Мышьяк относится к полуметаллическим элементам. При этом в оценке экологического состояния компонентов окружающей среды очень часто этот элемент соседствует с ртутью, кадмием, никелем, медью и свинцом в связи с высокой токсичностью. К примеру, в расчёты комплексного показателя оценки загрязнения почвенного покрова — суммарного показателя загрязнения почв (Zc) — содержание мышьяка входит наравне с перечисленными тяжёлыми металлами.
В чистом виде мышьяк представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета с зеленоватым оттенком.
Наиболее известные минералы мышьяка — реальгар (As4S4), аурипигмент (As2S3), арсенопирит (FeAsS), распространен самородный мышьяк. Элемент встречается в виде примесей в рудах, например, олова. В литературе описаны случаи смерти людей, которые выпивали воду или вино из оловянных сосудов. Большая часть мышьяка добывается при переработке содержащих элемент золотых, свинцово-цинковых, медноколчеданных и других руд.
В почвах промышленных городов России средняя концентрация мышьяка колеблется в пределах от 1,1 до 37 мг/кг, но наиболее высокое его содержание обнаружено в местах, где ведется переработка золотосодержащих руд.
Мышьяк используется для легирования сплавов свинца при производстве дроби — металл приобретает строго сферическую форму, плотность и твердость сплава существенно возрастают. Аурипигмент и реальгар используются в живописи в качестве основы для красок, а также в кожевенной отрасли для удаления волос с кожи. Многие мышьяковые соединения в очень малых дозах применяются в качестве препаратов для борьбы с малокровием и рядом других тяжелых заболеваний. Из неорганических соединений мышьяка мышьяковистый ангидрид может применяться в медицине для приготовления пилюль и в виде пасты как некротизирующее лекарственное средство. Оксид мышьяка долгое время применялся для уничтожения грызунов.
Влияние мышьяка на организм человека
Мышьяк поступает в организм в виде метилированных соединений с питьевой и минеральной водой, виноградными винами и соками, морепродуктами, медицинскими препаратами, пестицидами и гербицидами. Около 80 % поступившего в организм мышьяка всасывается в желудочно-кишечном тракте, 10 % поступает через лёгкие и около 1 % —через кожу.
Накапливается мышьяк преимущественно в лёгких, печени, кожном покрове и тонком кишечнике. На территориях, где в почве и воде наблюдается избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе, вызывая эндемический зоб.
Считается, что оптимальная интенсивность поступления мышьяка в организм составляет 50-100 мкг в день. Порог токсичности составляет 20 мг.
Хотя органические и неорганические соединения мышьяка токсичны, в малых дозах ряд веществ способствует обмену веществ, укреплению костей, оказывает положительное влияние на кроветворную функцию и иммунную систему, увеличивает усвоение азота и фосфора из пищи.
Соединения мышьяка известны с древних времен как лекарство и опасный яд. Смертельная доза мышьяка для человека составляет 50-170 мг. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. В результате длительного употребления загрязненной мышьяком воды или лекарственных препаратов, нередко наблюдается развитие рака кожи. Мышьяк также рассматривается как фактор, усугубляющий канцерогенный эффект курения.
Сходство с симптомами холеры длительное время позволяло маскировать использование соединений мышьяка (чаще всего, триоксида мышьяка) в качестве смертельного яда.
Во Франции это соединение за высокую эффективность получил обиходное название «наследственный порошок». Лишь в 1832 году появилась надёжная качественная реакция на мышьяк — проба Марша, значительно повысившая эффективность диагностирования отравлений.
Считается, что при длительном потреблении небольших доз мышьяка у организма вырабатывается иммунитет к яду. Известны случаи, когда привычные потребители мышьяка принимали сразу дозы, в несколько раз превышающие смертельную, и оставались здоровыми. Оказалось, что организм, привыкший к употреблению мышьяка, быстро погибает, если значительно меньшая его доза вводится в кровь. Подобное «привыкание» носит ограниченный характер в отношении «острой токсичности» и не защищает от новообразований.
В Индии, Бангладеше, Мексике и на Тайване содержание этого элемента в питьевой воде составляет около 1 мг/л, что является причиной массовых хронических отравлений мышьяком и вызывает так называемую болезнь «черной стопы». При очень высокой концентрации мышьяка — до 2000 мкг/л — в питьевой воде у населения обнаружено увеличение печени, селезёнки, гиперпигментация кожи, характерная для отравления мышьяком.