Влияние мышьяка на качество воды и здоровье. Свойства мышьяка и отравление его соединениями. Стадии отравления мышьяком

Существует множество химических веществ, способных вызвать серьёзное отравление человеческого организма. Одним из таких веществ является мышьяк. Мышьяк – химический элемент, способный оказывать на человеческий организм сильное токсическое действие. Он содержится на производстве и в остаточных продуктах деятельности человека. В настоящее время широко применяется в стоматологии. Во избежание отравления, необходимо знать, как и где можно им отравиться. Этот процесс происходит по неосторожности или преднамеренно. Для предотвращения отравления, необходимо знать симптомы и как оказывать первую медицинскую помощь в такой ситуации.

Действие мышьяка на организм человека

Отравление подразделяется на острое и хроническое. Первый вариант характеризуется попаданием больших доз вещества в организм и практически сразу возникают симптомы отравления. Хроническая интоксикация характеризуется долгим поглощением организмом вещества в незначительных дозах, но при этом, осуществляется его накопление. Чаще всего это происходит при работе на химических предприятиях.

При отравлении страдают все органы, но особенно нервная и пищеварительная система. Стоит отметить, что мышьяк нарушает не только работу органов и систем, но и влияет на клеточное развитие и процессы.

Мышьяк довольно долго остаётся в организме и через несколько недель после проникновения, его можно обнаружить в ногтях и волосах. Таким же долгим накопительным эффектом характеризуются кости и зубы. 90% вещества способно вывестись с помощью мочевой системы, а остальные 10% – через кишечник.

Для чего применяется мышьяк

• Мышьяк хорошо подходит для изготовления дроби в паре со свинцом. При их соединении дробь имеет ровную сферическую форму. И также прочность такого изготовления увеличивается;
• Некоторые соединения мышьяка используются в художественном искусстве в качестве красок;
• Мышьяк используется при изготовлении бенгальских огней, что и придаёт горению белый цвет;
• Некоторые составляющие вещества мышьяка являются боевыми;
• С помощью веществ, входящих в мышьяк, в XX веке были изобретены лекарства от сифилиса. Однако, в скором времени их заменили, так как данные препараты имели высокую токсичность;
• В малых дозах мышьяк применяется для лечения широкого спектра заболеваний.

Как происходит отравление

Этот элемент способен проникнуть в человеческий организм тремя способами:

• Через кожные покровы;
• Через дыхательные пути;
• Через рот.

После проникновения в организм, вещество попадает из плазмы крови в эритроциты, а затем по кровеносной системе разносится по всем органам.
Опасен ли мышьяк для жизни человека?

Острое отравление мышьяком очень опасно для человеческого организма. При попадании в кровь, мышьяк соединяется с гемоглобином и провоцирует анемию, что в дальнейшем проявляется макрогематурией. Не исключено развитие желтухи.

При остром отравлении отмечается появление тошноты, рвоты, поноса, признаков интоксикации, тахикардии, одышки. В тяжёлых случаях появляется острая почечная недостаточность, что приводит к летальному исходу.

Проглатывание мышьяка для человека опасно не только воздействием токсинов, но и возможным ожогом глотки. Мышьяк опасен для человека тем, что способен повреждать любые органы и системы. Нарушения могут возникнуть где угодно, а некоторые даже приводят к летальному исходу.

Токсическое действие вещества проявляется из-за его связывания с сульфгидрильными элементами тканей. При воздействии происходит нарушение капилляров и воздействие токсинов на жизненно важные органы. Главной опасностью является некроз желудка и некоторых отделов кишечника, а также нарушение работы печени и почек, что может привести к серьёзным осложнениям, а затем, к смерти.

Клиническая картина

Признаки отравления мышьяком у человека довольно разнообразны. Отравление развивается довольно быстро и уже через 30 минут при попадании большой дозы любым путём, симптомы будут ярко выражены. За такой короткий срок симптомы нарастают довольно быстро при условии, что у человека пустой желудок. В большинстве подобных случаев всё заканчивается смертельным исходом, так как при отсутствии пищи слизистая оболочка быстро всасывает токсины в кровь. Симптомы отравления мышьяком у каждого человека будут индивидуальны.

Если употребление мышьяка произошло с продуктами, то симптомы проявляются спустя несколько часов.
При отравлении мышьяком наблюдаются следующие симптомы:

• Головная боль.
• Признаки интоксикации (слабость, недомогание).
• Боли в животе.
• Испражнения в виде рисового отвара.
• При дыхании чувствуется запах чеснока.
• Сильная жажда.

Так как при таком отравлении поражаются большинство важных органов и систем, то можно обнаружить соответствующие признаки:

• Со стороны сердечно – сосудистой системы наблюдается сердцебиение, снижение АД, плохое наполнение пульса.
• Со стороны нервной системы могут наблюдаться психические расстройства, галлюцинации, вплоть до комы.
• Со стороны дыхательной системы происходит затруднение дыхания, отёк гортани и лёгких.
• Со стороны ЖКТ происходит ожог гортани, язвы желудка и кишечника, а также возможные кровотечения.
• При мочеиспускании моча становится тёмного цвета. Сопровождается развитием желтухи.
• Почечные канальцы закупориваются, что провоцирует развитие острой почечной недостаточности.

При мочеиспускании в моче появляется кровь. В основном для такого отравления характерна макрогематурия и поэтому наличие крови определить легко.
В зависимости от появившихся симптомов, выделяется желудочно-кишечная и паралитическая форма. При желудочно-кишечной форме преимущественно проявляются симптомы, связанные с нарушением работы ЖКТ. При паралитической форме проявляются неврологические симптомы, которые способны развиться до комы.

