Arseen (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
Põllumajandus ja keskkonnainstituut
Maastikukaitse ja- hooldus
Kati Zoobel
Arseen
Referaat aines saasteaines keskkonnas ja ökotoksikolooga
Juhendajad: Kaja Orupõld
Tartu 2014
Sissejuhatus
Järgnev referaat on koostatud aines saasteaines keskkonnas ja ökotoksikoloogia koduse tööna. Töö teemaks on Arseen ning tema toksiline mõju. Arseen on väga tähtis aine, mis väikestes
kogustes on kasulik kuid suurtes kogustes on kahjulik nii inimesele kui ka organismidele. Teema valiti kuna arseen satub üha enam inimeste igapäeva toidulauale näiteks mitmetes veise- ja seafarmides kasutatakse arseeni toidulisanina, kuna selle tõttu võtavad loomad kiiremini kaalus juurde ja saavad ühlasi seente ning bakteritevastase "tõrje", lisaks kasutatakse seda metallitööstuses, pestitsiidide ja puidukaitsevahendite tootmisel, klaasitootmises ja puidu säilitamiseks. Arseen jõuab organismi toidu, joogi ja õhu kaudu kuna teda leidub keskkonnas igal pool.
Arseeni omadused
Arseen: (As)
Aatomnumber: 33
Aatommass: 74,92160
Klassifikatsioon: penteelid, p-elemendid
Elektronvalem : 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p3
Elektronskeem: +33|2)8)18)5)
Elektronite arv: 33
Neutronite arv: 42
Prootonite arv: 33
Oksüdatsiooniast(m)e(d) ühendites: -III, 0, III, V
Kristalli struktuur: romboeedriline
Aatommass: 74,92160
Sulamistemperatuur: 816 °C (rõhul 38,6 atm.)
Keemistemperatuur : 615 °C ( sublimeerub )
Tihedus: 5,72 g/cm3
Arseenist üldiselt
Nimi tuleneb   kreekakeelsest  sõnast arsenikon 'mehelik, tugev'. Arseeniühendid on tuntud juba antiikajast. Keemilise elemendina määratles arseeni Antoine Lavoisier  aastal 1789. Omadustelt on arseen poolmetall, kuna tal on nii metalli kui ka mittemetalli omadusi. Arseen on poolmetall.
Arseenil on olemas mitu allotroopset vormi. Normaalsetes tingimustes on kõige stabiilsem hall arseen, tahke rabe aine, mille tihedus on 5,7 g/cm³. Atmosfääri kuumutamisel arseen ei sula, aga sublimeerub temperatuuril 614kraadi Celsiust. Kõrgema rõhu puhul sulab arseen temperatuuril 817 kraadi Celsiust.
Arseeniühendeid on palju ja arseeni varud on praktiliselt piiramatud samas lihtainena esineb arseeni harva.
Arseeni leidub paljudes metallirohketes geoloogilistes materjalides ning arseeni saadakse vase (Cu), plii (Pb), koobalti (Co) ja kulla (Au) tootmise kõrvalsaadusena. Inimtegevuse tulemusena satub keskkonda arseeni tänu nii tööstuse heidetele, värviliste metallide kaevandamisele ja sulatamisele ning metallitööstusele kui ka energia tootmisele fossiilsetest kütustest ja väetistest.
Kõik vees ja maomahla toimel lahustuvad arseeniühendid on inimorganismile mürgised . Tuntuim neist on As4O6 ehk rahvapäraselt arseenik. Surmav kogus inimesele on 0,05–0,1 g.
Looduses leidub arseeni kõige rohkem ühendeis väävli ja metallidega, aga ka puhaste kristallidena. Harilikult eristatakse metalset ehk halli α arseeni, kollast arseeni ning β-, γ- ja δ-arseeni.
Galliumi ühendid arseeniga võimaldavad luua väga heade omadustega pooljuhte, mille elektrilised parameetrid ja temperatuuritaluvus on tunduvalt paremad kui räni (Si) baasil loodud pooljuhtidel. Galliumarseniid (GaAs) on pooljuhtseadiste uuema põlvkonna materjal.
