El arsénico se ha relacionado con los cambios epigenéticos , cambios heredables en la expresión génica que se producen sin cambios en la secuencia de ADN . Estos incluyen la metilación del ADN, modificación de las histonas, y ARN de interferencia. Los niveles tóxicos de arsénico causa significativa la hipermetilación del ADN de genes supresores de tumores p16 y p53 , lo que aumenta el riesgo de carcinogénesis . Estos eventos epigenéticos se han estudiado in vitro usando humanos renales células y in vivo utilizando ratas de hígado células y sangre periférica leucocitos en los seres humanos. Acoplado inductivamente espectrometría de masas de plasma (ICP-MS) se utiliza para detectar niveles precisos de arsénico intracelular y otras bases de arsénico que participan en la modificación epigenética del ADN. Los estudios que investigan el arsénico como un factor epigenético se pueden utilizar para desarrollar biomarcadores precisas de la exposición y la susceptibilidad.

El helecho de freno Chino ( Pteris vittata ) hyperaccumulates arsénico del suelo en sus hojas y tiene un uso propuesto en la fitorremediación .

biometilación

El arsénico inorgánico y sus compuestos, al entrar en la cadena alimentaria , se metabolizan progresivamente a través de un proceso de metilación . Por ejemplo, el molde brevicaulis Scopulariopsis produce cantidades significativas de trimethylarsine si arsénico inorgánico está presente. El compuesto orgánico arsenobetaína se encuentra en algunos alimentos marinos tales como pescado y algas, y también en los hongos en concentraciones más grandes. La ingesta de una persona promedio es alrededor de 10-50 mg / día. Valores aproximadamente 1.000 g no son inusuales tras el consumo de pescado o setas, pero hay poco peligro en el consumo de pescado porque este compuesto de arsénico es casi no tóxico.

Cuestiones ambientales

Exposición

fuentes de origen natural de la exposición humana incluyen ceniza volcánica, meteorización de minerales y menas, y el agua subterránea mineralizada. El arsénico también se encuentra en los alimentos, el agua, el suelo y el aire. El arsénico es absorbida por todas las plantas, pero se concentra más en los vegetales de hoja, arroz, manzana y zumo de uva, pescados y mariscos. Una ruta adicional de la exposición es la inhalación de gases y polvos atmosféricos.

Ocurrencia en el agua potable

Extensa contaminación por arsénico de las aguas subterráneas ha llevado a generalizado envenenamiento por arsénico en Bangladesh y los países vecinos. Se estima que aproximadamente 57 millones de personas en la cuenca de Bengala están bebiendo agua subterránea con concentraciones de arsénico elevadas por encima de la Organización Mundial de la Salud estándar 's de 10 partes por mil millones (ppb). Sin embargo, un estudio de las tasas de cáncer en Taiwán sugiere que un aumento significativo en la mortalidad por cáncer sólo aparecen en niveles superiores a 150 ppb. El arsénico en el agua subterránea es de origen natural, y es liberado de los sedimentos en las aguas subterráneas, causada por las condiciones anóxicas del subsuelo. Esta agua subterránea se utiliza después de locales y occidentales ONG y el gobierno de Bangladesh emprendió un tubo poco profunda masiva y programa de agua potable a finales del siglo XX. Este programa fue diseñado para prevenir el consumo de las aguas superficiales contaminadas con bacterias, pero no para la prueba de arsénico en el agua subterránea. Muchos otros países y distritos en el sudeste asiático , como Vietnam y Camboya , tienen ambientes geológicos que producen las aguas subterráneas con un alto contenido de arsénico. Arsenicosis se informó en Nakhon Si Thammarat , Tailandia en 1987, y el río Chao Phraya probablemente contiene altos niveles de arsénico natural disuelto sin ser un problema de salud pública porque gran parte de la población utiliza agua embotellada. En Pakistán, más de 60 millones de personas están expuestas al agua potable contaminada con arsénico se indica por un reciente informe de la Ciencia . El equipo de Podgorski investigó más de 1200 muestras y más de 66% de las muestras superó el nivel de contaminación mínimo OMS.