Если происходит , то симптомы проявляются от 2 до 8 недель, после попадания токсина в организм. Из-за яда страдает кора головного мозга и развивается энцефалопатия. При нарушении работы нервной деятельности появляются проблемы с нижними конечностями. В основном это проявляется, как слабость в ногах.

Из-за поражения сердечной мышцы провоцируется развитие миокардита и перикардита. При поражении печени может появиться гепатит. В крови снижается уровень гемоглобина, что провоцирует анемию. Именно поэтому ногти становятся ломкими и наблюдается сильное выпадение волос.

При воздействии мышьяка изменяется не только работа органов и систем, но и нарушается строение волос и ногтей. Это проявляется следующими симптомами:

• Покраснение на веках, в подмышечных впадинах, на лобке, мошонке;
• Разрастание кожи;
• Шелушение и отслойка кожи;
• На ногтях появляются белые полосы.

Стадии отравления мышьяком

В зависимости от дозы вещества, путей введения и других факторов, различают две стадии отравления:

1. Острая. Через 30 минут после попадания яда в организм, начинают проявляться симптомы. В основном это характеризуется нарушением работы сердечной деятельности, угнетением дыхательного центра и параличом. В этот момент человек начинает задыхаться и практически не может пошевелиться. Происходит нарушение зрения и слуха. В такой момент важно отравившемуся человеку ввести противоядие, иначе это закончится летальным исходом, максимум через сутки.
2. Хроническая. При длительном воздействии мышьяка возникает хроническая стадия отравления. При накапливании токсина работа кровеносной системы работает хуже и органы недостаточно снабжаются кровью. Это становится причиной продуцирования гормонов эндокринной системой. Постепенно все органы подвергаются воздействию яда и дают сбои в работе.

Симптомы при хронической стадии могут проявиться через несколько месяцев после воздействия токсинов. Довольно часто человек не связывает появившиеся симптомы с отравлением химикатом. Люди списывают это на простудные заболевания и простые недомогания, что в скором времени может обернуться неблагоприятно.

Несколько десятилетий назад хроническая стадия отравления диагностировалась часто. Это связано с тем, что помимо химических предприятий, мышьяк имелся в аптеках. Фармацевты изготавливали из них мази для лечения кожных заболеваний.

А также имелись в наличии таблетки для лечения раковых заболеваний, в составе которых имелся этот элемент.

Однако, уже давно имеется информация, что мышьяк не способствует лечению онкологии, а обладает канцерогенным свойством.

Народные целители и по сей день рекомендуют лечить онкологические заболевания мышьяком. Однако, это не приведёт ни к чему хорошему, так как в большинстве случаев люди отказываются от нормального лечения. Вскоре такое самолечение может привести не только к отравлению, но и к усугублению ситуации, связанной с онкологией.

Отравление при лечении у стоматолога

Многих людей перед посещением стоматолога волнует вопрос, может ли произойти отравление при лечении зубов. Мышьяк в стоматологии применяется для успокоения боли. При действии мышьяка нервные клетки убиваются и зуб перестаёт болеть.

Однако, мышьяк ставится как временная пломба и более двух дней с ним ходить нежелательно. В противном случае симптомы отравления мышьяком при лечении зубов могут также появиться. В основном они будут не такие, как при обычном отравлении. Здесь токсины будут влиять на зуб и окружающую его ткань. Таким образом, можно получить воспаление дёсен, а также некроз кости. Из-за этого можно лишиться зуба.

Однако, если проводится все по правилам, то беспокоится не о чем. К тому же в наше время мышьяк используется довольно редко.

Отравление у беременных

Даже незначительные дозы такого вещества способны принести вред не только матери, но и нарушить развитие плода. Естественно, при отравлении мышьяком беременной женщины может случиться выкидыш, а также рождение ребёнка с различными отклонениями. Организм беременной женщины в этот период слаб и даже лечение зубов при помощи мышьяка запрещено. В этот момент зубы ослаблены, что может привести к выпадению мышьяка и проглатыванию внутрь.

Диагностика отравления

В основном наличие мышьяка в организме диагностируется при помощи лабораторных исследований. При его наличии в крови снижается гемоглобин, снижается или увеличивается количество лейкоцитов. В анализах мочи отмечается гематурия, протеинурия и наличие цилиндров. При хронических стадиях места накопления мышьяка можно выявить с помощью рентгенологического исследования.

Возможные последствия

Так как мышьяк влияет на все органы и системы, то чаще всего после отравления нарушается работа печени, почек и лёгких. В тяжёлых случаях из-за воздействия на нервную систему больной может остаться инвалидом. При тяжёлых отравлениях нередко случается летальный исход.

Первая помощь

При обнаружении симптомов отравления, следует вызвать бригаду скорой помощи, а до её приезда нужно самостоятельно начать оказывать первую помощь:

• Если человек в бессознательном состоянии, то требуется его уложить набок, чтобы при возникновении рвоты, он не захлебнулся ею;
• При отсутствии сознания и признаков жизни, требуется самостоятельно начать проводить сердечно – лёгочную реанимацию. Нужно освободить ротовую полость от инородных предметов и рвотных масс (если они имеются). Высунуть язык, чтобы не допустить его западения. Далее проводится непрямой массаж сердца. В него входят 2 вдоха и 30 нажатий на грудную клетку. Лучше производить это вдвоём;
• Вывести остатки токсинов в желудке поможет его промывание большим количеством воды, но если человек в сознании, для этого требуется напоить человека водой в большом количестве и вызвать приступ рвоты. Для этого достаточно надавить на корень языка. С кожи мышьяк можно удалить водой и мылом;
• Для того чтобы избежать обезвоживания, требуется поить пациента водой маленькими порциями;
• Можно употребить активированный уголь, но при таком серьёзном отравлении он не даёт особого эффекта. Принимать слабительные препараты не стоит.

