Mikä on arseenitrioksidi? Ominaisuudet, kemia ja terveysvaikutukset

Arseenitrioksidi — ominaisuudet, kemia ja terveysvaikutukset selkeästi: riskit, käyttö, myrkytys ja suojautuminen yhdestä kattavasta artikkelista.

Arseenitrioksidi, joka tunnetaan myös nimellä valkoinen arseeni, arseeni(III)oksidi tai arseenioksidi, on kemiallinen yhdiste. Sen kemiallinen kaava on As₂ O₃ . Siinä on arseeni- ja oksidi-ioneja. Arseeni on hapetusasteeltaan +3.

Perusominaisuudet

Arseenitrioksidi on yleensä valkoista tai kellertävää, hajutonta kiinteää ainetta, joka esiintyy sekä kiteisenä pölymäisenä aineena että kiteinä. Se on epäorgaaninen arseeniyhdiste, jossa arseeni on oksidaatioasteessa +3. Kiinteässä muodossa osa rakenteesta koostuu neljän arsenin ja kuuden hapen muodostamista neljästäkehäisistä As4O6-molekyyleistä (arsenolitti), ja toisissa polymorfisissa muodoissa esiintyy toisenlaista käsiteellistä ristikkoa (claudetite).

Kemia ja reaktiivisuus

• Luonne: Arseenitrioksidi on amfoteerinen oksidi: se liukenee happoihin tai emäksiin reagoiden. Veteen liuetessaan se muodostaa arsenoushappoa (H₃AsO₃), eli käytännössä arseeni esiintyy arsoniitin muodoissa liuoksessa.
• Reaktiot emästen kanssa: Emäksisissä olosuhteissa As₂O₃ reagoi muodostaen arsoniitteja (esim. NaAsO₂), mikä lisää sen liukoisuutta.
• Hapettuminen: Voimakkaat hapettimet voivat oksidoida As(III):n As(V):ksi, muodostaen arseenitrioksidista arseenipentoksidia (As₂O₅) tai arseenihappoja.
• Kompleksien muodostus: As(III) muodostaa kompleksiyhdisteitä rikkiä sisältävien ligandinien (esim. tioli-ryhmien) kanssa — tätä ominaisuutta hyödynnetään myös myrkytyksen hoidossa.

Käytännön ominaisuudet ja käyttökohteet

• Teollisuudessa arseenitrioksidia on käytetty lasin ja keramiikan valmistuksessa, väriaineiden ja muiden arseeniyhdisteiden tuotannossa sekä puolijohde- ja metallurgiateollisuudessa.
• Historiallisesti sitä on käytetty torjunta-aineissa, puunsuoja-aineissa ja muissa tuotteissa, mutta monet käyttökohteet ovat vähentyneet myrkyllisyyden ja ympäristöriskien vuoksi.
• Arseenitrioksidia käytetään myös lääketieteessä: kontrolloiduissa olosuhteissa sitä käytetään mm. akuutin promyelosytaarisen leukemian (APL) hoidossa (lääkevalmisteena arseenitrioksidi), missä pieniannoksinen arseenitrioksidi voi indusoida syöpäsolujen apoptoosia.

Terveysvaikutukset ja myrkytykset

Arseenitrioksidi on erittäin myrkyllistä. Altistuminen voi tapahtua suun kautta (saanti), hengitysteitse (pöly tai höyry) tai ihoaltistuksena (pitkäaikainen kosketus voi johtaa läpäisemiseen). Sekä akuutit että krooniset vaikutukset ovat vakavia:

• Akuutti myrkytys: Oireita voivat olla pahoinvointi, oksentelu, voimakas ripuli, vatsakivut, kuivuminen, verenkiertoshokki, sydämen rytmihäiriöt ja munuaisten tai maksan toiminnan pettäminen. Hengenvaarallisia tapauksia voi esiintyä nopeasti suuren pitoisuuden imeytyessä.
• Krooninen altistuminen: Pitkäaikainen altistus pienemmille pitoisuuksille aiheuttaa ihomuutoksia (hyper- ja hypopigmentaatio, karpaalit), haavaumia, hengitysteiden vaurioita, hermostollisia oireita (perifeerinen neuropatia), verisuonisairauksia ja lisääntyneen diabeteksen sekä sydän- ja verisuonitautien riskin. Inhalaatio ja juomaveden arseenipitoisuus ovat merkittäviä huolenaiheita ympäristössä.
• Karsinogeenisuus: IARC luokittelee epäorgaaniset arseeniyhdisteet ryhmään 1 (todennäköinen ihmisille karsinogeeni). Arseeni liittyy erityisesti ihon, keuhkojen ja virtsarakon syövän riskiin.
• Hoidot: Akuutissa arseenimyrkytyksessä käytetään vasteeseen soveltuvia tukitoimia ja poistomekanismeja (mahahuuhtelu, aktiivihiili harvoissa tilanteissa) ja chelaatiohoitoa. Yleisimpiä chelaattoreita ovat dimerkaprol (British anti-Lewisite, BAL), dimercaptosuccinic acid (DMSA, succimer) ja joskus D-penisillamiini. Myrkytyksen hoito tulee aina tehdä sairaalaympäristössä.

Altistuminen ympäristössä

Arseeniyhdisteitä esiintyy luonnostaan maaperässä, mineraaleissa (esim. arsenopyriitti) ja vulkaanisissa materiaaleissa. Erityisen tunnettu ongelma on pohjaveden arseenipitoisuus joillakin alueilla (esim. Etelä-Aasiassa), mikä on johtanut laajoihin terveysongelmiin. Teollinen toiminta, kaivostoiminta ja vanhat torjunta-aineiden tai puunsuoja-aineiden käytöstä johtuvat päästöt voivat lisätä arseenipitoisuuksia maassa ja vesissä.

Turvallisuus ja käsittely

• Säilytys: Säilytä hyvin suljetuissa, merkittyissä astioissa kuivassa ja viileässä paikassa erillään hapettimista.
• Altistuksen minimointi: Käytä suojavarusteita (hengityssuojain, käsineet, suojavaatteet) käsiteltäessä pölyä tai liuoksia. Työtiloissa tarvitaan riittävä ilmanvaihto ja kohdepoisto.
• Jätteenkäsittely: Arseenipitoiset jätteet luokitellaan vaaralliseksi jätteeksi ja ne on toimitettava ympäristöviranomaisen edellyttämällä tavalla asianmukaiseen käsittelyyn tai loppusijoitukseen.

Keskeiset huomautukset

• Arseenitrioksidi on sekä teollisuudessa käytetty että ympäristö- ja terveysriskin lähde — erityistä huolta aiheuttaa pohjaveden arseeni ja työperäinen altistuminen.
• Vaikka arseenitrioksidia hyödynnetään joissain lääketieteellisissä hoidoissa, se on samaan aikaan erittäin myrkyllinen aine, jonka käyttö edellyttää tarkkaa kontrollia ja ammatillista hoitoa.
• Jos epäilet arseenialtistusta tai myrkytystä, hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon tai yhteyteen myrkytyskeskuksen kanssa.

Lisätietoja ja paikallisia ohjeita arseenin käsittelystä, päästöistä ja jätteenkäsittelystä antaa kansallinen ympäristö- ja työterveysviranomainen sekä alueellinen myrkytyskeskus.

Hae kirjaimella