En los Estados Unidos, el arsénico se encuentra más comúnmente en las aguas subterráneas del suroeste. Partes de Nueva Inglaterra , Michigan , Wisconsin , Minnesota y las Dakotas también se sabe que tienen importantes concentraciones de arsénico en el agua subterránea. Los niveles elevados de cáncer de piel se han asociado con la exposición al arsénico en Wisconsin, incluso a niveles por debajo del estándar de agua 10 parte por mil millones de beber. De acuerdo con un reciente película financiada por los EE.UU. Superfund , millones de pozos privados tienen niveles de arsénico desconocidos, y en algunas áreas de los EE.UU., más del 20% de los pozos pueden contener niveles que exceden los límites establecidos.

La exposición de bajo nivel al arsénico a concentraciones de 100 partes por mil millones (es decir, por encima de las 10 partes por mil millones estándar de agua potable) compromete la respuesta inmune inicial a H1N1 o gripe porcina infección de acuerdo con los científicos apoyados por el NIEHS. El estudio, realizado en ratones de laboratorio, sugiere que las personas expuestas al arsénico en el agua potable pueden estar en mayor riesgo de contraer enfermedades más graves o la muerte por el virus.

Algunos canadienses son el agua que contiene arsénico inorgánico potable. aguas-privada pocillos excavado están en mayor riesgo de que contiene arsénico inorgánico. El análisis preliminar agua de pozo típicamente no prueba para el arsénico. Los investigadores en el Servicio Geológico de Canadá han modelado variación relativa de los peligros potenciales de arsénico natural para la provincia de New Brunswick. Este estudio tiene importantes implicaciones para los problemas del agua potable y salud relativas al arsénico inorgánico.

La evidencia epidemiológica de Chile muestra una conexión dependiente de la dosis entre la exposición crónica al arsénico y varias formas de cáncer, en particular cuando otros factores de riesgo, tales como fumar cigarrillos, están presentes. Estos efectos se han demostrado en las contaminaciones de menos de 50 ppb. El arsénico es en sí mismo un componente de humo de tabaco .

El análisis de múltiples estudios epidemiológicos sobre la exposición al arsénico inorgánico sugiere una pequeña pero mensurable aumento en el riesgo de cáncer de vejiga en 10 ppb. De acuerdo con Peter Ravenscroft del Departamento de Geografía de la Universidad de Cambridge, cerca de 80 millones de personas en todo el mundo consumen entre 10 y 50 ppb de arsénico en el agua potable. Si todos ellos consumen exactamente 10 ppb de arsénico en el agua potable, la anteriormente citada análisis de estudio epidemiológico múltiples predeciría un adicional de 2.000 casos de cáncer de vejiga solo. Esto representa una clara subestimación del impacto global, ya que no incluye pulmón o cáncer de piel, y subestima explícitamente la exposición. Las personas expuestas a niveles de arsénico por encima de la actual norma de la OMS debe sopesar los costos y beneficios de la remediación de arsénico.

Los primeros (1973) evaluaciones de los procesos para eliminar arsénico disuelto del agua potable demostraron la eficacia de la co-precipitación con hierro o óxidos de aluminio. En particular, se encontró de hierro como un coagulante para eliminar el arsénico con una eficacia superior al 90%. Varios sistemas de medios adsorbentes han sido aprobados para su uso en el punto de servicio en un estudio financiado por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA) y la Fundación Nacional de Ciencia (NSF). Un equipo de científicos e ingenieros europeos y la India han establecido seis plantas de tratamiento de arsénico en Bengala Occidental basado en el método de remediación in situ (SAR Tecnología). Esta tecnología no utiliza ningún producto químico y arsénico se deja en una forma insoluble (5 estado) en la zona subterránea por la recarga de agua aireada en el acuífero y el desarrollo de una zona de oxidación que soporta arsénico oxidante microorganismos. Este proceso no produce ningún flujo de residuos o lodos y es relativamente barato.