Специализированная помощь необходима во всех случаях. Однако, при лёгкой степени отравления госпитализация в стационар может не потребоваться и пациент остаётся на амбулаторном лечении. При средней и тяжёлой степени отравления необходимо отправить больного в стационар, для дальнейшего лечения.

При проведении терапии в лечебном учреждении предпринимаются следующие мероприятия:

• При вдыхании паров химиката требуется искусственная вентиляция лёгких;
• Для восстановления объёма циркулирующей крови и нормализации АД внутривенно капельно назначается физический раствор;
• При пониженном сахаре и наличии гемоглобина в моче, применяется раствор глюкозы;
• При бронхоспазме используется «Эуфиллин»;
• Проводится устранение почечной недостаточности.

Профилактика

Чтобы избежать отравления мышьяком, следует придерживаться некоторых правил:

• При работе на химических предприятиях, в том числе и с мышьяком, требуется соблюдать технику безопасности;
• При ухудшении самочувствия желательно отказаться от такой работы;
• Не употреблять воду из непроверенных источников;
• Не следует дома держать средства, в составе которых есть мышьяк. Если есть необходимость, то следует сделать на упаковку яркую маркировку, чтобы по случайности не перепутать ни с чем другим. Следует хранить такие препараты в недоступном месте для детей и домашних животных.

Отравление мышьяком приносит большой вред для здоровья. При случайном попадании в организм, требуется срочно обращаться к врачу, так как неизвестно, в какой дозе было вещество. Чтобы уберечь себя от случайных отравлений, необходимо придерживаться мер профилактики, которые помогут максимально избежать этого. Продукты и воду также необходимо проверять. Не следует употреблять подозрительные продукты.

Предельно допустимая концентрация мышьяка в воде водоемов 0,05 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Определение с диэтилдитиокарбаматом серебра

Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода AsH3 (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии йодида калия, а в качестве катализатора - хлорида олова (II). Арсин взаимодействует с диэтилдитиокарбаматом серебра, растворенным в хлороформе с L-эфедрином, с образованием соединения красно-фиолетового цвета, интенсивность которого пропорциональна содержанию мышьяка в воде.

Предел обнаружения 0,01 мг/л при объеме пробы 100 мл. Диапазон измеряемых количеств мышьяка 1-10 мкг в пробе. Сурьма при концентрации до 0,1 мг/л определению не мешает. Мешающее влияние сульфидов и сероводорода, образующегося и выделяющегося одновременно с арсином, устраняется поглощением его ватой, пропитанной ацетатом свинца.

Аппаратура. 1. Прибор для определения мышьяка (рис. 2) состоит из реакционного сосуда (1) вместимостью 150 мл, в который с помощью резиновой пробки (2) вставляют трубку (3) диаметром широкой части 17 мм и высотой 110 мм для поглощения сероводорода и сульфидов. Трубку (3) соединяют с помощью резиновой пробки (4), стеклянной трубки (7) и полиэтиленового шланга (5) с поглотительной трубкой (6). Диаметр соединяемых частей тонких трубок должен быть одинаковым - 5 мм. Широкая часть трубки (6) имеет диаметр 10 мм, высоту HO мм и поднята на 30 мм над нижним коленом тонкой трубки. Длина нижнего колена 30 мм, вертикального левого 80 мм. Собранный прибор проверяют на герметичность, смачивая мыльной пеной места соединения частей прибора. 2. Стеклянные шарики диаметром 7 мм.

Реактивы. Все реактивы должны быть проверены на отсутствие мышьяка.

1. Йодид калия, 15 % раствор. Применяют свежеприготовленным.

2. Хлорид олова(II), 40% раствор в хлористоводородной кислоте. Растворяют при нагревании в 100 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3 40 г SnCl2*2H2О. Срок хранения до 1 года.

5. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца. Растворяют 10 г Pb(CH3COO)2*3Н2О в 100 мл дистиллированной воды. Этим раствором пропитывают вату, которую затем отжимают и высушивают на воздухе между листами фильтровальной бумаги. Хранят в плотно закрытой банке. Срок хранения 6 мес.

6. Диэтилдитиокарбамат (ДДК) серебра. а) Растворяют 1,7 г нитрата серебра в 100 мл дистиллированной воды. б) Растворяют 2,25 г диэтилдитиокарбамата (ДДК) натрия в 100 мл дистиллированной воды. Если раствор мутный, его фильтруют через фильтр «синяя лента». в) К раствору ДДК натрия приливают медленно в течение 10-15 мин при энергичном помешивании раствор нитрата серебра. Выделившийся при этом осадок ДДК серебра отфильтровывают через бумажный фильтр «белая лента», промывают 2-3 раза дистиллированной водой (для фильтрования можно использовать воронку Бюхнера с колбой Бунзена и водоструйным насосом) и высушивают на воздухе в темном месте до постоянной массы. Хранят в плотно закрытом сосуде в темноте.

