arsenic - Arsenic


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Arsenic,   33 Comme
Arsen 1a.jpg
Les propriétés générales
Prononciation
allotropes gris (le plus courant), jaune, noir
Apparence gris métallisé
Poids atomique standard ( A r, norme ) 74,921 595 (6)
L' arsenic dans le tableau périodique
Hydrogène Hélium
Lithium Béryllium Bore Carbone Azote Oxygène Fluor Néon
Sodium Magnésium Aluminium Silicium Phosphore Soufre Chlore Argon
Potassium Calcium scandium Titane Vanadium Chrome Manganèse Le fer Cobalt Nickel Cuivre Zinc Gallium Germanium Arsenic Sélénium Brome Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdène technétium Ruthénium rhodium Palladium argent Cadmium Indium Étain Antimoine Tellure Iode Xénon
Césium Baryum Lanthane Cérium praséodyme néodyme Prométhium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium holmium Erbium Thulium Ytterbium lutécium Hafnium Tantale Tungstène Rhénium Osmium Iridium Platine Or Le mercure (élément) Thallium Conduire Bismuth Polonium astate Radon
francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium américium Curium Berkelium californium einsteinium fermium Mendelevium Nobelium lawrencium rutherfordium dubnium seaborgium bohrium hassium meitnerium darmstadtium roentgenium copernicium Nihonium flérovium Moscovium livermorium Tennessine Oganesson
P

Comme

Sb
germaniumarsenicsélénium
Numéro atomique ( Z ) 33
Groupe groupe 15 (pnictogène)
Période période 4
Bloc p-bloc
catégorie de l'élément   métalloïde
configuration électronique [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 3
Par coquille Électrons
2, 8, 18, 5
Propriétés physiques
Phase à  STP solide
point de Sublimation 887 K (615 ° C, 1137 ° F)
Densité (près  de la température ambiante ) 5,727 g / cm 3
lorsque le liquide (à  point de fusion ) 5,22 g / cm 3
Point triple 1090 K, 3628 kPa
Point critique 1673 K,? MPa
Température de fusion gris: 24,44  kJ / mol
Chaleur de vaporisation 34,76 kJ / mol (?)
capacité thermique Molar 24,64 J / (mol · K)
La pression de vapeur
P  (Pa) 1 dix 100 1 k 10 k 100 k
à  T  (K) 553 596 646 706 781 874
propriétés atomiques
états d'oxydation -3 , -2, -1, +1, +2, +3 , +4, +5 (a légèrement acide oxyde)
électronégativité Pauling: 2,18
énergies Ionisation
  • 1er: 947,0 kJ / mol
  • 2ème: 1798 kJ / mol
  • 3ème: 2735 kJ / mol
  • ( Suite )
rayon atomique empirique: 119  heures
rayon covalent 119 ± 16 heures
Rayon de van der Waals 185 h
lignes de couleur dans un domaine spectral
Raies spectrales d'arsenic
D'autres propriétés
Structure en cristal rhomboédrique
structure cristalline rhomboédrique de l'arsenic
Dilatation thermique 5,6 um / (m · K) (à  température ambiante )
Conductivité thermique 50,2 W / (m · K)
Résistivité électrique 333 nΩ · m (à 20 ° C)
commande magnétique diamagnétique
Susceptibilité magnétique -5,5 · 10 -6  cm 3 / mol
Module d'Young 8 GPa
module de compressibilité 22 GPa
dureté Mohs 3.5
dureté Brinell 1440 MPa
Numero CAS 7440-38-2
L'histoire
Découverte avant 300 CE
Principaux isotopes de l' arsenic
Isotope Abondance La demi-vie ( t 1/2 ) Mode Decay Produit
73 Comme syn 80,3 d ε 73 Ge
γ -
74 Comme syn 17,8 d ε 74 Ge
β + 74 Ge
γ -
β - 74 Se
75 Comme 100% stable
| références

L' arsenic est un élément chimique avec le symbole  Comme et de numéro atomique  33. L' arsenic se produit dans de nombreux minéraux, habituellement en combinaison avec le soufre et les métaux , mais aussi comme un pur élémentaire cristal . L' arsenic est un métalloïde . Il a plusieurs allotropes , mais seulement la forme grise, qui a un aspect métallique, est important pour l' industrie.

L'utilisation principale de l' arsenic est dans les alliages de plomb (par exemple dans des batteries de voiture et des munitions ). L' arsenic est un n-type commun dopant en semi - conducteur des dispositifs électroniques, et l' opto - électronique composé d' arséniure de gallium est le deuxième semi-conducteur le plus couramment utilisé après dopé silicium . L' arsenic et ses composés, en particulier le trioxyde, sont utilisés dans la production de pesticides , les produits du bois traités, herbicides et insecticides . Ces applications sont en baisse en raison de la toxicité de l' arsenic et ses composés.

Quelques espèces de bactéries sont capables d'utiliser les composés de l' arsenic en tant respiratoires métabolites . Des traces d'arsenic sont un élément essentiel élément alimentaire chez les rats, les hamsters, les chèvres, les poulets, et probablement d' autres espèces. Un rôle dans le métabolisme humain est inconnu. Cependant, empoisonnement à l' arsenic se produit dans la vie multicellulaire si les quantités sont plus grandes que nécessaire. Contamination par l' arsenic des eaux souterraines est un problème qui affecte des millions de personnes à travers le monde.

Les États-Unis de l' Environmental Protection Agency stipule que toutes les formes d'arsenic sont un risque sérieux pour la santé humaine. Les États-Unis Agence pour les substances toxiques et des maladies du Registre classé l' arsenic comme numéro 1 dans sa liste des priorités 2001 de dangereuses substances au Superfund sites. L' arsenic est classé comme groupe-A cancérogène .

Les caractéristiques

Caractéristiques physiques

Structure cristalline commune à Sb , AsSb et As gris

Les trois arsenic les plus courants allotropes sont gris, jaune et noir d' arsenic, de gris étant le plus commun. Arsenic Gray (α-As, groupe d'espace R 3 m n o 166) adopte une structure à double couche constituée d' un grand nombre entrelacés, volants, cycles à six chaînons. En raison de la liaison faible entre les couches, l' arsenic gris est fragile et a une relativement faible dureté Mohs de 3,5. La plus proche et à venir plus proches voisins forment un complexe octaédrique déformée, avec les trois atomes dans le même double couche étant légèrement plus étroite que les trois atomes dans l'autre. Cet emballage relativement proche conduit à une forte densité de 5,73 g / cm 3 . Arsenic Gray est un métalloïde , mais devient un semi - conducteur avec une bande interdite de 01/02 à 01/04 eV si amorphisée. Arsenic gris est aussi la forme la plus stable. Arsenic jaune est doux et cireux, et un peu semblable à tétraphosphore ( P
4
). Les deux ont quatre atomes disposés dans unetétraédriquestructure dans laquelle chaque atome est lié à chacun des trois autres atomes par une liaison simple. Cette allotrope instable, étant moléculaire, est le plus volatil, moins dense, etplus toxique. Arsenic est produit solide jaune parrefroidissement rapide devapeurarsenic,Comme
4
. Il est rapidement transformé en arsenic gris parlumière. La forme jaune a une densité de 1,97 g / cm3. Arsenic noir est similaire dansstructure dephosphore noir. Noir arsenic peut également être formé parvapeurrefroidissement aux environs100-220 ° C. Il est vitreux et cassant. Il est également un mauvais conducteur électrique.

isotopes

L' arsenic se produit dans la nature comme élément monoisotopique , composé d'une stable isotope , 75 As. En 2003, au moins 33 radioisotopes ont également été synthétisés, allant en masse atomique de 60 à 92. Le plus stable de ces derniers est 73 Comme une demi-vie de 80,30 jours. Tous les autres isotopes ont des demi-vies de moins d' un jour, à l'exception de 71 As ( t 1/2 = 65.30 heures), 72 As ( t 1/2 = 26,0 heures), 74 As ( t 1/2 = 17.77 jours ), 76 As ( t 1/2 = 1.0942 jours) et 77 As ( t 1/2 = 38,83 heures). Isotopes qui sont plus légers que les stables 75 Comme ont tendance à se désintégrer par β + désintégration , et ceux qui sont plus lourds ont tendance à se désintégrer par β - décomposition , à quelques exceptions près.