Otro método eficaz y barato para evitar la contaminación de arsénico es hundir pozos 500 pies o más para llegar a aguas más puros. Un estudio reciente de 2011 financiado por el Instituto Nacional del Programa de Investigación de Ciencias de Salud Ambiental Superfund de Estados Unidos muestra que los sedimentos profundos pueden eliminar el arsénico y llevarlo fuera de circulación. En este proceso, denominado de adsorción , el arsénico se pega a las superficies de partículas de sedimento profundas y se elimina naturalmente del agua subterránea.

Separaciones magnéticas de arsénico en campo magnético muy bajos gradientes con alta área superficial y monodispersas de magnetita (Fe 3 O 4 ) nanocristales se han demostrado en la purificación del agua en el punto de uso. Uso del área de alta superficie específica de Fe 3 O 4 nanocristales, la masa de residuos asociados con la eliminación de arsénico del agua se ha reducido dramáticamente.

Los estudios epidemiológicos han sugerido una correlación entre el consumo crónico de agua potable contaminada con arsénico y la incidencia de todas las causas de mortalidad. La literatura indica que la exposición al arsénico es causal en la patogénesis de la diabetes.

Filtros basados en Chaff Recientemente se han demostrado para reducir el contenido de arsénico de agua a 3 g / L. Este puede encontrar aplicaciones en áreas donde se extrae el agua potable a partir de subterráneos acuíferos .

San Pedro de Atacama

Desde hace varios siglos, el pueblo de San Pedro de Atacama en Chile han estado bebiendo agua contaminada con arsénico, y alguna evidencia sugiere que han desarrollado cierta inmunidad.

mapas de peligro para el agua subterránea contaminada

Alrededor de un tercio de la población mundial bebe agua de los recursos de aguas subterráneas. De esta cantidad, el 10 por ciento, aproximadamente 300 millones de personas, obtiene el agua de las aguas subterráneas que están contaminados con niveles insalubres de arsénico o fluoruro. Estos elementos traza se derivan principalmente de minerales.

transformación redox de arsénico en aguas naturales

El arsénico es única entre las trazas de metaloides y metales traza formando oxianión-(por ejemplo As, Se, Sb, Mo, V, Cr, U, Re). Es sensible a la movilización a valores de pH típicos de las aguas naturales (pH 6.5 a 8.5) bajo ambas condiciones oxidantes y reductores. El arsénico puede ocurrir en el medio ambiente en varios estados de oxidación (-3, 0, +3 y +5), pero en las aguas naturales se encuentran principalmente en formas inorgánicas como oxianiones de trivalente arsenito [As (III)] o arseniato pentavalente [Como (V)]. Las formas orgánicas de arsénico son producidos por la actividad biológica, sobre todo en las aguas superficiales, pero rara vez son cuantitativamente importantes. Compuestos orgánicos de arsénico pueden, sin embargo, se producen donde las aguas se ven afectadas significativamente por la contaminación industrial.

El arsénico puede solubilizarse mediante diversos procesos. Cuando el pH es alto, el arsénico puede ser liberado de los sitios de unión de la superficie que pierden su carga positiva. Cuando las gotas de nivel de agua y de sulfuro de minerales se exponen al aire, arsénico atrapado en minerales de sulfuro puede ser liberado en el agua. Cuando está presente en el agua de carbono orgánico, las bacterias se alimentan mediante la reducción directamente As (V) a As (III) o reduciendo el elemento situado en el sitio de unión, la liberación de arsénico inorgánico.

Las transformaciones acuáticos de arsénico se ven afectados por el pH, potencial de oxidación-reducción, la concentración de materia orgánica y las concentraciones y formas de otros elementos, especialmente hierro y manganeso. Los factores principales son el pH y el potencial redox. Generalmente, las principales formas de arsénico en condiciones óxicas son H 3 AsO 4 , H 2 AsO 4 - , HASO 4 2- , y AsO 4 3- a pH 2, 2-7, 7-11 y 11, respectivamente. En condiciones reductoras, H 3 AsO 4 es predominante a pH 2-9.