7. Раствор для поглощения арсина. Готовят, применяя эфедрин-основание или эфедрин-гидрохлорид, а) Растворяют 0,165 г эфедрина-основания в 100 мл хлороформа, а затем 0,225 г ДДК серебра. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр, промытый хлороформом. Срок хранения 3 мес. б) Растворяют 0,5 г эфедрина-гидрохлорида в 10 мл дистиллированной воды. Можно использовать готовый медицинский 2-5 % эфедрин-гидрохлорид (10 мл 5 %, или 17 мл 3%, или 25 мл 2% раствора). В раствор добавляют 1 н. гидроксид натрия до pH 11, контролируя по универсальной индикаторной бумажке. Раствор переносят в делительную воронку и экстрагируют 100 мл хлороформа в течение 10 мин. После отстаивания отделяют хлороформный слой и растворяют в нем 0,225 г ДДК серебра. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр, промытый хлороформом. Срок хранения 3 мес.

8. Стандартные растворы мышьяка, а) Основной раствор. В мерной колбе в 25 мл 1 н. раствора гидроксида натрия растворяют 0,132 г оксида мышьяка (III) As2O3 (яд! Работа требует осторожности) и доводят дистиллированной водой до 1 л. В 1 мл содержится 0,1 мг мышьяка, б) Рабочий раствор готовят разбавлением 1 мл основного дистиллированной водой до 100 мл в мерной колбе. Один мл содержит 1 мкг мышьяка. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. В реакционный сосуд (1) помещают 100 мл исследуемой воды, приливают 15 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, 6 мл 15 % йодида калия, 0,5 мл 40 % хлорида олова, перемешивают и оставляют на 15 мин для восстановления всего мышьяка до трехвалентного состояния. В трубку (3) помещают вату, пропитанную ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). В поглотительную трубку (6) вносят 6-7 стеклянных шариков и наливают 1 мл поглотительного раствора. Соединяют все части прибора. В реакционный сосуд добавляют приблизительно 5 г гранулированного цинка, перемешивают и сразу же герметично закрывают все части прибора. Затем добавляют в поглотительную трубку еще по 1 мл поглотительного раствора. Реакция выделения и поглощения арсина происходит 90-120 мин. Затем поглотительную трубку отсоединяют и переносят раствор через маленькую стеклянную воронку, задерживающую шарики, в градуированную пробирку вместимостью 3-5 мл с меткой 2 мл. Трубку (6), стеклянные шарики и воронку обмывают несколькими порциями хлороформа (примерно по 0,1 мл), доводят объем в пробирке до 2 мл. Затем фотометрируют при зеленом светофильтре (А, 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 0,3-0,5 см по отношению к поглотительному раствору - дистиллированной воды, проведенной через весь ход определения. Для двухлучевого фотоколориметра следует ставить 2 контрольные пробы, чтобы ее объема хватило на 2 кюветы. Содержание мышьяка (мкг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В реакционные сосуды вносят 0-1-3-5-7-10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию мышьяка 0-1-3-5-7-10 мкг, приливают дистиллированную воду до объема 100 мл и далее обрабатывают, как пробы. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность - содержание мышьяка (мкг). Калибровочный график следует проверять по 2-3 концентрациям с каждой порцией исследуемой воды.

где А - количество мышьяка, найденное по калибровочному графику или визуально по шкале стандартных растворов, мкг; V - объем пробы, взятой для анализа, мл.

Определение по образованию мышьяково-молибденовой сини

Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии йодида калия и в качестве катализатора хлорида олова(II). Арсин взаимодействует с раствором йода, затем с молибдатом аммония в присутствии в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты. Интенсивность окраски образующейся мышьяковомолибденовой сини пропорциональна содержанию мышьяка.

Предел обнаружения мышьяка 0,01 мг/л. Диапазон измеряемых количеств без разбавления пробы 1-10 мкг. Мешающее влияние сероводорода, образующегося и выделяющегося одновременно с арсином, устраняется поглощением его ватой, пропитанной ацетатом свинца.

Аппаратура. Прибор для определения мышьяка (рис. 3) состоит из реакционного сосуда (1), в который с помощью мягкой резиновой пробки (2) вставляют трубку для поглощения сероводорода (3). Трубку (3) соединяют резиновой пробкой (4) со стеклянной трубкой (5), имеющей диаметр 5 мм и длину колен 70, 50 и 250 мм. Длинный конец трубки имеет отверстие диаметром 0,5-0,7 мм, Арсин поглощается в пробирке (6) диаметром 10 мм и длиной 190 мм с меткой на 10 мл, в которую до дна вставляется трубка (5). Собранный прибор проверяют на герметичность, смачивая мыльной ценой места соединения частей прибора.

Реактивы. Все реактивы должны быть проверены на отсутствие мышьяка/ 1. Йодид калия, 15,% раствор. Применяют свежеприготовленным.

2. Хлорид олова(П), 40% раствор.

3. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

4. Цинк гранулированный (без мышьяка).

5. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца.

6. Йод, 0,1 н. раствор. Готовят из фиксанала или элементарного йода. Для этого 12,7 г йода растирают в ступке с 20 г йодида калия и 15 мл дистиллированной воды до пастообразного состояния. Затем пасту количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, растворяя и смывая дистиллированной водой, и доводят объем раствора этой водой до метки. Раствор устойчив в течение 3 мес.

7. Йод, 0,001 н. раствор (поглотительный). Готовят непосредственно перед анализом разбавлением в 100 раз 0,1 н. раствора йода дистиллированной водой.

8. Серная кислота, 10 н. раствор.

9. Молибдат аммония, 2,5 % раствор в серной кислоте. В 100 мл 10 н. серной кислоты растворяют 2,5 г (NH4)6Mo7O24X 1Х4Н2O.

10. Аскорбиновая кислота, 2 % раствор. Применяют свежеприготовленный.

11. Стандартные растворы мышьяка.

