Соединения мышьяка, попадающие в атмосферу с выбросами, оседают на поверхности почвы, водоемов и на растениях. Постоянный выпуск сточных вод, содержащих мышьяка, приводит к загрязнению водоемов. Концентрация мышьяка в воде ниже спуска сточных вод мышьяковых и медных заводов достигает 0,6-6 мг/л, в то время как выше спуска она не превышает фоновых значений. Большое количество мышьяка найдено в донных отложениях водоемов, откуда он может при определенных условиях мигрировать в жидкую фазу.
В стоках кожевенных заводов уровень мышьяка достигает 300 мг/л, азотнотуковых комбинатов 0,8 мг/л, свинцово-цинковых предприятий 0,15-0,22 мг/л, рудообогатительных фабрик 0,8 мг/л, молибдено-вольфрамовых заводов 0,9 мг/л, никелевых заводов 1,4 мг/л, свинцовых комбинатов 0,06 мг/л, гидрометаллургических цехов оловозавода 634 мг/л, горнообогатительных комбинатов 0,5 мг/л, обогатительных фабрик 400 мг/л.
Загрязнение водной среды мышьяком возможно также при длительном контакте природных вод с отвалами на основе неутилизируемых твердых мышьяксодержащих отходов. Отходы, складируемые на открытых площадках без спецзахоронения или замуровываемые в глиняные траншеи и котлованы, равно как сбрасываемые в прудки-отстойники, представляют собой мощные источники загрязнения почвы, воды и воздуха мышьяком. Содержание мышьяка в отвалах может достигать значительных величин.
Применение мышьяксодержащих пестицидов в сельском хозяйстве приводит к загрязнению почвы. В некоторых сельскохозяйственных районах в почве обнаруживали до 30 мг/кг этого элемента.
Содержание мышьяка в воздухе рабочей зоны предприятий варьирует в широких пределах. Так, в медеплавильном и медносерном производстве он обнаруживается от 7 до 6600 мкг/м3, в производстве швейнфуртской зелени — 39 мг/м3, на золотодобывающих рудниках — 0,001-0,028 мг/м , на стекольном заводе
— 10 мкг/м , в производстве инсектицидов — 40 мкг/м . Хлорид мышьяка (III) в концентрации 0,2 мг/л переносится не более минуты. Смертельная доза оксида мышьяка (III) 20-300 мг; метаарсенита кальция 0,15-0,3 г; метаарсенитацетата меди 0,15-0,2 г.
Механизм токсического действия
Основные расстройства, вызываемые мышьяком.
1. Нарушение тканевого дыхания и снижение энергетических ресурсов клетки в результате метаболического разобщения окислительного фосфорилирования. Этот эффект реализуется несколькими путями в зависимости от валентной формы мышьяка.
2. Общий ацидоз, развивающийся вследствие угнетения окислительных процессов и накопления в тканях молочной, пировиноградной кислоты и других кислых продуктов обмена.
3. Нарушение гемодинамики из-за паралича капилляров, увеличения порозности стенок кровеносных сосудов, расстройства сердечной деятельности, местного токсического действия на выделительные органы, что приводит к значительному обезвоживанию организма, потере солей.
4.Гемолиз и анемия, усиливающие гипоксию тканей, обусловленную не только расстройством реакций окислительного фосфорилирования, но и нарушением транспорта кислорода вследствие включения мышьяка в молекулу Mb.
5. Дегенеративное и некротическое поражение тканей в местах их контакта с мышьяком.
6. Индуцирование бластомогенных процессов при экспозиции различных соединений мышьяка. Эпидемиологически давно уже показана связь между воздействием мышьяка и повышенной заболеваемостью человека раком кожи, респираторной, лимфатической и гематопоэтической систем, желудочно- кишечного тракта. В последнее время появились работы, подтверждающие канцерогенную опасность мышьяка в опытах на животных. Генез мышьяковых раков изучен недостаточно. Высказано предположение, что замещение фосфора мышьяком в ДНК приводит к нарушению хроматинного материала.
Эмбриотоксический, гонадотоксический и тератогенный эффекты обнаружены в экспериментах на живых организмах. Описаны случаи анэнцефалии у хомячков; дефектов мозга, глаз, гидроцефалии у крыс и куриных зародышей; агенез почек и гонад, преждевременное закрытие нейропоры, уродства мочеполовой системы, случаи смерти от многочисленных морфологических аномалий у животных под влиянием мышьяксодержащих соединений.
В малых дозах мышьяк действует подобно наркотику, вызывая ощущение силы и здоровья, которое сменяется подавленностью при отмене. Развивается толерантность (привыкание к дозе).
Токсикокинетика и токсикодинамика
Мышьяк поступает в организм при ингаляции, с пищей и водой. Кроме того, многие его соединения способны проникать через неповрежденную кожу, слизистые оболочки и плаценту.
