Arzén

Az arzén mérgező hatása évezredek óta közismert, ám rákkeltő hatása csak az elmúlt évtizedekben vált ismertté.

a
Anyag(csoport) neve, CAS szám, kémiai jellege, miből állítják elő

Név: Arzén és vegyületei
Angol név: Arsenic and its chemical compounds

Vegyjel: As
Rendszám: 33
CAS szám: 7440-38-2

R-mondatok:


R 23/25:      Belélegezve és lenyelve mérgező.
R 50/53:      Nagyon mérgező a vízi szervezetekre, a vízi környezetben hosszan tartó
károsodást okozhat.

S-mondatok:


S 1/2:          Elzárva és gyermekek számára hozzáférhetetlen helyen tartandó.
S 20/21:      A használat közben enni, inni és dohányozni nem szabad.
S 28:           Bőrrel való érintkezés után bő vízzel és szappannal azonnal le kell mosni.
S 45:           Baleset vagy rosszullét esetén azonnal orvoshoz kell fordulni. Ha lehetséges, a címkét meg kell mutatni.
S 60:           Az anyagot és/vagy edényzetét veszélyes hulladékként kell ártalmatlanítani.
S 61:           Kerülni kell az anyag környezetbe jutását.

Az arzén félfém, mely 3 formában fordul elő: sárga (kristályos szerkezetű), fekete (szilárd, üvegszerű) és szürke színben [1-3]. A periódusos rendszer elemei közül tiszta formában előfordulók közül az arzén a huszadik leggyakoribb [4], de gyakran jelenik meg kémiai kötésben pl. vassal, rézzel, ólommal.
Az arzén mérgező hatása évezredek óta közismert, ám rákkeltő hatása csak az elmúlt évtizedekben vált ismertté.

A leggyakoribb arzénmódosulatok az As(III) (arzén-trioxid, CAS: 1327-53-3) és az As(V) (arzén pentoxid, CAS: 1303-28-2) szervetlen vegyületei, az arzenitek, arzenátok. Jelentősek továbbá az arzénsav metilezett származékai (metil-arzénsav, dimetil-arzénsav, trimetil-arzénoxid) [5, 6]. Szerves arzén vegyületek elsősorban biológiai átalakulás során képződnek és tengeri élőlényekben fordulnak elő nagyobb mennyiségben. Ilyen például az ártalmatlan arzeno-betain (CAS: 64436-13-1), arzeno-kolin (CAS: 39895-81-3) vagy az arzenocukrok [7].

b
Mire használják, miért és hol található meg közvetlen környezetünkben

Az arzén vegyületek előfordulnak minden környezeti elemben: természetes körülmények között 1,5-2 mg/kg koncentrációban mérhetőek a földkéregben, illetve vulkánkitörések által is bekerülhetnek az anyagforgalomba. Az ipari és bányászati tevékenység következtében elszennyezett talajokban koncentrációja akár 500 mg/kg-ot is elérhet. A tőzegekre természetes módon jelentős mértékű (16-340 mg/kg) arzéntartalom jellemző. A kőszénben 10-1000 mg/kg arányban jelenhet meg, de kőszénhamuban mértek 8000 mg/kg koncentrációt is [8, 9]. A vizekben általában szervetlen arzenát vagy arzenit formájában található meg. Talajvízben, hőforrásokban mg/L nagyságrendű geológiai eredetű koncentráció is előfordulhat. A levegőben mérhető koncentrációja átlagos körülmények között 0,5-12,3 ng/m3, ipari tevékenység körzetében akár 32 ng/m3 [8].

Ismert mérgező hatása ellenére különböző arzénvegyületeket már a XV. századtól használtak gyógyászati célra, pl. a XX. század elején a Salvarsant a szifilisz gyógyítására; a Fowler-oldatot a pszoriázis kezelésére. A nátrium-arzenit alkalmazása ma is vitákat vált ki a leukémia kezelésében [12]. Egykor széleskörű használatát a növény- és faanyagvédő, valamint rágcsáló irtó szerekben már betiltották illetve korlátozták. Állatgyógyászati készítményekben (külső paraziták elleni fürdetésre), takarmány-adalékként (kecskék, baromfik növekedéséhez esszenciális) alkalmazzák. Félvezetők és elektronikai termékek gyártásához, továbbá üvegek, festékek, zománcok, ötvözetek készítéséhez használják [11].