Arseeni esinemine
Arseeni kasutatakse enamasti pestitsiidide ja puidukaitsevahendite tootmisel ja kasutamisel , kuna arseen on väga mürgine putukatele, bakteritele ja seentele . Samal põhjusel lisati vanasti ka värvidesse arseeni. Arseeni kasutatakse ka veise- ja seafarmides toidulisandina ning alles hiljuti keelustati USA-s arseeni sisaldus kanalihas. Metallilist arseeni kasutatakse plii tugevdamiseks sulamites. Samuti puutuvad arseeniga kokku inimesed, kes töötavad metallitööstuses, klaasitootmises või säilitavad puitu. Samuti on ohtlik arseeni sissehingamine. Arseen akumuleerub küüntes ja juustes ning seega saab neid kasutada biomarkeritena.
Esinemine toidus
Peamine viis, kuidas arseen jõuab maapinnal asuvate lehtköögiviljadeni, on otsese sadestumise
kaudu atmosfäärist , samas juurviljadesse jõuab arseen nii maapinnast kui ka atmosfäärist
sadestudes. Maapinnast pärit toidutooted sisaldavad kokku madalates kontsentratsioonides arseeni, kuid neis on suurem osakaal anorgaanilist arseeni. Tavalise Euroopa kodaniku puhul on tehtud kindlaks, et päevasest kokkupuutest anorgaanilise arseeniga moodustab enamiku toit järgmistest rühmadest: teraviljad ja teraviljatooted, eriotstarbeks mõeldud dieettoidud (vetikad), pudelivesi, kohv ja õlu , riis ja riisitooted, kala, köögiviljad (juurviljad) ja seened. Arseeni on samuti tuvastatud lihas, kanas, mahlakontsentraatides ning piimatoodetes. Avaldatud andmete põhjal võib väita, et ülemaailmselt on toiduainetest kõige suurema arseenisisaldusega kala ja kalatooted ning mereannid koos vetikatega.
Mõju keskkonnale ja tervisele
Arseen võib esineda erinevatel anorgaanilistel ja orgaanilistel kujudel, millest esimesed on rohkem toksilised. Anorgaaniline arseen on inimeste puhul klassifitseeritud kantserogeenseks. Anorgaanilise arseeni manustamisega seotud kahjulikud mõjud inimeste puhul on nahakahjustused, vähk, arengutoksilisus, neurotoksilisus, südame- veresoonkonna haigused, glükoosi metabolismi häired ja diabeet . Neurotoksilisust on raporteeritud peamiselt ägeda kokkupuute korral tahtliku mürgistuse või enesetapu ja kõrge arseenikontsentratsiooniga joogivee puhul. Tõestusmaterjal pole täielik südame-veresoonkonna haiguste ( gangreen , perifeerne vaskulaarne haigus, müokardi infarkt ja insult ) ja diabeedi esinemise kohta nendes piirkondades, kus on suhteliselt vähene kokkupuude anorgaanilise arseeniga.
Arseeni päevane soovituslik doos
Suukaudne lubatav päevadoos on määratud 1 μg / kg-le kehakaalu kohta päevas. Arseen on väga mürgine ja 15 g arseeni manustamine korraga võib lõppeda letaalselt. Samas on organismi võimalik harjutada arseeniga, süstides iga päev väga väike kogus arseeni siis muutub keha arseenile vastuvõtlikumaks kuni 10 korda.
Kokkuvõte
Lõpetuseks saab öelda, et arseen on mürgine siis kui teda manustatakse liiga palju. Arseeni on keskkonnas suhteliselt palju puhta ainena küll vähem, kuid akumuleerunud on seda nii loomsetesse kui ka taimsetesse organismidesse. Tänapäeval ollakse arseeni kasutamisega teadlikumad, inimesed saavad seda nagu nii toidust ja saastatumas keskkonnas hingavad ka seda sisse. Ettevõtted ja töökohad, kus inimesed puutuvad kokku arseeniga peavad järgima kindlaid reegleid ja käsitlemise juhendeid, et keskkond oleks ohutu töötajale. Inimesed söövad kõige enam arseeni sisse mereandide ja mereloomadega. Õnneks on muutub väikeste dooside manustamisega inimene arseenile vastuvõtlikumaks ning kui puudub kokkupuude 15gletaalne .
Kasutatud allikad
http://foodweb.ut.ee/s2/111_232_83_Valitud_saasteainete_ulevaade.pdf
http://www.telegram.ee/toit-ja-tervis/raskemetallide-moju-organismile-ja-kuidas-neist-vabaneda#.VGIy8PmsWGE
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1742758/pdf/v079p00391.pdf
http://et.wikipedia.org/wiki/Arseen