La oxidación y la reducción afecta a la migración de arsénico en entornos del subsuelo. Arsenito es la forma soluble más estable de arsénico en entornos reductores y arseniato, que es menos móvil que el arsenito, es dominante en ambientes oxidantes a pH neutro. Por lo tanto, el arsénico puede ser más móvil en condiciones reductoras. El ambiente reductor es también rica en materia orgánica que puede mejorar la solubilidad de compuestos de arsénico. Como resultado, la adsorción de arsénico se reduce y arsénico disuelto se acumula en el agua subterránea. Es por ello que el contenido de arsénico es mayor en la reducción de los ambientes que en ambientes oxidantes.

La presencia de azufre es otro factor que afecta a la transformación de arsénico en el agua natural. El arsénico puede precipitar cuando se forman sulfuros metálicos. De esta manera, el arsénico se elimina del agua y su movilidad disminuye. Cuando el oxígeno está presente, las bacterias oxidan azufre reducido para generar energía, potencialmente la liberación de arsénico unido.

Las reacciones redox que implican Fe también parecen ser factores esenciales en el destino de arsénico en los sistemas acuáticos. La reducción de los oxihidróxidos de hierro juega un papel clave en la liberación de arsénico en el agua. Así arsénico puede ser enriquecido en agua con concentraciones elevadas de Fe. En condiciones oxidantes, el arsénico puede ser movilizado de pirita u óxidos de hierro especialmente a pH elevado. En condiciones reductoras, el arsénico puede movilizarse por desorción reductiva o disolución cuando se asocia con óxidos de hierro. La desorción reductiva se produce en dos circunstancias. Una es cuando el arseniato se reduce a arsenito que adsorbe a los óxidos de hierro menos fuertemente. Los otros resultados de un cambio en la carga en la superficie del mineral que conduce a la desorción de arsénico unido.

Algunas especies de bacterias catalizan transformaciones redox de arsénico. Procariotas dissimilatory arseniato-respiran (DARP) acelerar la reducción de As (V) a As (III). DARP uso como (V) como el aceptor de electrones de respiración anaeróbica y la obtención de energía para sobrevivir. Otras sustancias orgánicas e inorgánicas se pueden oxidar en este proceso. Quimioautotróficas oxidantes arsenito (CaO) y heterotróficas oxidantes arsenito (HAO) convierten As (III) en As (V). CAO combinar la oxidación del As (III) con la reducción de oxígeno o nitrato. Utilizan obtienen energía para fijar producir carbono orgánico de CO 2 . HAO no puede obtener energía a partir de la oxidación (III). Este proceso puede ser un arsénico desintoxicación mecanismo para las bacterias.

Equilibrium cálculos termodinámicos predicen que As (V) concentraciones debe ser mayor de As (III) concentraciones en todos menos en condiciones fuertemente reductoras, es decir, donde SO 4 2- está ocurriendo reducción. Sin embargo, las reacciones redox abióticos de arsénico son lentos. La oxidación del As (III) por O disuelto 2 es una reacción particularmente lenta. Por ejemplo, Johnson y Pilson (1975) dieron vidas medias para la oxigenación de As (III) en agua de mar que va desde varios meses a un año. En otros estudios, As (V) / como proporciones (III) eran estables durante períodos de días o semanas durante el muestreo de agua cuando no se tuvo particular cuidado para evitar la oxidación, lo que sugiere de nuevo las tasas de oxidación relativamente lento. Cereza encontró a partir de estudios experimentales que / As (III) relaciones fueron estables en soluciones anóxicas durante hasta 3 semanas, pero se produjo en escalas de tiempo más largos el As (V) que los cambios graduales. Muestras de agua estéril se han observado a ser menos susceptible a los cambios de especiación que las muestras no estériles. Oremland encontró que la reducción de As (V) a As (III) en el mono lago fue catalizada rápidamente por las bacterias con constantes de velocidad oscilan entre 0.02 y 0,3 días -1 .

conservación de la madera en los EE.UU.