c
Hogyan jut be szervezetünkbe

Az arzén mindenekelőtt a táplálékkal és az ivóvízzel kerül a szervezetbe. Az arzénnal végzett ipari tevékenységek (fémolvasztás, kőolaj-feldolgozás, vegyipar, üvegipar) következtében belégzéssel és a bőrön keresztül történő felszívódással is kell számolni, de az előzőekben említetthez képest elhanyagolható mennyiségben. A dohányzás is emeli némileg az arzénterhelést (kb. 0,25 mikrogramm szálanként). A szervezetbe került arzén 60-95%-a a vizelettel 5 napon belül kiürül.

d
Milyen egészségkárosító hatásokkal rendelkezik, milyen adatok vannak erre

Az ismert mérgező anyagok között talán az arzénnel kapcsolatban rendelkezünk a legtöbb ismerettel a különböző úton, dózisban és tartóssággal történt expozíció és annak káros hatásai tekintetében ‒  mind embereken történt megfigyelések, mind állatkísérletek alapján.

Az arzén erős méreg, emberen a becsült halálos dózisa 100-300 mg, bár az egyéni érzékenység igen változó. Felszívódása 3 módon történhet: bőrön, tüdőn és a gyomor-bélrendszeren keresztül. A legtoxikusabbak a szervetlen arzénvegyületek: az As(V) az oxidatív foszforilációs lánc megszakadását eredményezi, míg az As(III) a szulfhidril-csoportot tartalmazó enzimekkel lép reakcióba, inaktiválva azokat. Az As(III) harmincszor toxikusabb az As(V)-nél [13]. Vízoldható formái (pl. nátrium-arzenit) könnyebben szívódnak fel, mint a kevésbé oldódó vegyületek (pl. ólom-hidrogén-arzenát). Nagy dózisban erős gyomortáji fájdalom jelentkezik, hányással és hasmenéssel, ami nagyfokú folyadékvesztéssel jár, emellett szívritmus zavarok, szív és érrendszeri elváltozások, perifériás keringési zavarok figyelhetők meg [14]. Belégzésekor köhögés, torokfájás, légszomj, gyengeség jelentkezik, míg bőrrel, szemmel érintkezve bőrpírt, irritációt okoz. Kisebb koncentrációk hosszan, évtizedeken át tartó bevitele esetén csak sok év után okoz észrevehető tüneteket. Ezek elsősorban bőrtünetek, mint pl. fokozott elszarusodás, hiperpigmentáció. Az is nehézséget jelent, hogy a tünetek előfordulása nemcsak az arzénhez köthető, mivel ezek az elváltozások a növekvő életkorral egyébként is megjelenthetnek. A fejlődő szervezetben főleg az idegrendszer érzékeny az arzénre, bár ezzel kapcsolatban elsősorban állatkísérletekből származó adatok állnak rendelkezésre. Az arzén tartalmú ivóvíz azért is veszélyezteti kiemelten a gyermekek egészségét, mert testsúlyukhoz képest ők több vizet isznak.

A szervetlen arzén ember esetében bizonyítottan rákkeltő, amely bőr-, hólyag-, vese- és tüdődaganatot idéz elő. Kis koncentrációban történő tartós bevitel esetén ezen kívül többféle krónikus, nem-daganatos betegség előidézésében is szerepet játszik. Ilyenek pl. a bőr elszarusodásával és festékanyagának megváltozásával járó elváltozások, a szív- és keringési megbetegedések, a perifériás és a központi idegrendszer rendellenességei, a máj- és vesebetegségek, a cukorbetegség és az Addison-kór [15]. Kromoszóma rendellenességeket kiváltó, illetve a DNS javító mechanizmusokat befolyásoló hatása igazolt [16].

Az arzén a szervezetben főleg a májban, tüdőben, lépben és a szaruképletekben halmozódik fel, vizelettel a teljes bevitt mennyiség 58%-a, míg széklettel csupán 6%-a ürül ki. Terhes nők arzénterhelésekor a magzat kitettsége is igazolt, a köldökzsinór-vér arzén koncentrációja megegyezik az anyai vérben lévő koncentrációval [18].