Au moins 10 isomères nucléaires ont été décrits, en masse atomique allant de 66 à 84. Le plus stable des isomères de l' arsenic est 68m Comme avec une demi-vie de 111 secondes.

Chimie

L' arsenic a une énergie d'électronégativité et d' ionisation similaires à ses phosphore plus légers cogénérées et en tant que telle forme facilement des molécules covalentes avec la plupart des non - métaux. Bien que stable dans l' air sec, l' arsenic forme un ternissement bronze doré lors de l' exposition à l' humidité qui devient finalement une couche de surface noire. Lorsqu'il est chauffé dans l' air, l' arsenic oxyde de trioxyde d' arsenic ; les fumées de cette réaction ont une odeur ressemblant à l' ail . Cette odeur peut être détectée sur saisissants arséniure minéraux tels que arsénopyrite avec un marteau. Il brûle dans l' oxygène pour former du trioxyde d' arsenic et de pentoxyde d' arsenic , qui ont la même structure que les composés du phosphore plus bien connus, et en fluor pour donner le pentafluorure d'arsenic . Arsenic (et certains composés de l' arsenic) se sublime par chauffage à la pression atmosphérique, la conversion directement à un état gazeux sans état liquide intervenant à 887 K (614 ° C). Le point triple est 3,63 MPa et 1090 K (820 ° C). L' arsenic rend acide arsénique avec concentré acide nitrique , l' acide arsénieux avec de l' acide nitrique dilué, et le trioxyde d' arsenic à concentration de l' acide sulfurique ; cependant, il ne réagit pas avec l' eau, alcalis ou acides non-oxydants. L' arsenic réagit avec des métaux pour former des arséniures , bien que ce ne sont pas des composés ioniques contenant le As 3- ion que la formation d'un tel anion serait fortement endothermique et même le groupe 1 arséniures ont des propriétés de intermétalliques composés. Comme le germanium , le sélénium et le brome , qui , comme l' arsenic réussir la série de transition 3d , de l' arsenic est beaucoup moins stable à l'état d'oxydation du groupe de cinq de ses phosphore vertical des voisins et de l' antimoine, et , partant , le pentoxyde d' arsenic et de l' acide arsenic sont des oxydants puissants.

composés

Les composés de l' arsenic ressemblent à certains égards , ceux de phosphore qui occupe le même groupe (colonne) du tableau périodique . Les plus communs des états d'oxydation de l' arsenic sont: -3 dans les arséniures , qui sont des composés intermétalliques de type alliage, 3 dans les arsénites , et 5 dans les arséniates et les composés organo plus. L' arsenic se lie également facilement à lui-même comme on le voit dans le carré En 3-
4
ions dans le minéral skutterudite . Dans le 3 état d'oxydation , de l' arsenic est généralement pyramidale en raison de l'influence de la seule paire d' électrons .

composés inorganiques

L' un des plus simple composé d' arsenic est le trihydrure, le, inflammable, très toxique pyrophore arsine (AsH 3 ). Ce composé est généralement considéré comme stable, car à la température ambiante , il se décompose lentement. A des températures de décomposition de 250 à 300 ° C à l' arsenic et de l' hydrogène est rapide. Plusieurs facteurs, tels que l' humidité , la présence de la lumière et de certains catalyseurs ( à savoir l' aluminium ) facilitent la vitesse de décomposition. Il oxyde facilement dans l' air pour former le trioxyde d' arsenic et de l' eau, et des réactions analogues ont lieu avec du soufre et du sélénium au lieu d' oxygène .

Formes d' arsenic incolore, inodore et cristallines d' oxydes Comme 2 O 3 ( « arsenic blanc ») et As 2 O 5 , qui sont hygroscopiques et facilement soluble dans l' eau pour former des solutions acides. L' arsenic (V) l' acide est un acide faible et les sels sont appelés arséniates , la plus courante contamination par l' arsenic des eaux souterraines , et un problème qui touche beaucoup de gens. Arséniates synthétiques comprennent vert de Scheele (arséniate cuivrique d'hydrogène, l' arséniate de cuivre acide), l' arséniate de calcium et de plomb arsenate d'hydrogène . Ces trois ont été utilisés comme agricoles insecticides et poisons .

Les étapes de protonation entre l'arséniate et l' acide arsenic sont semblables à ceux entre le phosphate et l' acide phosphorique . Contrairement à l' acide phosphoreux , l' acide arsénieux est réellement tribasique, de formule As (OH) 3 .

On connaît une large variété de composés de soufre de l' arsenic. Orpiment ( Comme 2 S 3 ) et realgar ( Comme 4 S 4 ) sont un peu abondants et ont été précédemment utilisés comme pigments de peinture. En tant que 4 S 10 , l' arsenic a un état d'oxydation formel de +2 à As 4 S 4 qui comporte des liaisons AS-AS de sorte que le total de covalence Comme cela est encore 3. Les deux orpiment et realgar, ainsi que As 4 S 3 , avoir des analogues de sélénium; Comme l'analogue 2 Te 3 est connu comme le minéral kalgoorlieite , et l'anion Comme 2 Te - est connu comme un ligand dans cobalt complexes.

Tous les trihalogénures d'arsenic (III) sont bien connus à l' exception du astatide, qui est inconnu. Arsenic pentafluorure (AsF 5 ) est la seule pentahalogénure importante, ce qui reflète la stabilité inférieure de l'état d'oxydation +5; même si, il est très fort et fluoruration agent oxydant. (Le pentachlorure est stable seulement en dessous de -50 ° C, température à laquelle il se décompose au trichlorure, libérant du chlore gazeux).

alliages

L' arsenic est utilisé en tant que groupe 5 élément dans le semi - conducteurs III-V arséniure de gallium , l' arséniure d' indium et d' arséniure d'aluminium . Le nombre d'électrons de valence de GaAs est identique à une paire d'atomes de Si, mais la structure de bande est tout à fait différente , qui se traduit par des propriétés distinctes en vrac. D' autres alliages d' arsenic comprennent les semi - conducteurs II-V arséniure de cadmium .

composés organo

triméthylarsine

Une grande variété de composés organo sont connus. Plusieurs ont été développés comme agents de guerre chimique pendant la Première Guerre mondiale, y compris vésicants tels que lewisite et des agents tels que des vomissements adamsite . L' acide cacodylique , qui est d'intérêt historique et pratique, provient de la méthylation de trioxyde d' arsenic, une réaction qui n'a pas d' analogie dans la chimie du phosphore. En effet, cacodyle a été le premier composé organométallique connu (même si l' arsenic est pas un vrai métal) et a été nommé du grec κακωδἰα « pue » pour son odeur nauséabonde; comme tous les composés de l' arsenic, il est très toxique.

Présence et production

Un grand échantillon d'arsenic natif

L' arsenic comprend environ 1,5  ppm  (0,00015%) de la croûte terrestre et est le 53ème élément le plus abondant. Les concentrations de fond typiques de l' arsenic ne dépassent pas 3 ng / m 3 dans l'atmosphère; 100 mg / kg dans le sol; et 10 ug / L dans l' eau douce.