Ход определения. В реакционный сосуд (1) помещают 100 мл исследуемой воды, добавляют 15 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, 6 мл 15 % йодида калия, 0,5 мл 40% хлорида олова (II), перемешивают и оставляют стоять в течение 15 мин для восстановления всего мышьяка до трехвалентного состояния. В трубку (3) помещают вату, пропитанную ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). В пробирку (6) наливают 4 мл 0,001 н, йода. В реакционный сосуд вносят около 5 г гранулированного цинка, быстро соединяют все части прибора и погружают трубку (5) в пробирку (6) до дна. Реакция выделения и поглощение арсина продолжается 2 ч, затем пробирку с поглотительным раствором отсоединяют. Обмывают трубку (5) небольшими порциями дистиллированной воды, сливая ее в ту же пробирку, общий объем раствора не должен быть более 7 мл.

В пробирку приливают 1 мл 2,5 % молибдата аммония, перемешивают, добавляют 1 мл 2 % аскорбиновой кислоты, снова перемешивают, помещают пробирку в кипящую водяную баню на 2 мин. Затем охлаждают под струей воды, доводят объем до метки дистиллированной водой, переносят в кювету с толщиной оптического слоя 2 см и фотометрируют с красным светофильтром (А, 750 нм) по отношению к поглотительному раствору, полученному при проведении дистиллированной воды через весь ход определения. Содержание мышьяка (мкг) находят по калибровочному графику.

Определение с хлоридом ртути

Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода AsH3 (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии хлорида олова(II). Арсин поглощается сулемовой бумагой. Нa бумаге появляется желтое пятно ртутно-мышьяковистого комплекса. Интенсивность окраски увеличивается при обработке реактивной бумаги раствором йодида калия, в результате чего образуется йодно-ртутно-мышьяковистое комплексное соединение желто-коричневого цвета.

Метод высокочувствительный, но дает приближенную количественную оценку. Предел обнаружения 0,002 мг/л. Диапазон измеряемых количеств мышьяка в пробе 0,2-0,8 мкг.

Определению мешают сероводород в количестве более 2,5 мг, сурьма - более 5 мкг, фосфорная кислота - более 6 мг в пробе.

Аппаратура. Прибор для определения мышьяка (рис. 4) состоит из конической колбы (1) вместимостью 50 мл, насадки с поглотительной колонкой, соединенной с колбой пришлифованной пробкой. Насадка представляет собой трубку (2) диаметром 12-15 мм, длиной 100 мм. В этой трубке на высоте 50 мм от пробки впаяна другая насадка (трубка 3) диаметром 5 мм, длиной 20 мм. Верхний конец внутренней трубки отшлифован. Отверстие трубки (3) покрывают кружком реактивной бумаги и плотно прижимают к ней трубкой (4), диаметр которой должен быть таким же, как и трубки (3). Трубка (4), нижний конец которой отшлифован, плотно вставляется при помощи отрезка резиновой трубки.

Реактивы. Все реактивы должны быть свободны от мышьяка.

1. Йодид калия. He должен выделять йода при подкислении раствора.

2. Йодид калия, 10 % раствор. Применяют свежеприготовленным.

3. Серная кислота, разбавленный (2:1) и 0,1 н. растворы.

4. Хлорид ртути (II) сулема, 5 % раствор. Растворяют при нагревании в 50 мл дистиллированной воды 2,5 г HgCl2 (яд1).

5. Сулемовая реактивная бумага. Беззольный фильтр «синяя лента» погружают на 1 ч в 5 % сулему, затем сушат на воздухе в темном месте на стекле. Нарезают кружки диаметром 5-6 мм, которые хранят в темном месте в склянке из темного стекла (срок хранения 1 мес). Можно пользоваться бромно-ртутной бумагой, полученной пропитыванием фильтровальной бумаги 5 % спиртовым раствором бромида ртути (II), менее ядовитого, чем хлорид ртути (II).

6. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца.

7. Хлорид олова(II), SnCl2*H2O.

8. Цинк гранулированный, не содержащий мышьяка.

9. Стандартные растворы мышьяка.

Ход определения. Подготовка прибора к анализу (см. рис. 4). В трубку 2 закладывают кусочек ваты, пропитанный ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). Трубку 3 покрывают кружком из реактивной бумаги, который плотно прижимается к ней трубкой 4. В трубку 2 поступает сероводород. Выделяющийся мышьяковистый водород задерживается кружком реактивной бумаги и образует на ней желтое пятно. Содержимое трубки 2 необходимо менять после каждого определения.

Проведение анализа. Перед отбором воды для анализа пробу необходимо взболтать. Для определения берут 100 мл исследуемой воды или меньший объем, содержащий не более 0,8 мкг мышьяка. Помещают в предварительно подготовленный прибор, подкисляют 10 мл серной кислоты (2:1), вносят несколько кристалликов хлорида олова (II) и 2-3 г металлического цинка. Прибор быстро закрывают пробкой с поглотительной колонкой, а содержимое колбы перемешивают.

Необходимо следить за герметичностью прибора во избежание потерь мышьяковистого водорода.

Прибор ставят в затемненное место на 2-2,5 ч. Затем вынимают реактивную бумагу, погружают на несколько секунд в 10 % йодид калия, промывают дистиллированной водой и высушивают между листами фильтровальной бумаги. Окраску пятен на бумаге сравнивают с окраской пятен стандартной шкалы, которую готовят одновременно с исследуемой пробой. Можно пользоваться имитирующей шкалой, срисованной со свежеприготовленной шкалы.