При пероральном и ингаляционном поступлении абсорбция составляет 60- 80%). Через слизистые оболочки быстрее абсорбируется Asr\ в то время как через неповрежденную кожу лучше проникает As \ Попавший в кровяное русло мышьяк локализуется в эритроцитах (86-99%) и лейкоцитах. В эритроцитах мышьяк избирательно накапливается в гемоглобине Через 8-15 дней от начала заболевания появляются резкие боли в конечностях, парестезии, парезы с преимущественным поражением разгибателей, трофические расстройства. Паралитическая форма интоксикации выражается резкой слабостью, сонливостью, сильными головными болями, головокружениями, упадком сердечной деятельности, судорогами, коматозным состоянием. Смерть наступает от паралича дыхательного и сосудодвигательного центров. У выживших остается тяжелое диффузное поражение нервной системы в виде токсической энцефалопатии (нарушение речи, координации движений, ослабление памяти, психозы).
Интоксикация арсином характеризуется полиморфной клинической симптоматикой. Жалобы на повышенную утомляемость, исхудание, тошноту, головокружение, боли в конечностях, желудке и кишечнике, груди, горле, охриплость, затруднение дыхания с кашлем и колотьем в груди, отек лица и век, чувство онемения пальцев рук и ног, сухость во рту, жидкий стул. В крови снижены количество эритроцитов, уровень НЬ, количество лейкоцитов. Изменена ЭКГ. В моче появляется белок. Наблюдается выпадение волос и ногтей, дерматиты, кровоизлияния, гиперпигментация кожи, гиперкератоз на ладонях и подошвах. Отмечена повышенная заболеваемость раком кожи и интерстициальных органов. Диагноз подтверждается наличием мышьяка в моче. При поступлении через органы дыхания — конъюнктивиты, риниты, фарингиты, перфорация носовой перегородки, трахеобронхиты, эмфизема легких. Обращают на себя внимание отеки лица, шеи, лодыжек, бронзовая гиперпигментация отдельных участков кожи и слизистых, эритема вследствие капиллярной дилатации, меланоз на незащищенных областях тела, гиперкератоз ладоней и подошв с десквамацией кожи, ломкость ногтей и их поперечная исчерченность, облысение.
При длительном воздействии мышьяка развивается болезнь Bowen's как кожное проявление наличия неопластических процессов в различных системах.
Нейропатия — отличительный признак хронического отравления (симметричная, сенсорно-моторного типа). Особенностью мышьяковых полиневритов является раннее расстройство чувствительности дистальных отделов рук и ног, спонтанные боли, парестезии, гиперпатии.
Могут развиться мышечная атрофия, параличи, парезы, атаксия. Встречаются невриты зрительного и слухового нервов, вестибулярные расстройства, нарушение костной проводимости. Полиневриты характеризуются положительными корешковыми симптомами и признаками поражения боковых и передних рогов спинного мозга.
Имеет место энцефалопатия — нарушение памяти, речи, психозы. Нарушается кардиовнетрикулярная проводимость. Нередко страдает система крови: анемия, снижение уровня НЬ анемии и геморрагические алейкии. В костном мозге гиперплазия элементов красного ростка. Могут развиться хронический гепатит, миокардиодистрофия, перикардит, токсическое поражение почек.
Хлорид мышьяка (III) раздражает глаза и слизистые, вызывает развитие дерматитов и экземы на открытых участках тела.
Мышьяковую интоксикацию следует подозревать у любого лица с комбинацией следующих симптомов: нервные, желудочно-кишечные, кардиоваскулярные и респираторные расстройства; гемолитические отклонения; кожные поражения; нарушения функционального состояния печени и почек.
Для диагностики необходимо определить мышьяк и его метаболиты в моче, кале, волосах и ногтях. Наличие 200 мкг/мл в пробе мочи, как и 100 ммоль/100 г образца волос и ногтей, является показателями мышьяковой интоксикации.
Дать пить теплый раствор поваренной соли (1 столовая ложка на стакан воды) и после этого вызвать рвоту. Промывание желудка через зонд (при отсутствии склонности к коллапсу) целесообразно проводить в первые 3-4 ч изотоническим раствором поваренной соли (2 чайные ложки на 1 л воды). В жидкость для промывания добавить активированный уголь (2 столовые ложки на 0,5 л воды) или 1% тиосульфат натрия в качестве слабительного. Объем жидкости для взрослого человека 300 мл одномоментно. После промывания желудка дать выпить пострадавшему теплое яичное молоко (2-4 сырых яйца, взбитых в 0,25 л молока) или тиосульфат натрия. Как временная мера используется внутривенное вливание 40% глюкозы с витаминами В и В2. При сильных болях применяют анальгетики, противосудорожные, сердечные препараты. Проводят защиту от охлаждения. При необходимости дают кислород, применяют искусственное дыхание. При отравлении арсином кислород дают во время транспортировки.