Az arzén daganatkeltő hatására vonatkozó ismeretek, a nemzetközi szervezetek ajánlásai, valamint a hazai jogszabályozás előírásai szerint az ivóvízben elfogadható kockázati szintnek tartott koncentráció a 10 mikrogramm/liter, amit megfelelő intézkedésekkel és műszaki beavatkozásokkal elérni és biztosítani kell. Sajnos mind a mai napig nem megoldott Magyarország egyes területein az uniós jogszabályok által előírt arzénkoncentráció biztosítása az ivóvízben.

 

e
Milyen környezeti kockázatokat hordoz

A környezetbe kerülve az arzén nem bomlik le, csupán átalakulhat, illetve reakcióba léphet a fizikai, kémiai és biológiai körülményeknek megfelelően. Vízoldékonysága oxidáltsági fokától függően eltérő; oxidatív körülmények között (200-500 mV) 95%-ban alacsony vízoldékonyságú arzenát formájában van jelen, magas pH érték mellett, vagy redukáló körülmények között azonban vízoldékony arzenitté redukálódik [10]. Vízben jól oldódó vegyületei révén így megszennyezheti felszíni és felszín alatti vizeinket, illetve megjelenhet az üledékben is [23]. Az erőművi és egyéb légköri kibocsátásból származó arzén a légköri lebegő részecskékhez kapcsolódhat, melyek nedves kiülepedéssel diffúz talajszennyezéshez vezethetnek. Földtani közegben a 6/2009 (IV.14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendeletben meghatározott szennyezettségi határértéke 15 mg/kg, felszín alatti vízben pedig 10 μg/L, így ennél nagyobb koncentrációban az adott közeg szennyezettnek tekintendő.

f
A kitettség és az egészségügyi kockázat mértéke milyen tényleges veszélyforrást jelent a lakosság számára

Az arzén általános elterjedtsége miatt kis mennyiségben mindenkinek a szervezetébe bekerül. Napjainkban becslések szerint közel 100 millió embert terhel arzén a világon, főleg az ivóvíz és az élelmiszerek szennyezettsége révén, amelynek mértékét a WHO az általános népességben 20-300 µg/nap közé teszi. Az EPA állásfoglalása szerint az arzén esetében a vonatkozó Referenciadózis orális bevitelnél 0,0003 mg/testtömeg kg/nap.

A nagy ingadozás a táplálkozási szokások változatosságára vezethető vissza. Különösen a tengeri hal és egyéb tengeri eredetű táplálék fogyasztása növeli az összes arzénbevitelt a gyakorlatilag ártalmatlan szerves arzén tartalom révén. Tengeri növényekből készült készítmények is tartalmazhatják nagyobb mennyiségben, így hínárból készített tabletták, kivonatok esetében igazoltak 0,031-149 mg/kg száraztömegre vetített koncentrációt is [21].  A hús, tej, gabona és rizs alapú termékek a tengeri halakban mért 5-30 mg/kg koncentrációhoz képest lényegesen kisebb mértékben tartalmaznak szerves valamint szervetlen arzént. Sertés és baromfi májban és vesében 1-10 mg/kg értéket is tapasztaltak, továbbá arzént tartalmazó peszticid-szerek használata után ehető kucsmagomba fajokban is detektálható mennyiséget ért el [22]. Az összes arzén bevitelnél azonban fontosabb a sokszorta veszélyesebb szervetlen arzénbevitel. A WHO az összes arzénbevitelhez képest a szervetlen arzén részarányát hozzávetőlegesen 25%-ra teszi. Az arzénnel kapcsolatos megfigyelések zöme tehát nem véletlenül koncentrálódik az ivóvíz eredetű esetekre, mert az ivóvíz arzén tartalma gyakorlatilag teljes egészében szervetlen.

Egyes országokban (pl. Banglades, Chile, Mexikó, Tajvan) az ivóvíz geológiai okok miatt magas arzén tartamú, a WHO által ajánlott 10 µg/L ivóvíz-határérték tíz-százszorosa. Hazai viszonylatban is a földtani adottságok miatt az arzén komoly ivóvíz-minőségi problémát jelent, több mint 400 településen kb. 1 millió embert érint (az érintett települések listáját lásd a 201/2001 (X.25.) Korm. rendeletben) [19].