Minéraux avec la formule de masse et MAs 2 (M = Fe , Ni , Co ) sont les sources commerciales dominantes de l' arsenic, en même temps que realgar (un minéral de sulfure d' arsenic) et native (élémentaire) arsenic. Un minéral est illustratif arsénopyrite ( Fe Comme S ), qui est structurellement apparenté à la pyrite de fer . De nombreux minéraux mineurs Comme contenant sont connus. L' arsenic se produit également sous diverses formes organiques dans l'environnement.

sortie d'arsenic en 2006

En 2014, la Chine était le plus grand producteur d'arsenic blanc avec une part mondiale près de 70%, suivi par Maroc , la Russie et la Belgique , selon la British Geological Survey et de la United States Geological Survey . La plupart des opérations de raffinement d' arsenic aux États - Unis et en Europe ont fermé sur les préoccupations environnementales. L' arsenic se trouve la poussière de fonderie de cuivre , d' or et de plomb des fonderies, et est récupéré principalement de la poussière de raffinage de cuivre.

Le grillage arsénopyrite dans l' air, l' oxyde d' arsenic se sublime que l' arsenic (III) en laissant les oxydes de fer, tandis que la torréfaction sans résultats d'air dans la production de l' arsenic gris. Une purification supplémentaire de soufre et d' autres chalcogènes est obtenu par sublimation sous vide, dans une atmosphère d'hydrogène, ou par distillation du mélange de plomb et d'arsenic fondu.

Rang Pays 2014 Comme 2 O 3 production
1  Chine 25 000 T
2  Maroc T 8.800
3  Russie 1500 T
4  Belgique 1000 T
5  Bolivie 52 T
6  Japon 45 T
- Total mondial (arrondi) 36400 T

L'histoire

Réalgar
Symbole alchimique pour l' arsenic

Le mot arsenic a son origine dans le Syriaque mot ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa , du persan mot زرنيخ zarnikh , ce qui signifie « jaune » (littéralement « couleur or ») et donc « (jaune) orpin ». Il a été adopté en grec comme arsenikon ( ἀρσενικόν ), une forme qui est l' étymologie populaire , étant la forme neutre du mot grec arsenikos ( ἀρσενικός ), ce qui signifie « homme », « virile ». Le mot grec a été adopté en latin comme Arsenicum , qui en français est devenu l' arsenic , dont l'arsenic mot anglais est pris. (Sulfures d' arsenic orpiment, realgar ) et les oxydes ont été connus et utilisés depuis les temps anciens. Zosimos (environ 300 AD) décrit grillage sandaraque (realgar) pour obtenir nuage d'arsenic ( trioxyde d'arsenic ), qui était alors réduit à l' arsenic gris. Comme les symptômes d' empoisonnement à l' arsenic ne sont pas très spécifiques, il a été fréquemment utilisé pour assassiner jusqu'à l'avènement du test de Marsh , un test chimique sensible pour sa présence. (Un autre test moins sensible mais plus général est le test de Reinsch .) En raison de son utilisation par la classe dirigeante pour assassiner un autre et sa puissance et discreetness, l' arsenic a été appelé le « poison des rois » et le « roi des poisons ».

Le labyrinthe d'arsenic, une partie de Botallack mine , Cornwall.

Au cours de l' âge de bronze , l' arsenic était souvent inclus dans le bronze , ce qui a rendu l'alliage plus dur (soi-disant « bronze arsenical »). Albertus Magnus (Albert le Grand, 1193-1280) est censé avoir été le premier à isoler l'élément à partir d' un composé en 1250, par chauffage avec du savon trisulfure d' arsenic . En 1649, Johann Schröder a publié deux façons de préparer l' arsenic. Les cristaux d'arsenic élémentaire (native) se trouvent dans la nature, bien que rares.

Cadet de liquide fumant (impure de cacodyle ), souvent revendiquée comme étant le premier synthétique composé organométallique , a été synthétisé en 1760 par Louis Claude Cadet de Gassicourt par la réaction de l' acétate de potassium avec du trioxyde d'arsenic .

Bande dessinée satirique de Honoré Daumier d'un chimiste donnant une démonstration publique d'arsenic, 1841

Dans l' ère victorienne , « arsenic » ( « arsenic blanc » ou trioxyde d' arsenic) a été mélangé avec du vinaigre et de la craie et consommés par les femmes pour améliorer le teint de leur visage, ce qui rend leur plus pâle de la peau pour montrer qu'ils ne travaillent pas dans les champs. L' arsenic a également été frotté sur le visage et les bras des femmes « d' améliorer leur teint ». L'utilisation accidentelle d'arsenic dans l'adultération des denrées alimentaires a conduit à l'empoisonnement doux Bradford en 1858, ce qui a donné lieu à environ 20 décès.

Deux pigments d' arsenic ont été largement utilisés depuis leur découverte - Paris vert et vert de Scheele . Après la toxicité de l' arsenic est devenu largement connu, ces produits chimiques ont été utilisés moins souvent que les pigments et le plus souvent comme insecticides. Dans les années 1860, un sous - produit de la production d' arsenic de colorant, London Violet a été largement utilisé. Ce fut un mélange solide de trioxyde d' arsenic, l' aniline, la chaux et l' oxyde ferreux, insoluble dans l' eau et très toxique par inhalation ou ingestion Mais il a été remplacé plus tard avec le vert de Paris, un autre colorant à base d' arsenic. Grâce à une meilleure compréhension du mécanisme de la toxicologie, ont été utilisés deux autres composés de départ dans les années 1890. Arsénite de chaux et arséniate de plomb ont été utilisés largement comme insecticides jusqu'à la découverte du DDT en 1942.

Applications

Agricole

Roxarsone est un composé d' arsenic controversé utilisé comme ingrédient dans l'alimentation des poulets.

La toxicité de l' arsenic à des insectes , des bactéries et des champignons a conduit à son utilisation comme agent de conservation du bois. Dans les années 1930, un processus de traitement du bois avec arséniate de cuivre chromaté (également connu sous le nom CCA ou Tanalith ) a été inventé, et depuis des décennies, ce traitement a été l'utilisation industrielle la plus étendue de l' arsenic. Une appréciation accrue de la toxicité de l' arsenic a conduit à une interdiction de l' ACC dans les produits de consommation en 2004, initié par l' Union européenne et aux États-Unis. Cependant, l' ACC reste dans une utilisation intensive dans d' autres pays (comme les plantations de caoutchouc en Malaisie).

L' arsenic a également été utilisé dans divers insecticides agricoles et des poisons. Par exemple, l' arséniate de plomb hydrogène est un insecticide commun sur les arbres fruitiers , mais le contact avec le composé a parfois causé des lésions cérébrales chez les personnes qui travaillent les pulvérisateurs. Dans la seconde moitié du 20ème siècle, l' arséniate de méthyle monosodique (MSMA) et méthanearséniate disodique (DSMA) - formes organiques moins toxiques de l' arsenic - remplacé arséniate de plomb dans l' agriculture. Ces arsenicaux organiques ont été tour à tour éliminés progressivement d' ici 2013 dans toutes les activités agricoles , à l' exception culture du coton.

La biogéochimie de l' arsenic est complexe et comprend divers procédés d'adsorption et de désorption. La toxicité de l' arsenic est reliée à sa solubilité et est affectée par le pH. Arsénite ( AsO 3-
3
) est plus soluble que l' arséniate ( AsO 3-
4
) et est plus toxique; Cependant, à un pH inférieur, arséniate devient plus mobile et toxique. On a constaté que l' addition de soufre, de phosphore et des oxydes de fer sur les sols à haute arsénite réduit considérablement la phytotoxicité de l' arsenic.

L' arsenic est utilisé comme additif dans l'alimentation des volailles et la production porcine , en particulier aux États - Unis pour augmenter le gain de poids, d' améliorer l' efficacité alimentaire , et pour prévenir les maladies. Un exemple est roxarsone , qui avait été utilisé comme un poulet de chair entrée d'environ 70% des producteurs de poulets de chair américains. La Loi sur la volaille Poison-libre de 2009 a proposé d'interdire l'utilisation de roxarsone chez le porc industriel et la production de volaille. Alpharma, une filiale de Pfizer Inc., qui produit roxarsone, volontairement suspendu les ventes du médicament en réponse à des études montrant des taux élevés d'arsenic inorganique, un agent cancérigène, chez les poulets traités. Un successeur Alpharma, Zoetis , continue de vendre nitarsone , principalement pour une utilisation chez les dindes.