A partir de 2002, las industrias basadas en los Estados Unidos consumen 19.600 toneladas métricas de arsénico. El noventa por ciento de esto se utiliza para el tratamiento de la madera con arseniato de cobre cromado (CCA). En 2007, el 50% de las 5.280 toneladas métricas de consumo se sigue utilizando para este fin. En los Estados Unidos, la eliminación gradual voluntaria de arsénico en la producción de productos de consumo y productos de construcción a los consumidores residenciales y generales comenzó el 31 de diciembre de 2003, y los productos químicos alternativos ahora se utilizan, tales como Alcalino cobre Cuaternario , boratos , azoles cobre , ciproconazol, y propiconazol .

Aunque descontinuado, esta aplicación es también uno de los que más preocupan al público en general. La gran mayoría de los mayores tratada a presión de madera fue tratada con CCA. CCA madera se encuentra todavía en uso generalizado en muchos países, y fue muy usada durante la última mitad del siglo 20 como estructural y exterior de material de construcción . Aunque el uso de la madera CCA fue prohibida en muchas áreas después de los estudios mostraron que el arsénico podría filtrarse fuera de la madera en los alrededores del suelo (de equipo de juegos, por ejemplo), el riesgo se presenta también por la quema de más edad de la madera CCA. La ingestión directa o indirecta de la ceniza de madera de la madera quemada CCA ha causado muertes en los animales y las intoxicaciones graves en los seres humanos; la dosis humana letal es de aproximadamente 20 gramos de ceniza. Scrap CCA madera de las obras de construcción y demolición se puede utilizar de forma inadvertida en los incendios comerciales y domésticos. Los protocolos para la eliminación segura de madera CCA no son consistentes en todo el mundo. Generalizada vertedero disposición de esa madera plantea cierta preocupación, pero otros estudios no han mostrado ninguna contaminación de arsénico en el agua subterránea.

Mapeo de emisiones industriales en los EE.UU.

Una herramienta que mapea la ubicación (y otros datos) de comunicados de arsénico en el Estado Unidos es TOXMAP . TOXMAP es un Sistema de Información Geográfica (GIS) de la División de Servicios Especializados de Información de la Biblioteca Nacional de Estados Unidos de Medicina (NLM), financiado por el Gobierno Federal de Estados Unidos. Con mapas marcados en marcha de los Estados Unidos, TOXMAP permite a los usuarios explorar visualmente los datos de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos 's (EPA) Inventario de Emisiones Tóxicas y Programas de Investigación Básica del Superfund . Información química y la salud ambiental de TOXMAP se toma de la Red de Toxicología de datos NLM (TOXNET), PubMed , y de otras fuentes autorizadas.

biorremediación

Física, química, y los métodos biológicos se han usado para remediar agua contaminada con arsénico. La biorremediación se dice que ser rentable y respetuosa del medio ambiente biorremediación de agua subterránea contaminada con arsénico tiene como objetivo convertir arsenito, la forma tóxica de arsénico para los seres humanos, a arseniato. Arseniato (5 estado de oxidación) es la forma dominante de arsénico en el agua de la superficie, mientras que el arsenito (3 estado de oxidación) es la forma dominante en hipóxico a ambientes anóxicos. Arsenito es más soluble y móvil que arseniato. Muchas especies de bacterias pueden transformar arsenito a arseniato en condiciones anóxicas mediante el uso de arsenito como donador de electrones. Este es un método útil en la recuperación de agua subterránea. Otra estrategia de biorremediación es utilizar plantas que acumulan arsénico en sus tejidos a través de la fitorremediación pero la eliminación de material vegetal contaminada debe ser considerado.