Шкала стандартных растворов. В колбы 5 приборов вносят 0-0,2-0,4-0,6-0,8 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию мышьяка 0-0,2-0,4-0,6- 0,8 мкг. Приливают по 10 мл серной кислоты (2:1) и, обмывая стенки, добавляют дистиллированную воду в таком количестве, чтобы общий объем составил 100 мл. Далее все операции проводят, как при анализе пробы, начиная с прибавления хлорида олова(II). Шкала устойчива в течение 2 ч.

Концентрацию мышьяка (мг/л) рассчитывают по формуле:

где А - количество мышьяка, найденное по шкале стандартных растворов, мкг; V - объем пробы, взятой для анализа, мл.

Методические указания МУ 31-09/04 устанавливают методику выполнения измерений концентрации общего мышьяка, массовых концентраций мышьяка (III) и мышьяка (V) в питьевых, природных, минеральных и сточных водах.
Методика внесена в Федеральный реестр методик измерений под номером: ФР.1.31.2004.01324 .
Методика внесена в Реестр методик количественного химического анализа и оценки состояния объектов окружающей среды, допущенных для государственного экологического контроля и мониторинга (ПНД Ф), под номером: ПНД Ф 14.1:2:4.223-06.
Методические указания МУ 31-09/04 могут быть реализованы на вольтамперометрических анализаторах ТА-Lab, ТА-4 и

Преимущества методики определения мышьяка на анализаторе ТА-Lab

• Увеличение производительности: одновременное получение трех результатов единичного анализа одной пробы или одновременный анализ трех проб (получение по одному единичному результату для каждой пробы).
• Высокая чувствительность анализа: возможно определение мышьяка в пробах на уровне 1/50-1/100 ПДК.
• Расход реактивов при анализе одной пробы (при получении трех результатов единичного измерения) - 0,2 мл серной кислоты, 0,2 мл насыщенного раствора сернокислого гидразина и 6 мл насыщенного раствора сульфита натрия.
• Время подготовки проб - (2,0-2,5) часа. Время измерений на анализаторе: (15-20) минут.
• Процедура анализа и подготовки проб подробно описана в методических указаниях, что позволяет избежать потерь мышьяка при подготовке проб.
• Возможно определение как валового содержания мышьяка, так и раздельное определение наиболее токсичной формы мышьяка - мышьяка (III).

Диапазоны измерений содержания форм мышьяка в водах

Метод измерений

Методика основана на проведении инверсионно-вольтамперометрического анализа раствора пробы после ее предварительной подготовки. Электроактивной формой является мышьяк (III); электронакопление проводится в форме As (0) на золото-углеродсодержащем электроде при потенциале минус 1,6 В; аналитический сигнал получают в результате электрохимического окисления As (0) до As (III) при изменении потенциала от минус 0,6 В до плюс 0,2 В. Потенциал анодного пика мышьяка находится в интервале минус (0,20±0,05) В. Массовая концентрация мышьяка в пробе определяется методом добавок аттестованной смеси As (III) в анализируемый раствор.
Общую концентрацию мышьяка определяют после восстановления соединений As (V) до As (III) натрия пиросульфитом или гидразином сернокислым при упаривании пробы в присутствии серной кислоты.
Для определения содержания в воде As (V) пробу упаривают досуха с добавлением концентрированной соляной кислоты. Сухой остаток выдерживают в муфеле при температуре свыше 450 °С. При этом соединения As (III) улетучиваются. Сохранившийся в пробе As (V) восстанавливают до As (III) натрия пиросульфитом или гидразином сернокислым в присутствии серной кислоты, после чего проводят определение As (III) в минерализате.
Массовую концентрацию As (III) определяют как разницу общей концентрации мышьяка и массовой концентрации As (V).

Применяемые электроды

При определении мышьяка используют двухэлектродную ячейку. В качестве рабочего электрода применяют , покрытый золотом (золото-углеродсодержащий электрод); в качестве электрода сравнения - . Электроды входят в состав .
Срок службы электродов - не менее 1 года.

Для реализации методики необходимо приобрести

• - для внесения фонового раствора в ячейки анализатора, для внесения растворов на стадии подготовки проб к измерениям.
• - для внесения пробы в стаканы и разведения обработанной пробы.

Применение следующего оборудования улучшает точность результатов измерений

• () - для проведения минерализации проб при контроле температуры и времени для уменьшения возможных потерь мышьяка на стадии пробоподготовки.
• или - для проведения подготовки проб к измерениям при контроле температуры и времени.

Используемые реактивы

*Расход реактивов приведен для получения трех результатов единичных измерений.

Название одного из самых древних химических элементов, известных человеку, соединения которого широко использовали древние греки и римляне, на поверку вызывает лишь суеверный ужас. Мышьяк – ядовитое вещество, которое таит в себе угрозу здоровью и жизни человека?

Отравление мышьяком было эффективным методом борьбы с грызунами, благодаря чему арсенопирит получил свое бытовое наименование. Официально мышьяк был открыт и зарегистрирован в средние века, однако диагностировать смерть в результате интоксикации смогли гораздо позже. Область применения мышьяка значительно расширилась: простой народ устранял вредителей, придворные интриганы – конкурентов.

Свойства элемента и его соединений

Несмотря на некоторые металлические свойства, мышьяк относится к неметаллам и встречается в природе в нескольких аллотропных формах, ядовитых в той или иной степени. В природе этот элемент получают при переработке сульфидных руд в качестве побочного продукта, который существует как в чистом виде, так и в соединениях (арсенидах и арсеносульфидах).