L' arsenic est ajouté intentionnellement à l'alimentation de poulets élevés pour la consommation humaine. Les composés organiques de l' arsenic sont moins toxiques que l' arsenic pur et favorisent la croissance des poulets. Dans certaines conditions, l'arsenic dans l' alimentation des poulets est converti en la forme inorganique toxique.

Une étude de 2006 sur les restes de l' Australie cheval de course, Phar Lap , a déterminé que la mort 1932 du célèbre champion a été causée par une surdose massive d'arsenic. Vétérinaire Sydney Percy Sykes a déclaré: « En ces jours -là , l' arsenic était assez tonique commun, généralement donné sous la forme d'une solution (solution de Fowler) ... Il était si commun que je pense 90 pour cent des chevaux avaient arsenic dans leur système « .

usage médical

Au cours du 18ème, 19ème et 20ème siècles, un certain nombre de composés de l' arsenic ont été utilisés comme médicaments, y compris arsphénamine (par Paul Ehrlich ) et du trioxyde d'arsenic (par Thomas Fowler ). Arsphénamine, ainsi que neosalvarsan , a été indiqué pour la syphilis et la trypanosomiase , mais a été remplacé par modernes antibiotiques .

Le trioxyde d' arsenic a été utilisé dans une variété de façons au cours des 500 dernières années, le plus souvent dans le traitement du cancer , mais dans les médicaments aussi divers que la solution de Fowler dans le psoriasis . Les États - Unis Food and Drug Administration en l'an 2000 a approuvé ce composé pour le traitement des patients atteints de leucémie aiguë promyélocytaire qui résiste à tous trétinoïne .

Récemment, les chercheurs ont été localisent les tumeurs à l' aide de l' arsenic-74 (un émetteur de positons). Cet isotope produit plus clairement TEP images que l'agent radioactif précédent, l' iode -124, parce que le corps a tendance à transporter l' iode au bruit du signal produisant la glande thyroïde.

En doses subtoxiques, composés d' arsenic solubles agissent comme des stimulants , et étaient autrefois populaires dans les petites doses que la médecine par les gens du milieu du 18e au 19e siècle.

alliages

L'utilisation principale de l' arsenic est en alliage avec plomb. Composants de plomb dans les batteries de voiture sont renforcés par la présence d'un très faible pourcentage d'arsenic. Dézingage de laiton (alliage cuivre-zinc) est fortement réduite par l'addition d'arsenic. « Phosphore désoxydé arsenical cuivre » avec une teneur en arsenic de 0,3% a une stabilité accrue à la corrosion dans certains environnements. L' arséniure de gallium est un important semiconducteur matériau, utilisé dans des circuits intégrés . Les circuits fabriqués à partir de GaAs sont beaucoup plus rapides (mais aussi beaucoup plus cher) que ceux fabriqués à partir de silicium . A la différence du silicium, GaAs présente une bande interdite directe , et peut être utilisé dans des diodes laser et des diodes pour convertir électrique énergie directement dans la lumière .

Militaire

Après la Première Guerre mondiale , les États-Unis ont construit un stock de 20.000 tonnes de militarisé lewisite (ClCH = CHAsCl 2 ), un organoarsenic vesicant (agent blister) et poumon irritant. Le stock a été neutralisé avec l' eau de Javel et déversés dans le golfe du Mexique dans les années 1950. Pendant la guerre du Vietnam , les États-Unis ont utilisé l' agent Bleu , un mélange de cacodylate de sodium et sa forme acide, comme l' un des herbicides arc -en - de priver du Nord soldats vietnamiens de la couverture du feuillage et du riz.

Autres utilisations

  • Acétoarsénite de cuivre a été utilisé comme vert pigment connu sous plusieurs noms, y compris Paris vert et vert émeraude. Il a provoqué de nombreuses intoxications d'arsenic . Green Scheele , un arséniate de cuivre, a été utilisé au 19ème siècle comme agent colorant dans les bonbons .
  • L' arsenic est utilisé dans bronzante et la pyrotechnie .
  • Jusqu'à 2% de l' arsenic produit est utilisé dans les alliages de plomb pour la grenaille de plomb et des balles .
  • L' arsenic est ajouté en petites quantités à l' alpha-laiton pour le rendre résistant au dézingage . Cette qualité de laiton est utilisé dans les raccords de plomberie et d' autres milieux humides.
  • L'arsenic est également utilisé pour la conservation de l'échantillon taxonomique.
  • Jusqu'à une date récente, l' arsenic a été utilisé dans le verre optique. Les fabricants de verre modernes, sous la pression des écologistes, ont cessé d' utiliser à la fois l' arsenic et le plomb .

rôle biologique

Les bactéries

Certaines espèces de bactéries obtiennent leur énergie par oxydation des combustibles divers tout en réduisant arséniate à arsénite. Dans des conditions environnementales oxydantes certaines bactéries oxydent arsénite en arséniate comme combustible pour leur métabolisme. Les enzymes impliquées sont connues sous le nom réductases arséniate (Arr).

En 2000, les bactéries ont été découvertes qui utilisent une version de la photosynthèse en l'absence d'oxygène avec arsenites comme donneurs d'électrons , produisant arséniates (juste la photosynthèse ordinaire utilise l' eau comme donneur d'électrons, produisant de l' oxygène moléculaire). Cela peut être considéré comme l' oxydation chimiolithoautotrophes arsénite, pour lequel l' oxygène est utilisé comme accepteur terminal d'électrons, l' arsénite est le donneur d'électrons, et le dioxyde de carbone est la source de carbone. Les chercheurs conjecture que, au cours de l' histoire, ces organismes photosynthétiques ont produit les arséniates qui ont permis à la bactérie arséniate réduisant de prospérer. Une souche PHS-1 a été isolé et est liée à la gammaproteobacteria Ectothiorhodospira shaposhnikovii . Le mécanisme est inconnu, mais une enzyme codée Arr peut fonctionner dans le sens inverse à ses connues homologues .

Bien que les arséniates et les phosphates anions sont semblables structurellement, n'existe des preuves pour le remplacement des phosphates dans l' ATP ou des acides nucléiques par l' arsenic.

oligo-élément essentiel chez les animaux supérieurs

Certaines données indiquent que l' arsenic est un oligo-élément essentiel chez les oiseaux (poulets), et chez les mammifères (rats, hamsters, et les chèvres). Cependant, la fonction biologique est inconnue.

Hérédité

L' arsenic a été liée à des modifications épigénétiques , héréditaires changements dans l' expression génique qui se produisent sans modification de la séquence d'ADN . Ceux - ci comprennent méthylation de l' ADN, la modification des histones, et l' ARN interférence. Des niveaux toxiques d'arsenic provoquent hyperméthylation d'ADN significatif de gènes suppresseur de tumeur p16 et p53 , augmentant ainsi le risque de cancérogenèse . Ces événements épigénétiques ont été étudiés in vitro à l' aide de l' homme rénaux cellules et in vivo utilisant des rats foie cellules et le sang périphérique des leucocytes chez les humains. Spectrométrie de masse par plasma à couplage inductif (ICP-MS) est utilisé pour détecter des niveaux précis de l' arsenic intracellulaire et d' autres bases d'arsenic impliquées dans la modification épigénétique de l' ADN. Des études portant sur l' arsenic en tant que facteur épigénétique peuvent être utilisés pour développer des biomarqueurs précis de l' exposition et la sensibilité.