Biorremediación requiere una cuidadosa evaluación y diseño de acuerdo con las condiciones existentes. Algunos sitios pueden requerir la adición de un receptor de electrones, mientras que otros requieren suplementos microbio ( bioaumentación ). Independientemente del método utilizado, solamente monitoreo constante puede prevenir la contaminación futura.

La toxicidad y precauciones

Arsénico
Peligros
pictogramas GHS El pictograma cráneo y las tibias cruzadas en el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS)El pictograma peligro para la salud en el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS)El pictograma entorno en el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS)
palabra de señal SGA Peligro
H301 , H331 , H350 , H410

Arsénico y muchos de sus compuestos son especialmente potentes venenos.

Clasificación

Arsénico y compuestos de arsénico elementales se clasifican como " tóxico " y "peligroso para el medio ambiente" en la Unión Europea en virtud de la Directiva 67/548 / CEE . La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) reconoce el arsénico y compuestos inorgánicos de arsénico como carcinógenos del Grupo 1 , y la UE listas de trióxido de arsénico, óxido de arsénico , y arseniato sales como de categoría 1 carcinógenos .

El arsénico se sabe que causa arsenicosis cuando está presente en el agua potable, "la especie más común siendo arseniato [ HASO 2-
4
; As (V)] y arsenito [H 3 AsO 3 ; As (III)]".

Los límites legales, comida, bebida y

En los Estados Unidos desde 2006, la concentración máxima permitida en el agua potable por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) es de 10 ppb y la FDA establece la misma norma en 2005 por el agua embotellada. El Departamento de Protección Ambiental para New Jersey estableció un límite de agua potable de 5 ppb en 2006. El IDLH (peligro inmediato para la vida y la salud) valor para el metal arsénico y compuestos inorgánicos de arsénico es 5 mg / m 3 (5 ppb). La Seguridad y Salud Ocupacional ha establecido el límite de exposición permisible (PEL) para un promedio ponderado de tiempo (TWA) de 0,01 mg / m 3 (0,01 ppb), y el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido la límite de exposición recomendado (REL) a una exposición constante de 15 minutos de 0.002 mg / m 3 (0.002 ppb). El PEL para los compuestos orgánicos de arsénico es un TWA de 0,5 mg / m 3 . (0,5 ppb).

En 2008, sobre la base de sus pruebas en curso de una amplia variedad de alimentos de América para los productos químicos tóxicos, los EE.UU. Administración de Alimentos y Medicamentos de establecer el "nivel de preocupación" para los zumos de manzana y pera de arsénico inorgánico a 23 ppb, sobre la base de los efectos no cancerígenos, y comenzaron a bloquear la importación de productos que superen este nivel; También se requiere recuerda a los productos no conformes domésticos. En 2011, el nacional Dr. Oz programa de televisión transmitido en un programa destacando las pruebas realizadas por un laboratorio independiente contratado por los productores. Aunque la metodología fue disputada (no distinguía entre el arsénico orgánico e inorgánico) las pruebas mostraron niveles de arsénico hasta 36 ppb. En respuesta, la FDA probó la peor marca del Dr. Oz espectáculo y encontraron niveles mucho más bajos. Pruebas continuas encontró el 95% de las muestras de jugo de manzana estaban por debajo del nivel de preocupación. Más tarde las pruebas por Consumer Reports mostró arsénico inorgánico en niveles ligeramente superiores a 10 ppb, y la organización instó a los padres para reducir el consumo. En julio de 2013, en la consideración de consumo de los niños, la exposición crónica y efectos cancerígenos, la FDA estableció un "nivel de acción" de 10 ppb para el jugo de manzana, la misma que la norma de agua potable.

La preocupación por el arsénico en el arroz en Bangladesh fue levantada en 2002, pero en el momento solamente Australia tenía un límite legal para la comida (un miligramo por kilogramo). Se expresó preocupación acerca de las personas que estaban comiendo arroz estadounidense exceder las normas de la OMS para la ingesta de arsénico personal en 2005. En 2011, la República Popular de China estableció una norma alimentaria de 150 ppb de arsénico.

