Arseen - As

Arseen

Hoewel arseen verbindingen uit mijnen werden gewonnen door de oude Chinezen, Grieken en Egyptenaren, denkt men dat arseen als element voor het eerst werd geïdentificeerd in 1250 door Albertus Magnus, een Duiste Alchemist. Arseen komt wel in de natuur voor, maar wordt meestal gewonnen uit mineralen als arseenpyriet (FeAsS), realgar (AsS) en orpiment (As₂S₃). Momenteel wordt arseen meestal commercieel geproduceerd door arseenpyriet te verhitten.

Arseen en arseenverbindingen zijn giftig. Ze worden dan ook gebruikt voor de productie van rattengif en enkele insecticiden. Kleine hoeveelheden arseen worden toegevoegd aan germanium om transistoren te maken. Gallium arsenide (GaAs) produceert laserstraling direct uit elektriciteit.

Als je de bovenstaande fysische en chemische gegevens aandachtig hebt gelezen, heb je waarschijnlijk gemerkt dat het kookpunt van arseen lager is dan het smeltpunt. Dat komt omdat deze twee temperaturen zijn gemeten bij verschillende atmosferische druk. Wanneer arseen wordt verwarmd bij standaard atmosferische druk gaat het meteen van vast arseen naar gas, of het sublimeert bij een temperatuur van 887 Kelvin. Wanneer je vloeibaar arseen wilt verkrijgen moet je de atmosferische druk opvoeren. Bij 28 maal de standaard atmosferische druk smelt arseen bij een temperatuur van 1090 Kelvin. Wanneer ook het kookpunt bij deze druk wordt gemeten ligt dat hoger dan het smeltpunt, zoals te verwachten is.

Gezondheidseffecten van arseen

Arseen is een van de meest giftige elementen. Ondanks hun toxische effect, komen anorganische arseenverbindingen in kleine hoeveelheden in de natuur voor. Mensen kunnen via voedsel, water en de lucht blootsgesteld worden aan arseen. Blootstelling kan ook gebeuren via huidcontact met besmette grond of water.
In voedsel is het gehalte aan arseen doorgaans laag, omdat het hier vanwege zijn toxiciteit niet aan toe wordt gevoegd. Maar in vis en zeevruchten kan het gehalte aan arseen hoog zijn, omdat zeedieren arseen opnemen uit het water waarin ze leven. Gelukkig gaat het hier doorgaans om het onschadelijke, organisch arseen, maar vissen die grote hoeveelheden anorganisch arseen bevatten, kunnen een gevaar zijn voor de menselijke gezondheid.
Sommige mensen worden blootgesteld aan hogere concentraties arseen dan andere mensen. Dit geldt voor mensen die met arseen werken, mensen die grote hoeveelheden wijn nuttigen, mensen die in huizen leven die geconserveerd hout bevatten en voor mensen die leven op landbouwgronden waar in het verleden arseenbevattende pesticiden gebruikt zijn.
De blootstelling aan anorganisch arseen kan verschillende gezondheidseffecten hebben, zoals irritatie van maag en ingewanden, een afgenomen productie van rode en witte bloedcellen, veranderingen van de huid en longirritatie. Men gaat er zelfs van uit dat de opname van aanzienlijke hoeveelheden anorganisch arseen de kans op de ontwikkeling van kanker kan vergroten, en dan vooral de kans op de ontwikkeling van huidkanker, longkanker, leverkanker en lymfeklierkanker.
Een zeer grote blootstelling aan anorganisch arseen kan bij vrouwen onvruchtbaarheid en miskramen veroorzaken en bij zowel mannen als vrouwen kan het huidstoornissen, een afgenomen weerstand tegen infecties, hartstoornissen en hersenschade veroorzaken.
Tenslotte kan anorganisch arseen ook het DNA beschadigen.
Organisch arseen kan noch kanker veroorzaken noch het DNA beschadigen. Maar de blootstelling aan hoge doses arseen kan zenuwschade en buikpijn veroorzaken.

Milieueffecten van arseen

De arseencyclus is als gevolg van menselijke activiteiten verbreedt en hierdoor komen er grote hoeveelheden arseen in het milieu en in levende organismen.  Arseen wordt voornamelijk uitgestoten door de koperproducerende industrie, maar komt ook vrij bij de productie van lood en zink en in de landbouw. Wanneer het zich eenmaal in het milieu bevindt kan het niet meer afgebroken worden, waardoor de hoeveelheden arseen die aan het milieu toegevoegd worden zich kunnen verspreiden over de aardbol en schade aan de gezondheid van mensen en dieren kunnen toebrengen.

Planten absorberen arseen behoorlijk gemakkelijk, zodat er hoge concentraties in het voedsel aanwezig kunnen zijn. De concentraties gevaarlijk anorganisch arseen die momenteel in het oppervlaktewater aanwezig zijn, bevorderen de kans op veranderingen in het genetisch materiaal van vissen. Dit wordt vooral veroorzaakt door de accumulatie van arseen in de lichamen van plantenetende zoetwater organismen. Vogels eten vis die reeds aanzienlijke hoeveelheden arseen bevat en sterven dan als gevolg van arseenvergiftiging wanneer de vis verteerd wordt.

Arseen en water