La fougère de frein chinois ( Pteris de vittata ) hyperaccumulates arsenic du sol dans ses feuilles et a une utilisation proposée dans la phytoremédiation .

biométhylation

L' arsenic inorganique et ses composés, en entrant dans la chaîne alimentaire , sont progressivement métabolisé par un processus de méthylation . Par exemple, le moule Scopulariopsis brevicaulis produit des quantités importantes de triméthylarsine si l' arsenic inorganique est présent. Le composé organique arsénobétaïne se trouve dans certains aliments marins tels que les poissons et les algues, les champignons et aussi dans des concentrations plus importantes. L'apport de la personne moyenne est d' environ 10-50 mg / jour. Les valeurs environ 1000 pg ne sont pas inhabituelles suite à la consommation de poisson ou de champignons, mais il y a peu de danger à manger du poisson parce que ce composé arsenic est presque non toxique.

Problèmes environnementaux

Exposition

Sources naturelles d'exposition humaine comprennent les cendres volcaniques, altération des minéraux et minerais, et les eaux souterraines minéralisées. L'arsenic se trouve aussi dans la nourriture, l'eau, le sol et l'air. L'arsenic est absorbée par les plantes, mais elle est plus concentrée dans les légumes à feuilles, le riz, le jus de pomme et de raisin et de fruits de mer. Une voie supplémentaire d'exposition est l'inhalation des gaz atmosphériques et des poussières.

Présence dans l'eau potable

Vaste contamination par l' arsenic des eaux souterraines a conduit à grande échelle empoisonnement à l'arsenic au Bangladesh et dans les pays voisins. On estime qu'environ 57 millions de personnes dans le bassin du Bengale boivent les eaux souterraines avec des concentrations élevées d'arsenic au- dessus de l' Organisation mondiale de la Santé standard de 10 parties par milliard (ppb). Cependant, une étude des taux de cancer à Taïwan a suggéré que des augmentations significatives de la mortalité par cancer apparaissent seulement à des niveaux supérieurs à 150 ppb. L'arsenic dans l'eau souterraine est d'origine naturelle, et est libéré des sédiments dans les eaux souterraines, causée par les conditions anoxiques du sous - sol. Cette eau souterraine a été utilisé après locaux et occidentaux ONG et le gouvernement bangladais a entrepris un tube massif peu profond et programme d'eau potable à la fin du XXe siècle. Ce programme a été conçu pour éviter de boire des eaux de surface contaminées bactéries, mais n'a pas réussi à tester pour l' arsenic dans les eaux souterraines. De nombreux autres pays et districts dans l' Asie du Sud , comme le Vietnam et le Cambodge , ont des environnements géologiques qui produisent des eaux souterraines avec une teneur élevée en arsenic. Arsenicose a été rapporté à Nakhon Si Thammarat , Thaïlande en 1987, et le fleuve Chao Phraya contient probablement des niveaux élevés d'arsenic dissous naturellement sans être un problème de santé publique parce qu'une grande partie du public utilise l' eau en bouteille. Au Pakistan, plus de 60 millions de personnes sont exposées à la pollution de l' arsenic de l' eau potable indiqué par un rapport récent de la science . L'équipe de Podgorski a étudié plus de 1200 échantillons et plus de 66% des échantillons ont dépassé le niveau de contamination minimum OMS.

Aux États-Unis, l' arsenic est le plus souvent trouvé dans les eaux souterraines du sud - ouest. Pièces de la Nouvelle - Angleterre , Michigan , Wisconsin , Minnesota et les Dakotas sont également connus pour avoir des concentrations importantes d'arsenic dans les eaux souterraines. Des niveaux accrus de cancer de la peau ont été associés à l' exposition de l' arsenic dans le Wisconsin, même à des niveaux inférieurs de 10 parties par milliard standard d'eau potable. Selon un récent film financé par les Etats - Unis Superfund , des millions de puits privés ont des niveaux d' arsenic inconnus, et dans certaines régions des États - Unis, plus de 20% des puits peuvent contenir des niveaux qui dépassent les limites établies.

Une faible exposition à l' arsenic à des concentrations de 100 parties par milliard ( par exemple, au- dessus des 10 parties par milliard norme de l' eau potable) compromet la réponse immunitaire initiale à H1N1 ou la grippe porcine infection selon les scientifiques soutenus NIEHS. L'étude, menée chez des souris de laboratoire, suggère que les personnes exposées à l' arsenic dans l'eau potable peut être à un risque accru de maladie plus grave ou la mort du virus.

Certains Canadiens boivent de l'eau contenant de l'arsenic inorganique. eaux creusées Private puits sont les plus à risque pour contenir l'arsenic inorganique. analyse de l'eau de puits préliminaire ne teste pas généralement pour l'arsenic. Des chercheurs de la Commission géologique du Canada ont modelé la variation par rapport au risque potentiel d'arsenic naturel pour la province du Nouveau-Brunswick. Cette étude a des implications importantes pour l'eau potable et les problèmes de santé liés à l'arsenic inorganique.

Les données épidémiologiques du Chili montre une connexion dose-dépendante entre l' exposition chronique à l'arsenic et diverses formes de cancer, notamment lorsque d' autres facteurs de risque tels que le tabagisme, sont présents. Ces effets ont été démontrés à moins de 50 contaminations ppb. L' arsenic est lui - même un constituant de la fumée de tabac .

L'analyse de plusieurs études épidémiologiques sur l'exposition arsenic inorganique suggère une augmentation faible mais mesurable du risque de cancer de la vessie à 10 ppb. Selon Peter Ravenscroft du Département de géographie de l'Université de Cambridge, environ 80 millions de personnes dans le monde consomment entre 10 et 50 ppb d'arsenic dans l'eau potable. Si tous ont consommé exactement 10 ppb d'arsenic dans l'eau potable, la cité précédemment multiples analyses de l'étude épidémiologique prédisait 2.000 cas supplémentaires de cancer de la vessie seul. Cela représente une sous-estimation claire de l'impact global, puisqu'il ne comprend pas le poumon ou le cancer de la peau, et sous-estime explicitement l'exposition. Ceux qui sont exposés à des niveaux d'arsenic au-dessus de la norme actuelle de l'OMS devrait peser les coûts et les avantages de l'assainissement de l'arsenic.

Les premières évaluations (1973) des procédés pour éliminer l' arsenic dissous dans l' eau potable ont démontré l'efficacité de la co-précipitation avec du fer ou des oxydes d'aluminium. En particulier, le fer comme coagulant a été trouvé pour éliminer l' arsenic avec une efficacité supérieure à 90%. Plusieurs systèmes de médias ont été approuvés adsorbantes pour une utilisation au point de service dans une étude financée par l' Environmental Protection Agency des États-Unis (US EPA) et la National Science Foundation (NSF). Une équipe de scientifiques et d' ingénieurs européens et indiens ont mis en place six usines de traitement d' arsenic dans le Bengale occidental basé sur la méthode d'assainissement in situ (technologie SAR). Cette technologie ne pas utiliser de produits chimiques et de l' arsenic est laissée sous une forme insoluble (5 état) dans la zone souterraine en rechargeant l' eau aérée dans l'aquifère et en développant une zone d'oxydation qui supporte des micro-organismes oxydant l' arsenic. Ce processus ne produit pas de flux de déchets ou de la boue et est relativement pas cher.

Une autre méthode efficace et peu coûteux pour éviter la contamination de l' arsenic est de creuser des puits de 500 pieds ou plus profond pour atteindre les eaux plus pures. Une récente étude 2011 financée par l'Institut national américain du Superfund Programme de recherche des sciences de la santé de l' environnement montre que les sédiments profonds peuvent éliminer l' arsenic et le prendre de la circulation. Dans ce processus, appelé adsorption , des bâtons d'arsenic à la surface des particules de sédiments profondes et est naturellement éliminés de l'eau du sol.

Séparations magnétiques de l' arsenic dans des champs magnétiques très faibles gradients avec-grande surface et monodisperse magnétite (Fe 3 O 4 ) nanocristaux ont été mises en évidence dans la purification de l' eau au point d'utilisation. Utilisation de la haute surface spécifique de Fe 3 O 4 nanocristaux, la masse de déchets associés à l' élimination de l' arsenic à partir d' eau a été considérablement réduite.