En los Estados Unidos en 2012, las pruebas por grupos independientes de investigadores del Centro de Investigación para la Prevención de Enfermedades en la salud ambiental y los niños Dartmouth College (a principios de año, centrándose en los niveles urinarios en los niños) y Consumer Reports (en noviembre) encontró que los niveles de arsénico en el arroz que se instó a la FDA a establecer límites. La FDA publicó algunos resultados de las pruebas en septiembre de 2012, ya partir de julio de 2013, sigue recopilando datos en apoyo de una nueva regulación potencial. No ha recomendado ningún cambio en el comportamiento del consumidor.

Consumer Reports recomienda:

  1. Que la EPA y la FDA eliminar los fertilizantes, medicamentos que contienen arsénico y pesticidas en la producción de alimentos;
  2. Que la FDA establezca un límite legal para la comida;
  3. Que las prácticas de producción de cambio de la industria para reducir los niveles de arsénico en los alimentos, especialmente para los niños; y
  4. Que los consumidores prueben el suministro de agua para el hogar, comer una dieta variada, y cocinar el arroz con exceso de agua y drenaje que fuera (la reducción de arsénico inorgánico en aproximadamente un tercio, junto con una ligera reducción en el contenido de vitaminas).
  5. defensores de la salud pública basada en la evidencia también recomiendan que, dada la falta de regulación o el etiquetado para el arsénico en los EE.UU., los niños no deben comer más de 1,5 porciones por semana de arroz y no deben beber leche de arroz como parte de su dieta diaria antes de los 5 años . también ofrecen recomendaciones para los adultos y los niños sobre cómo limitar la exposición al arsénico a partir de arroz, agua potable, y el jugo de fruta.

Un 2014 Organización Mundial de la Salud conferencia consultiva fue programado para tener en cuenta los límites de 200-300 ppb para el arroz.

Límites de exposición ocupacional

País Límite
Argentina carcinógeno humano confirmado
Australia TWA 0.05 mg / m 3 - carcinógeno
Bélgica TWA 0,1 mg / m 3 - carcinógeno
Bulgaria carcinógeno humano confirmado
Colombia carcinógeno humano confirmado
Dinamarca TWA 0.01 mg / m 3
Finlandia Carcinógeno
Egipto TWA 0,2 mg / m 3
Hungría Concentración de techo 0,01 mg / m 3 - piel, carcinógeno
India TWA 0,2 mg / m 3
Japón Grupo 1 carcinógeno
Jordán carcinógeno humano confirmado
Méjico TWA 0,2 mg / m 3
Nueva Zelanda TWA 0.05 mg / m 3 - carcinógeno
Noruega TWA 0.02 mg / m 3
Filipinas TWA 0,5 mg / m 3
Polonia TWA 0.01 mg / m 3
Singapur carcinógeno humano confirmado
Corea del Sur TWA 0.01 mg / m 3
Suecia TWA 0.01 mg / m 3
Tailandia TWA 0,5 mg / m 3
pavo TWA 0,5 mg / m 3
Reino Unido TWA 0,1 mg / m 3
Estados Unidos TWA 0.01 mg / m 3
Vietnam carcinógeno humano confirmado

ecotoxicidad

El arsénico es bioacumulables en muchos organismos, las especies marinas en particular, pero no parece biomagnificarse significativamente en las redes alimentarias. En las zonas contaminadas, crecimiento de la planta puede verse afectada por la absorción de la raíz de arseniato, que es un análogo de fosfato y por lo tanto fácilmente transportado en tejidos y células vegetales. En las zonas contaminadas, es probable la absorción del ion arsenito más tóxico (que se encuentra más particularmente en condiciones de reducción) en suelos drenados mal.