Сегодня известно более 200 химических веществ, в состав которых входит мышьяк. Во время работы с этим элементом используют специальные защитные средства, так как оксид мышьяка обладает высокой токсичностью, а для смертельного отравления достаточно одного вдоха газа арсина. С другой стороны, мышьяк в чистом виде и некоторые другие его соединения сравнительно инертны и не только не представляют опасности, но и являются активными компонентами медицинских препаратов.

Такое разнообразие производных данного элемента объясняет использование его во многих сферах человеческой жизнедеятельности:

Широкая область применения ядовитых соединений является причиной острых и хронических отравлений. Мышьяк устойчив к воздействию как кислот, так и щелочей.

Вещество обладает свойствами, схожими с фосфором, и способен замещать его в химических реакциях. Другими антагонистами мышьяка являются цинк, сера, селен. Этот элемент препятствует усвоению витаминов А, С, Е и часто используется в качестве противоядия при острых отравлениях селеном.

Биологическая роль мышьяка и его соединений

Несмотря на то, что в организме человека в норме содержится до 15 мг мышьяка, ученые не дают исчерпывающей информации о биологическом значении этого вещества. Мышьяк относят к категории иммунотоксичных элементов, однако он принимает участие практически во всех биохимических процессах и оказывает влияние на окислительные реакции, которые происходят в митохондриях.

Элемент взаимодействует с некоторыми группами белков и аминокислот (цистеином, глутатионом и др.), способен выполнять функции фосфатов и выступать в качестве активатора ферментов в ферментативных реакциях. Положительно влияет на кроветворение и усвоение организмом азота и фосфора.

Дефицит мышьяка у человека наблюдается крайне редко, так как он в достаточном количестве содержится в продуктах питания:

• питьевая и минеральная вода (от 10мкг/л до 1мг/л в зависимости от региона);
• виноградные вина и фруктовые соки (до 1мг/л);
• морская рыба, моллюски и другие
• злаки и хлебобулочные изделия;
• фрукты и овощи, выращенные с применением пестицидов и гербицидов.

Суточная норма мышьяка для человека варьируется от 10 до 15 мкг, ежедневный рацион на 2000 ккал вполне удовлетворяет эту потребность. Около 90% неорганических соединений этого элемента легко растворяются и усваиваются организмом. Через сутки из организма выводится до 35% от поступившего количества соединений мышьяка, остальное накапливается в печени, легких и тонком кишечнике.

Эта особенность увеличивает риск хронического отравления мышьяком, которое чаще встречается в неблагоприятных регионах с повышенной концентрацией элемента в питьевой воде, воздухе и почве вблизи от промышленных предприятий. Доказано также, что курение способствует развитию хронической формы отравления.

Лабораторные исследования показали, что у живых организмов, которые испытывают недостаток мышьяка (менее 1 мкг в день), наблюдаются такие симптомы:

• замедление в росте и развитии;
• ненормально высокая фертильность;
• повышенная перинатальная смертность;
• изменение состава сыворотки крови.

Однако в реальности случаи острого дефицита мышьяка не были зарегистрированы. Напротив, возникла необходимость понижения концентрации мышьяка в пище и окружающей среде, но безопасной альтернативы этому элементу пока не существует.

Как действует мышьяк на организм человека

Хроническая интоксикация мышьяком не менее опасна, чем острая ее форма. В малых дозах это – , накопление которого в организме приводит к численным патологиям. Избыточное содержание мышьяка сложно выявить, так как механизм его воздействия связан с нарушением обмена веществ.

Основной мишенью для мышьяка являются костный мозг, печень, легкие, почки и желудочно-кишечный тракт, где накапливаются его излишки, но негативные последствия его избытка затрагивают все органы. Таблица наглядно демонстрирует изменения, которым подвергается организм в результате хронического отравления мышьяком.

Диагностировать избыток мышьяка в организме можно с помощью анализа мочи в лабораторных условиях. Допустимая концентрация этого элемента в моче детей и взрослых составляет 1мг/кг и 3мг/кг соответственно.

Симптомы отравления мышьяком и помощь пострадавшему

Пероральное употребленный мышьяк в чистом виде менее токсичен, чем его соединения. Максимальная суточная доза вещества составляет 20 мг, ее превышение опасно для здоровья человека и вызывает интоксикацию.

Причиной острого отравления мышьяком может стать не только избыточное поступление с пищей, водой и воздухом, но и нарушение правил техники безопасности на производстве или попытки суицида.

Признаки острой интоксикации проявляются в течение трех часов после употребления внутрь:

• ожог слизистых рта, гортани;
• раздражение носоглотки, затруднения при глотании;
• сильная тошнота, рвота, диарея;
• боли в области печени и ЖКТ;
• пожелтение кожи, появление сыпи и пигментных пятен;
• моча черного цвета;
• судороги, онемение конечностей, паралич.

При легком отравлении мышьяком доступным противоядием является казеин – белок, который содержится в молоке. С его помощью можно воспрепятствовать дальнейшему всасыванию токсина в стенки желудка. Однако лечение в домашних условиях не рекомендуется, при появлении первых симптомов следует вызвать бригаду медиков и оказать пострадавшему посильную доврачебную помощь.

Облегчить состояние пострадавшего можно следующим образом:

• вывести человека из зоны поражения (если отравление произошло воздушно-капельным путем);
• при попадании яда на кожу, смыть его остатки водой с мылом;
• промыть желудок слабым раствором поваренной соли и дать принять абсорбенты;
• искусственное дыхание и массаж сердца – по необходимости.