Des études épidémiologiques ont suggéré une corrélation entre la consommation chronique d'eau potable contaminée avec de l'arsenic et l'incidence de toutes les principales causes de mortalité. La littérature indique que l'exposition de l'arsenic est responsable dans la pathogenèse du diabète.

Filtres basés sur Chaff ont récemment été montré pour réduire la teneur en arsenic de l' eau à 3 mg / L. Cela peut trouver des applications dans les zones où l'eau potable est extrait du sous - sol des aquifères .

San Pedro de Atacama

Depuis plusieurs siècles, les habitants de San Pedro de Atacama au Chili ont été l' eau potable est contaminée par l' arsenic et certaines données suggèrent qu'ils ont développé une certaine immunité.

Les cartes de danger pour les eaux souterraines contaminées

Environ un tiers de la population mondiale consomme de l'eau des ressources en eaux souterraines. De ce fait, environ 10 pour cent, environ 300 millions de personnes, l'eau des ressources obtient des eaux souterraines contaminées par des niveaux malsains de l'arsenic ou du fluor. Ces oligo-éléments proviennent principalement de minéraux.

transformation Redox de l'arsenic dans les eaux naturelles

L' arsenic est unique parmi les oligo - métalloïdes et métaux traces oxyanions de formation (par exemple , As, Se, Sb, Mo, V, Cr, U, Re). Il est sensible à la mobilisation des valeurs de pH typiques des eaux naturelles (pH 6.5 à 8.5) sous les conditions d' oxydation et de réduction. L' arsenic peut se produire dans l'environnement dans plusieurs états d'oxydation (-3, 0, +3 et +5), mais dans les eaux naturelles , il se trouve principalement dans les formes inorganiques comme oxyanions d'arsénite trivalent [As (III)] ou pentavalent arséniate [As (V)]. Les formes organiques d'arsenic sont produits par l' activité biologique, principalement dans les eaux de surface, mais sont rarement quantitativement importantes. Les composés organiques de l' arsenic peuvent toutefois se produire lorsque les eaux sont fortement touchées par la pollution industrielle.

L' arsenic peut être solubilisé par divers procédés. Lorsque le pH est élevé, l' arsenic peut être libéré des sites de liaison de surface qui perdent leur charge positive. Lorsque des gouttes de niveau d'eau et le sulfure de minéraux sont exposés à l' air, l' arsenic piégés dans des minéraux sulfurés peut être libéré dans l' eau. Lorsque le carbone organique est présent dans l' eau, les bactéries sont alimentées en réduisant directement As (V) en As (III) ou en réduisant l'élément au niveau du site de liaison, libérant l' arsenic inorganique.

Les transformations aquatiques d'arsenic sont affectés par le pH, le potentiel de réduction-oxydation, la concentration en matière organique et les concentrations et les formes d'autres éléments, en particulier le fer et le manganèse. Les principaux facteurs sont le pH et le potentiel d'oxydo - réduction. En règle générale, les principales formes d'arsenic dans des conditions oxiques sont H 3 AsO 4 , H 2 AsO 4 - , HAsO 4 2- , et AsO 4 3- à un pH de 2, 2-7, 7-11 et 11, respectivement. Dans des conditions réductrices, H 3 AsO 4 est prédominante à un pH de 2-9.

Oxydation et réduction affecte la migration de l' arsenic dans les environnements du sous - sol. Arsénite est la forme la plus stable soluble de l' arsenic dans la réduction de milieux et de l' arséniate, ce qui est moins mobile que l' arsénite, prédomine dans des environnements oxydants à pH neutre. Par conséquent, l' arsenic peut être plus mobile dans des conditions réductrices. L'environnement réducteur est également riche en matières organiques qui peuvent améliorer la solubilité des composés d'arsenic. En conséquence, l' adsorption de l' arsenic est réduite et l' arsenic dissous accumule dans les eaux souterraines. Voilà pourquoi la teneur en arsenic est plus élevé dans la réduction des environnements que dans les milieux oxydants.

La présence de soufre est un autre facteur qui affecte la transformation de l' arsenic dans l' eau naturelle. L' arsenic peut précipiter quand former des sulfures métalliques. De cette façon, l' arsenic est retiré de l'eau et sa mobilité diminue. Lorsque l' oxygène est présent, les bactéries oxyder le soufre réduit pour produire de l' énergie, ce qui pourrait libérer l' arsenic lié.

Les réactions d' oxydoréduction impliquant Fe semblent également être des facteurs essentiels dans le sort de l' arsenic dans les systèmes aquatiques. La réduction des oxyhydroxydes de fer joue un rôle clé dans la libération de l' arsenic à l' eau. Ne peut donc être enrichi d' arsenic dans l' eau avec des concentrations élevées Fe. Dans des conditions d'oxydation, l' arsenic peut être mobilisée à partir de pyrite oxydes de fer ou en particulier à un pH élevé. Dans des conditions réductrices, l' arsenic peut être mobilisé par désorption par réduction ou de dissolution lorsqu'il est associé aux oxydes de fer. La désorption réductrice se produit dans deux circonstances. L' un est quand arséniate est réduite à arsénite qui adsorbe moins fortement aux oxydes de fer. Les autres résultats d'une variation de la charge sur la surface minérale qui conduit à la désorption de l' arsenic lié.

Certaines espèces de bactéries catalysent les transformations redox d'arsenic. Dissimilatoire procaryotes arséniate-respirant (DARP) accélérer la réduction de l' As (V) en As (III). DARP utiliser As (V) en tant qu'accepteur d'électrons de la respiration anaérobie et obtenir de l' énergie pour survivre. D' autres substances organiques et inorganiques peuvent être oxydés dans ce processus. Chimiotrophes comburants arsénite (CaO) et hétérotrophes comburants arsénite (HAO) convertissent As (III) en As (V). CAO combiner l'oxydation de l' As (III) avec la réduction de l' oxygène ou du nitrate. Ils utilisent l' énergie obtenues pour fixer produire du carbone organique à partir de CO 2 . HAO ne peut pas obtenir de l' énergie à partir de l'oxydation (III). Ce processus peut être un arsenic désintoxication mécanisme pour les bactéries.

Calculs thermodynamiques d'équilibre prédisent que As (V) la concentration doit être supérieure à As (III) les concentrations, sauf dans des conditions fortement réductrices, à savoir où SO 4 2- réduction se produit. Cependant, les réactions redox abiotiques d'arsenic sont lents. L' oxydation de l' As (III) par O dissous 2 est une réaction particulièrement lente. Par exemple, Johnson et Pilson (1975) ont donné une demi-vie pour l'oxygénation des As (III) dans l' eau de mer allant de plusieurs mois à un an. Dans d' autres études, (V) / As (III) les ratios sont restés stables sur des périodes de plusieurs jours ou semaines au cours de l' échantillonnage de l' eau en l' absence de soin particulier a été prise pour éviter l' oxydation, suggérant encore les taux d'oxydation relativement lente. Cerise trouvé des études expérimentales que l'As (V) / As (III) les rapports étaient stables dans des solutions anoxiques pour jusqu'à 3 semaines , mais que des changements progressifs sur des échelles de temps plus longues a eu lieu. Échantillons d'eau stérile ont été observées pour être moins sensible aux changements de spéciation que des échantillons non stériles. Oremland a constaté que la réduction de l' As (V) en As (III) dans le lac Mono a été rapidement catalysée par des bactéries avec des constantes de vitesse allant de 0,02 à 0,3 jours -1 .