Toxicidad en animales

Compuesto Animal LD 50 Ruta
Arsénico Rata 763 mg / kg oral
Arsénico Ratón 145 mg / kg oral
arseniato de calcio Rata 20 mg / kg oral
arseniato de calcio Ratón 794 mg / kg oral
arseniato de calcio Conejo 50 mg / kg oral
arseniato de calcio Perro 38 mg / kg oral
arseniato de plomo Conejo 75 mg / kg oral
Compuesto Animal LD 50 Ruta
El trióxido de arsénico (As (III)) Ratón 26 mg / kg oral
Arsenito (As (III)) Ratón 8 mg / kg soy
Arseniato (As (V)) Ratón 21 mg / kg soy
MMA (As (III)) Hámster 2 mg / kg ip
MMA (As (V)) Ratón 916 mg / kg oral
DMA (As (V)) Ratón 648 mg / kg oral
im = inyectado por vía intramuscular

ip = administró intraperitonealmente

mecanismo biológico

La toxicidad del arsénico proviene de la afinidad de arsénico óxidos (III) para los tioles . Los tioles, en forma de cisteína residuos y cofactores tales como ácido lipoico y la coenzima A , están situados en los sitios activos de muchas importantes enzimas .

El arsénico interrumpe ATP producción a través de varios mecanismos. A nivel del ciclo del ácido cítrico , el arsénico inhibe ácido lipoico , que es un cofactor para la piruvato deshidrogenasa . Al competir con fosfato, arseniato desacopla la fosforilación oxidativa , inhibiendo así la reducción ligada a la energía de NAD + , la respiración mitocondrial y la síntesis de ATP. Producción de peróxido de hidrógeno también aumenta, lo que, se especula, tiene potencial para formar especies reactivas del oxígeno y el estrés oxidativo. Estas interferencias metabólicas conducen a la muerte por múltiples sistemas de insuficiencia orgánica . La insuficiencia de órganos se presume que es de necrótico de la muerte celular, no la apoptosis , ya que las reservas de energía han sido demasiado agotado para la apoptosis que se produzca.

Aunque el arsénico causa toxicidad también puede desempeñar un papel protector.

los riesgos de exposición y remediación

Exposición ocupacional y arsénico envenenamiento puede ocurrir en las personas que trabajan en industrias que implican el uso de arsénico inorgánico y sus compuestos, tales como conservación de la madera, la producción de vidrio, aleaciones de metales no ferrosos, y la fabricación de semiconductores electrónicos. El arsénico inorgánico también se encuentra en las emisiones de hornos de coque asociados con la industria de la fundición.

La conversión entre As (III) y As (V) es un factor importante en la contaminación ambiental arsénico. Según Croal, Gralnick, Malasarn y Newman, "[la] entender [de] lo que estimula As (III) de oxidación y / o los límites Como reducción (V) es relevante para la biorremediación de sitios contaminados (Croal). El estudio de quimiolitoautotróficas Como (III) los oxidantes y los As (V) reductores de heterotróficas pueden ayudar a la comprensión de la oxidación y / o reducción de arsénico.

Tratamiento

El tratamiento de la intoxicación crónica por arsénico es posible. Anti-lewisite Británica ( dimercaprol ) se prescribe en dosis de 5 mg / kg hasta 300 mg cada 4 horas durante los primeros días, y después cada 6 horas durante el segundo día y, finalmente, cada 8 horas durante 8 días adicionales. Sin embargo de los EE.UU. Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) afirma que los efectos a largo plazo de la exposición al arsénico no se pueden predecir. Sangre, orina, pelo y uñas pueden ser probados para el arsénico; Sin embargo, estas pruebas no pueden prever los posibles resultados de la salud de la exposición. La exposición a largo plazo y la consiguiente excreción por la orina se ha relacionado con el cáncer de vejiga y riñón, además de cáncer de hígado, próstata, piel, los pulmones y cavidad nasal.

Ver también

referencias

Bibliografía

Otras lecturas

  • James G. Whorton (2011). El siglo arsénico . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN  978-0-19-960599-6 .

enlaces externos