A foglalkozásköri expozíció is jelentős lehet, pl. a fém-, üveg-, félvezető-, vagy vegyiparban a bányászati és kohászati tevékenységek során. A munkahelyi szervetlen arzén kitettség következtében rézbányászat és -olvasztás során a tüdőrák kockázata tízszeresére nőhet, a kohászatban dolgozók esetében pedig (ahol akár 1 mg/m3 is lehet a levegőben mérhető arzén koncentráció) 20%-kal nagyobb az emésztőrendszerben kialakuló és 30%-kal a vesében kialakuló rák kockázata. Ezért kell a foglalkoztatás előtt orvosi alkalmassági vizsgálatot végeztetni, valamint az érintetteknek évenkénti időszakos orvosi vizsgálatokon részt venni. Arzén expozícióban dolgozók esetén a kitettséget a lehető legkisebb szintre kell csökkenteni, többek között védőeszközök használatával. 

g
Hogyan kerülhetjük el

Az ivóvíz határértéket meghaladó arzénkoncentrációjából eredő expozíció elkerülésére több lehetőség adódik addig is, amíg központi és helyi intézkedések eredményeképpen megtörténik az ivóvíz arzénmentesítése. Mindenekelőtt kerülni kell az ismerten arzén tartalmú ivóvíz fogyasztását, illetve határérték alá csökkenthető az arzéntartalom az ivásra és az élelmiszerek készítésére használt vízben, ha a szolgáltatótól az ivóvíz arzénkoncentrációjáról kapott tájékoztatás függvényében a helyben rendelkezésre álló vizet más eredetű arzénmentes vízzel keverjük.  Ez képezheti az egyéni kockázatcsökkentő stratégia alapját, mert az érintett hazai települések több mint felében, az érintett lakosságnak közel háromnegyede a 10 mikrogramm/L határértéket viszonylag kis mértékben meghaladó (10-20 mikrogramm/L közötti) arzén- tartalmú ivóvizet használ.

Az arzén tartalmú fakonzerváló készítmények használatával jelenleg hazánkban nem kell számolni. A régi, arzén tartalmú konzerváló szerrel kezelt faanyaggal való érintkezést, ill. annak elégetését azonban javasolt elkerülni.

h
Léteznek-e kevésbé káros alternatívák, és melyek azok

Magyarországon a II. világháború alatt és az azt követő években használtak arzén tartalmú fakonzerváló szereket, de biztonságos helyettesítésük mára már megoldott. A jelenleg forgalomban lévő szerekről rendelkezik a 38/2003. (VII. 7.) ESzCsM-FVM-KvVM együttes rendelet, illetve a 1451/2007/EK Rendelet (2007. december 4.).

Gyakorlatilag a kilencvenes évekig forgalmaztak világszerte arzén tartalmú rovar- és gyomirtó szereket. Mára gyakorlailag mindenhol sikerült ezen szerek kiváltása. Akadnak még hiányterületek, mint pl. az állatgyógyászati (ektoparaziták elleni) alkalmazások, a takarmány-additivumok, egyes festékek, a félvezetőgyártás valamint a széntüzelésből eredő ipari/lakossági emisszió.

i
Vonatkozik-e rá valamilyen jogi szabályozás (betiltás, korlátozás), vagy van-e ilyen folyamatban

Az ivóvíz arzén problematikájával részletesen foglalkozik a már említett 201/2001. (X.25.) Kormányrendelet. Az arzénfelhasználás visszaszorítására irányul az Európai Unió 2003/2/EC direktívája, ill. az 1907/2006/EK rendelet, melyek szabályozzák az arzén vegyületek fakonzerváló szerként való felhasználását [24, 25]. Ennek megfelelően az arzénvegyületek nem alkalmazhatóak mikroorganizmusok, növények vagy állatok megtelepedésének megakadályozására bármely teljesen vagy részben víz alá merülő eszközön vagy berendezésen. Részletes információkkal szolgál továbbá a rendelet az arzénvegyületekkel kezelt faanyag forgalomba hozataláról, felhasználhatóságáról, illetve az érvényben lévő korlátozásokról. Az Európai Unió 1999 óta korlátozza továbbá az arzén, mint takarmánykiegészítő alkalmazását. A REACH SVHC listájára is felkerült több arzénvegyület.