La préservation du bois aux États-Unis

En 2002, les industries des États-Unis ont consommé 19.600 tonnes d'arsenic. Quatre - vingt dix pour cent de cela a été utilisé pour le traitement du bois avec arséniate de cuivre chromaté (CCA). En 2007, 50% des 5.280 tonnes de la consommation était encore utilisée à cette fin. Aux États-Unis, l'élimination progressive volontaire de l' arsenic dans la production de produits de consommation et produits de construction consommateurs résidentiels et généraux a commencé le 31 Décembre 2003, et d' autres produits chimiques sont maintenant utilisés, tels que le cuivre alcalin quaternaire , borates , azole de cuivre , cyproconazole, et propiconazole .

Bien arrêté, cette application est également l' un des plus préoccupants au grand public. La grande majorité des personnes âgées traité sous pression du bois a été traité à l' ACC. Bois CCA est encore largement utilisé dans de nombreux pays, et a été largement utilisé au cours de la seconde moitié du 20ème siècle en tant que structure et à l' extérieur des matériaux de construction . Bien que l'utilisation du bois CCA a été interdit dans de nombreux domaines , après des études ont montré que l' arsenic pourrait lessivé du bois dans les environs du sol (de l' équipement de terrain de jeu, par exemple), un risque est également présenté par la combustion du bois CCA plus. L'ingestion directe ou indirecte de la cendre de bois du bois brûlé CCA a causé des décès chez les animaux et les intoxications graves chez l' homme; la dose létale humaine est d' environ 20 grammes de cendres. Scrap bois CCA des chantiers de construction et de démolition peut être utilisé par inadvertance dans des incendies commerciaux et domestiques. Protocoles pour l' élimination sécuritaire des bois CCA ne sont pas compatibles dans le monde entier. Généralisée décharge l' élimination de ce bois soulève une certaine inquiétude, mais d' autres études ont montré aucune contamination par l' arsenic dans les eaux souterraines.

Cartographie des rejets industriels aux États-Unis

Un outil qui mappe l'emplacement (et d' autres informations) des rejets d'arsenic dans l'État United est TOXMAP . TOXMAP est un système d' information géographique (SIG) de la Division des services d' information spécialisés de la National Library of Medicine (NLM) , financé par le gouvernement fédéral des États - Unis. Avec des cartes annotées des États-Unis, TOXMAP permet aux utilisateurs visuellement explorer les données de l' États-Unis Environmental Protection Agency de (EPA) Toxics Release Inventory et Superfund programmes de recherche fondamentale . L'information sur la santé et l' environnement chimique de TOXMAP est tirée de toxicologie du réseau de données de NLM (de TOXNET), PubMed et d'autres sources faisant autorité.

biorestauration

Physiques, chimiques, biologiques et les méthodes ont été utilisées pour assainir l' eau contaminée par l'arsenic. Bioremédiation est dit être rentable biorestauration efficace et respectueuse de l' environnement de l' eau souterraine contaminée par l' arsenic vise à convertir arsénite, la forme toxique d'arsenic pour l'être humain, à l' arséniate. (État d'oxydation +5) arséniate est la forme dominante de l' arsenic dans l' eau de surface, tandis que l' arsénite (état d'oxydation +3) est la forme dominante dans hypoxique à des environnements anoxiques. Arsénite est plus soluble et mobile que arséniate. De nombreuses espèces de bactéries peuvent transformer arsénite en arséniate dans des conditions anoxiques en utilisant arsénite en tant que donneur d'électrons. Ceci est une méthode utile pour l' assainissement des eaux souterraines. Une autre stratégie de biorestauration consiste à utiliser des plantes qui accumulent l' arsenic dans les tissus par phytoremédiation , mais l'élimination du matériel végétal contaminé doit être considéré.

Biorestauration nécessite une évaluation et une conception soignée dans les conditions existantes. Certains sites peuvent nécessiter l'ajout d'un accepteur d'électrons tandis que d' autres ont besoin de suppléments de microbe ( de bioaugmentation ). Quelle que soit la méthode utilisée, seule une surveillance constante peut empêcher la contamination future.

Toxicité et précautions

Arsenic
Dangers
pictogrammes SGH Le crâne-et-croisés pictogramme dans le système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH)Le danger pour la santé dans le pictogramme Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH)L'environnement pictogramme dans le Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGH)
mot de signal SGH Danger
H301 , H331 , H350 , H410

L'arsenic et plusieurs de ses composés sont des poisons particulièrement puissants.

Classification

Composés de l' arsenic et élémentaire sont classés comme « toxiques » et « dangereux pour l'environnement » dans l' Union européenne en vertu de la directive 67/548 / CEE . L' Agence internationale de recherche sur le cancer (CIRC) reconnaît des composés d'arsenic arsenic et inorganiques du groupe 1 des substances cancérogènes , et l'UE dresse la liste trioxyde d'arsenic, pentoxyde d' arsenic et arséniate sels dans la catégorie 1 des substances cancérogènes .

L' arsenic est connu pour causer des arsenicose lorsqu'ils sont présents dans l' eau potable " les espèces les plus communes étant arséniate [ HAsO 2-
4
; As (V)] et arsénite [H 3 AsO 3 , As (III)]".

Les limites légales, de la nourriture et des boissons

Aux États-Unis depuis 2006, la concentration maximale dans l' eau potable autorisée par l' Agence de protection de l' environnement (EPA) est de 10 parties par milliard et la FDA mis la même norme en 2005 pour l' eau en bouteille. Le ministère de la protection de l' environnement pour le New Jersey définir une limite de l' eau potable de 5 ppb en 2006. Le DIVS (hautement dangereux pour la vie et la santé) valeur pour le métal arsenic et les composés inorganiques de l' arsenic est de 5 mg / m 3 (5 ppb). L' administration de la sécurité et de la santé au travail a fixé la limite d'exposition admissible (PEL) à une moyenne pondérée dans le temps (TWA) de 0,01 mg / m 3 (0,01 ppb) et le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) a fixé le limite d'exposition recommandée (REL) à une exposition constante de 0,002 mg / m à 15 minutes 3 (0,002 ppb). Le PEL pour les composés organiques de l' arsenic est un TWA de 0,5 mg / m 3 . (0,5 ppb).

En 2008, en fonction de ses essais en cours d'une grande variété d'aliments américains pour les produits chimiques toxiques, aux États - Unis Food and Drug Administration établi le « niveau de préoccupation » pour les jus de pommes et de poires d' arsenic inorganique à 23 ppb, basée sur les effets non cancérogènes, et a commencé l' importation de blocage des produits au - delà de ce niveau; il nécessaire également rappelle des produits nationaux non conformes. En 2011, le national Dr. Oz émission de télévision a diffusé un programme mettant en lumière les tests effectués par un laboratoire indépendant engagé par les producteurs. Bien que la méthodologie a été contestée (il n'a pas de distinction entre l' arsenic organique et inorganique) les tests ont montré des niveaux d'arsenic jusqu'à 36 parties par milliard. En réponse, la FDA a testé la pire marque du Dr Oz spectacle et a trouvé des niveaux beaucoup plus bas. Les analyses en cours trouvé 95% des échantillons de jus de pomme étaient au- dessous du niveau de préoccupation. Tests ultérieurs par Consumer Reports a montré l' arsenic inorganique à des niveaux légèrement supérieurs à 10 parties par milliard, et l'organisation a exhorté les parents à réduire la consommation. En Juillet 2013, sur l' examen de la consommation par les enfants, l' exposition chronique et l' effet cancérogène, la FDA a établi un « niveau d'action » de 10 ppb pour le jus de pomme, le même que la norme de l' eau potable.

Concern l'arsenic dans le riz au Bangladesh a été élevé en 2002, mais à l'époque que l'Australie avait une limite légale pour la nourriture (un milligramme par kilogramme). Des préoccupations ont été soulevées au sujet des gens qui mangeaient du riz des États-Unis dépassant les normes de l'OMS pour la prise d'arsenic personnel en 2005. En 2011, République de Chine populaire a établi une norme alimentaire de 150 ppb pour l'arsenic.