В стационаре лечение производится с помощью специфических антидотов мышьяка – и ДМПС. По необходимости применяют раствор тиосульфата натрия и проводят гемодиализ. Дальнейшее лечение предполагает строгую диету с обязательным употреблением в пищу молочных продуктов и дополнительное введение витаминов и аминокислот.

К последствиям отравления относят ломкость ногтей, выпадение волос, атрофия мышц и увеличение риска возникновения злокачественных кожных образований. Нарушаются функции кровеносной и пищеварительной систем, печени и органов чувств. Часто воздействие токсина на организм провоцирует развитие гастрита, гепатита и появление раковых опухолей. Список последствий передозировки дополняют речевые расстройства, повышенная тревожность, полиневриты и появление склонности к депрессии.

Мышьяк в современной медицине

Несмотря на свою токсичность, мышьяк используется для лечения лейкоза на первой стадии и легкой формы этого заболевания. С его помощью подавляют образование лейкоцитов и стимулируют синтез красных кровяных клеток.

В гомеопатических дозах мышьяк входит в состав препаратов, которые актуальны в случаях:

• протозийных инфекций;
• бактериальных инфекций;
• кожных заболеваний;
• малярии, тифа, сифилиса.

Однако наиболее широко применяет мышьяк современная стоматология для лечения кариеса как некротическое средство для удаления пораженной пульпы. Паста, которая содержит мышьяковистую кислоту, позволяет абсолютно безболезненно извлечь нерв и запломбировать зуб.

Медики уверяют, что при своевременном удалении пломбы, отравления мышьяком при лечении зуба не произойдет. Доза ангидрида в стоматологическом препарате слишком мала для того, чтобы вызвать интоксикацию, и применяется он только в особо запущенных случаях.

Мышьяк – это естественный элемент земной коры, широко распространенныйокружающей среде – в почве, воде и воздухе. Естественным образом в высоких концентрациях мышьяк присутствует в грунтовых водах. Мышьяк представлен органической и неорганической формами. Неорганическая форма мышьяка (соединения присутствующие в воде) является высокотоксичной. Соединения органического мышьяка (например, присутствующие в морепродуктах) не столь ядовиты. Чистый мышьяк не вреден для здоровья, в то время как все соединения мышьяка, растворимые в воде либо переходящие в раствор под воздействием желудочного сока, крайне токсичны. Особую опасность представляет мышьяковистый водород.

Чем опасен мышьяк в воде?

Наиболее разрушительное воздействие на организм человека оказывает загрязненная вода, которая используется для приготовления пищи, для питья, а также орошения продовольственных сельскохозяйственных культур.

Продолжительное употребление мышьяка с питьевой водой и пищевыми продуктами приводит к поражениям кожи, развитию онкозаболеваний, пагубно сказывается на развитии, провоцирует сердечно-сосудистые заболевания, диабет.

В числе первых симптомов продолжительного воздействия неорганического мышьяка в больших концентрациях (через пищевые продукты или питьевую воду) – изменения на коже: пигментации, огрубение и повреждения кожи на ступнях, ладонях, или, так называемый гиперкератоз. Подобные симптомы проявляются вследствие воздействия мышьяка на протяжении 5 и более лет, и могут свидетельствовать о развитии рака кожи. Длительное воздействие данного яда может провоцировать раковые заболевания легких и мочевого пузыря. По данным международного агентства по изучению рака мышьяк и его соединения классифицируются как человеческие канцерогены.

Симптомами острого отравления мышьяком могут быть боли в области живота, рвота и диарея. Следующей стадией являются онемение, покалывание в конечностях, а также мышечные судороги. В самых тяжелых случаях не исключен летальный исход.

Предельно допустимая концентрация мышьяка в воде

Предельно допустимой концентрацией мышьяка в воде считается величина 0.05 мг/дм.куб, отражающая предельно высокий уровень токсичности мышьяка.

Методы очистки воды от мышьяка

Очистка воды от мышьяка является необходимым этапом водоподготовки по причине крайне тяжелых последствий отравления.

Адсорбция

Под данным методом подразумевается процесс поглощения частиц загрязнителя фильтрующим пористым материалом. Загрязненная вода проходит через фильтрующий материал, поры которого задерживают частицы загрязнителя.

Фильтрующими материалами выступают натуральные и синтетические материалы. В числе натуральных загрузок для водоочистных систем применяется активированный уголь -натуральный материал, который изготавливается из древесины, обработанной под воздействием высоких температур. Активированный уголь имеет сильнопористую структуру, благодаря которой увеличиваются адсорбционные свойства материала.

Не менее популярны загрузочные материалы из синтетических волокон, преимущество которых в способности контролировать размер пор, корректируя его под частицы конкретных загрязнителей.

Очистка воды с помощью отработанных материалов

Данный метод подразумевает применение золы или отработанного угля, на поверхность которого наносят гидроокись железа. Проходя через слой золы, вода очищается за счет реакции гидроокиси железа и мышьяка, в результате чего мышьяк полностью удаляется. Данный метод схож с механической очисткой воды.

Очистка воды от мышьяка с помощью цистеина

В такой технологии применяется слоистая полиэтиленовая бутылка, покрытая цистеином – аминокислотой, которая содержится в пищевых продуктах и биодобавках. Покрытые цистеином волокна стенок бутылки адсорбируют мышьяк из загрязненной воды, работая как магнит.

Система обратного осмоса

Суть метода заключается в прохождении воды через полунепроницаемую мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный, вследствие давления, которое превышает разницу осмотических давлений двух растворов.

Мембрана удерживает растворенные вещества, и пропускает только воду. Малый размер пор мембраны, а также ее особое физико-химическое строение позволяют проникать через нее исключительно молекулам воды.