Források

j
Rákkeltő besorolások

IARC* karcinogén Group 1 Emberben igazoltan rákkeltő
EU CMR Karc kat. 1 Arzén-trioxid (CAS 1327-53-3), arzén pentoxid (CAS 1303-28-2), arzénsav és sói, ólom-hidrogén-arzenát ( CAS 7784-40-9)
EPA karcinogén/ EPA Toxics Release Inventory List Group A

CsF: 1.5 mg/kg/nap, a kockázat szintje
belélegezve 0,0043 μg/m3, ivóvízben 5x10-5 μg/l
EU szabályozás

2003/2/EK
1907/2006/EK
1999/29/EK
2009/48/EK

 1348/2008/EK határozat a DEGME és DEGBE korlátozásáról
2000. évi XXV., 2004. évi XXVI törvény, 44/2000. (XII. 27.) EüM.,
33/2004. ESZCSM rendelet, 2000. évi XLIII. törvény,
1348/2008/EK
SVHC lista +  
CAREX Group A Arzén-trioxid (CAS 1327-53-3), arzén pentoxid (CAS 1303-28-2), ólom-hidrogén-arzenát (CAS 7784-40-9), trietil-arzenát (CAS 15606-95-8)
UNEP PIC + Munkahelyi és környezeti viszonyok közt egyaránt
USA TRI fejlődési vagy reprotoxikus, vagy
európai PRTR-E-PER**		 +

Arzén trioxid (1327-53-3), nátrium arzenát (7784-46-5): szigorúan korlátozott;

Kalcium-, réz-, ólom-arzenát és nátrium-arzenit: betiltva
Stockholm POP -

Szervetlen arzén vegyületek: 0,1% de minimis cc.
Szerves arzén vegyületek: 1% de minimis cc.
SIN lista + -
ETUC lista

+

 Arzén-trioxid (CAS 1327-53-3), arzén pentoxid (CAS 1303-28-2)
Tudományoos információ

EU lista: -
EPA lista: -
Colborn lista: -
Keith lista: +

 Arzénsav és sói,  arzén-trioxid, gallium-arzenit

 

*The International Agency for Research on Cancer (IARC) is part of the World Health Organization. IARC's mission is to coordinate and conduct research on the causes of human cancer, the mechanisms of carcinogenesis, and to develop scientific strategies for cancer prevention and control. The Agency is involved in both epidemiological and laboratory research and disseminates scientific information.

**194/2007. (VII. 25.) korm. rendelet az Európai Szennyezőanyag-kibocsátási és -szállítási Nyilvántartás létrehozásáról, valamint a 91/689/EGK és a 96/61/EK tanácsi irányelv módosításáról szóló 166/2006/EK Európai Parlamenti és Tanácsi rendelethez (E-PRTR) kapcsolódó kormányrendeletek módosításáról

http://echa.europa.eu/chem_data/authorisation_process/candidate_list_table_en.asp
http://www.chemtrack.org/White/CMR.pdf
http://www.atsdr.cdc.gov/
http://www.carexcanada.ca/en/carcinogen_profiles_and_estimates/
http://www.mindfully.org/Pesticide/Banned-Severely-Restricted-EPA.htm
http://www.chem.unep.ch/pops/alts02.html
http://w3.chemsec.org/
http://www.etuc.org/a/7479
EDC-hez: http://www.womenlivingnaturally.com/articlepage.php?id=164
Keith-lista: http://media.iupac.org/publications/pac/1998/pdf/7012x2319.pdf
Colborn-lista: http://www.ourstolenfuture.org/basics/chemlist.htm
EU-lista: http://ec.europa.eu/environment/docum/pdf/bkh_annex_01.pdf

k
Környezeti hatások

 

Környezeti elem 

Koncentráció

Mértékegység 

Hivatkozás

Légszennyezettség egészségügyi határértéke

-

24 órás  (μg/m3)

4/2011. (I. 14.) VM rendeleta levegőterheltségi szint határértékeiről és a helyhez kötött légszennyező pontforrások kibocsátási határértékeiről

Légszennyezettség egészségügyi határértéke

0,01

éves  (μg/m3)

4/2011. (I. 14.) VM rendelet a levegőterheltségi szint határértékeiről és a helyhez kötött légszennyező pontforrások kibocsátási határértékeiről

Szennyezettségi határérték földtani közegre

15

mg/kg

6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről

Szennyezettségi határérték felszín alatti vízre

10

μg/l

6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet a földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezéssel szembeni védelméhez szükséges határértékekről és a szennyezések méréséről

Felszíni vízminőséget érintő elsőbbségi anyag

nem

-

220/2004. (VII. 21.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól

 

Az infolapot összeállította

Deák Konrád, Hermán Boglárka, Kaszab Edit,


▲ Vissza a tetejére ▲