Aux États-Unis en 2012, les tests par groupes distincts de chercheurs du Centre de prévention de la recherche santé des enfants et des maladies environnementales au Dartmouth College ( au début de l'année, en se concentrant sur les niveaux urinaires chez les enfants) et Consumer Reports (en Novembre) a révélé des niveaux d'arsenic dans le riz qui a entraîné des appels à la FDA de fixer des limites. La FDA a publié des résultats de tests en Septembre 2012, et à partir de Juillet 2013, recueille encore des données à l' appui d'un nouveau règlement potentiel. Il n'a pas recommandé des changements dans le comportement des consommateurs.

Consumer Reports a recommandé:

  1. Que l'EPA et la FDA éliminer les engrais contenant de l'arsenic, des médicaments et des pesticides dans la production alimentaire;
  2. Que la FDA d'établir une limite légale pour la nourriture;
  3. Que les pratiques de production de changement de l'industrie pour réduire les niveaux d'arsenic, en particulier dans les aliments pour les enfants; et
  4. Que les consommateurs testent l'approvisionnement en eau de la maison, manger une alimentation variée et faire cuire le riz avec un excès d'eau, puis le vider de (réduire l'arsenic inorganique d'environ un tiers avec une légère réduction de la teneur en vitamines).
  5. les défenseurs de la santé publique fondées sur des données probantes recommandent également que, compte tenu de l'absence de réglementation ou l'étiquetage de l'arsenic aux États-Unis, les enfants ne devraient pas consommer plus de 1,5 portions par semaine de riz et ne devraient pas boire du lait de riz dans le cadre de leur alimentation quotidienne avant l'âge de 5 . Ils offrent également des recommandations pour les adultes et les enfants sur la façon de limiter l'exposition à l'arsenic du riz, l'eau potable et de jus de fruits.

A 2014 Organisation mondiale de la Santé Conférence consultative a été prévu d'examiner les limites de 200-300 ppb pour le riz.

Limites d'exposition professionnelle

Pays Limite
Argentine cancérogène humain confirmé
Australie TWA 0,05 mg / m 3 - carcinogène
Belgique TWA 0,1 mg / m 3 - carcinogène
Bulgarie cancérogène humain confirmé
Colombie cancérogène humain confirmé
Danemark TWA 0,01 mg / m 3
Finlande substance cancérigène
Egypte TWA 0,2 mg / m 3
Hongrie Concentration de plafond de 0,01 mg / m 3 - peau, cancérigène
Inde TWA 0,2 mg / m 3
Japon Cancérogène du groupe 1
Jordan cancérogène humain confirmé
Mexique TWA 0,2 mg / m 3
Nouvelle-Zélande TWA 0,05 mg / m 3 - carcinogène
Norvège TWA 0,02 mg / m 3
Philippines TWA 0,5 mg / m 3
Pologne TWA 0,01 mg / m 3
Singapour cancérogène humain confirmé
Corée du Sud TWA 0,01 mg / m 3
Suède TWA 0,01 mg / m 3
Thaïlande TWA 0,5 mg / m 3
dinde TWA 0,5 mg / m 3
Royaume-Uni TWA 0,1 mg / m 3
États Unis TWA 0,01 mg / m 3
Viêt-Nam cancérogène humain confirmé

écotoxicité

L'arsenic est bioaccumulable dans de nombreux organismes, les espèces marines en particulier, mais il ne semble pas significativement bioamplification dans les réseaux trophiques. Dans les zones polluées, la croissance des plantes peut être affectée par l'absorption de la racine de l'arséniate, qui est un analogue de phosphate et donc facilement transporté dans les tissus végétaux et des cellules. Dans les zones polluées, l'absorption de l'ion arsénite plus toxique (qui se trouve plus particulièrement dans des conditions réductrices) est probable dans les sols mal drainés.

Toxicité chez les animaux

Composé Animal LD 50 Route
Arsenic Rat 763 mg / kg oral
Arsenic Souris 145 mg / kg oral
arséniate de calcium Rat 20 mg / kg oral
arséniate de calcium Souris 794 mg / kg oral
arséniate de calcium lapin 50 mg / kg oral
arséniate de calcium Chien 38 mg / kg oral
arséniate de plomb lapin 75 mg / kg oral
Composé Animal LD 50 Route
Le trioxyde d'arsenic (As (III)) Souris 26 mg / kg oral
Arsénite (As (III)) Souris 8 mg / kg je suis
Arséniate (As (V)) Souris 21 mg / kg je suis
MMA (As (III)) Hamster 2 mg / kg ip
MMA (As (V)) Souris 916 mg / kg oral
DMA (As (V)) Souris 648 mg / kg oral
im = injection intramusculaire

ip = administré par voie intrapéritonéale

mécanisme biologique

La toxicité de l' arsenic provient de l'affinité des oxydes d'arsenic (III) pour thiols . Thiols, sous la forme de cysteine résidus et des cofacteurs tels que l' acide lipoïque et le coenzyme A , sont situés au niveau des sites actifs de nombreuses et importantes enzymes .

L' arsenic perturbe l' ATP production par plusieurs mécanismes. Au niveau du cycle de l' acide citrique , l' arsenic inhibe l' acide lipoïque , qui est un cofacteur de la pyruvate déshydrogénase . En entrant en compétition avec le phosphate, arséniate découple la phosphorylation oxydative , inhibant ainsi la réduction liée à l' énergie de NAD + , de la respiration mitochondriale et de la synthèse d' ATP. La production de peroxyde d'hydrogène est également augmenté, ce qui, il est supposé, a le potentiel pour former des espèces réactives de l' oxygène et le stress oxydatif. Ces interférences métaboliques conduisent à la mort du système multi- défaillance d' un organe . La défaillance d' un organe est présumé être de nécrotique mort cellulaire, et non pas l' apoptose , puisque les réserves d'énergie ont été trop appauvri pour l' apoptose se produire.

Bien que l'arsenic provoque la toxicité, il peut également jouer un rôle protecteur.

les risques d'exposition et d'assainissement

L' exposition professionnelle et empoisonnement par l' arsenic peut se produire chez les personnes travaillant dans les industries impliquant l'utilisation de l' arsenic inorganique et ses composés, comme la préservation du bois, la production de verre, les alliages de métaux non ferreux, et la fabrication des semi - conducteurs électroniques. L' arsenic inorganique est également présent dans les émissions de four à coke associés à l'industrie de la fonderie.

La conversion entre As (III) et As (V) est un facteur important dans la contamination de l' environnement de l' arsenic. Selon Croal, Gralnick, Malasarn et Newman, « [la] compréhension [de] ce qui stimule As (III) l' oxydation et / ou limites As (V) la réduction est pertinente pour la biorestauration des sites contaminés (Croal). L'étude de chimiolithoautotrophes Comme (III) des agents oxydants et réducteurs hétérotrophes As (V) peuvent aider à la compréhension de l'oxydation et / ou la réduction de l' arsenic.

Traitement

Le traitement d' une intoxication chronique à l' arsenic est possible. Anti-lewisite britannique ( dimercaprol ) est prescrit à des doses de 5 mg / kg jusqu'à 300 mg toutes les 4 heures pour le premier jour, puis tous les 6 heures pour le deuxième jour, et enfin toutes les 8 heures pendant 8 jours supplémentaires. Toutefois , le États - Unis de l' Agence pour les substances toxiques et du Registre des maladies (ATSDR) indique que les effets à long terme de l' exposition à l' arsenic ne peuvent pas être prédits. Le sang, l' urine, les cheveux et les ongles peuvent être testés pour l' arsenic; Cependant, ces tests ne peuvent pas prévoir les résultats possibles sur la santé de l'exposition. L' exposition à long terme et par conséquent l' excrétion dans l' urine a été liée au cancer de la vessie et du rein en plus du cancer du foie, de la prostate, de la peau, les poumons et la cavité nasale.

Voir également

Références

Bibliographie

Pour en savoir plus

Liens externes