Faits concernant l’arsenic

Depuis l’époque de l’Empire romain jusqu’à l’ère victorienne, l’arsenic était considéré comme le « roi des poisons » ainsi que le « poison des rois ». L’histoire est criblée de récits de royautés et de roturiers ayant perpétré des assassinats pour leur profit personnel en utilisant les composés inodores et insipides – en d’autres termes, parfaits pour le poison – de l’arsenic.

Mais même avec sa réputation de substance mortelle, l’arsenic occupe une place très importante dans le monde naturel.

Un produit chimique naturel

Dans le tableau périodique des éléments, l’arsenic est le n° 33. Un atome d’arsenic possède 33 électrons et 33 protons avec cinq électrons de valence (ceux qui peuvent participer à la formation de liaisons chimiques avec d’autres électrons) dans son enveloppe extérieure.

L’arsenic est un métalloïde cristallin présent dans la croûte terrestre, mais sous sa forme libre, il est assez rare. L’élément se trouve généralement dans des minéraux, comme l’arsénopyrite, le réalgar et l’orpiment, selon la Minerals Education Coalition. L’arsénopyrite (FeAsS), un sulfure de fer et d’arsenic, également appelé mispickel, est le minéral le plus courant à partir duquel on obtient de l’arsenic, selon Los Alamos.

L’arsenic était connu dès le quatrième siècle avant Jésus-Christ, lorsqu’Aristote faisait référence à l’un de ses sulfures comme « sandarach », ou plomb rouge, selon Chemicool. Albertus Magnus, un philosophe et alchimiste allemand, a isolé l’élément pour la première fois en 1250.

Le mot arsenic vient du persan « zarnikh », qui signifie « orpiment jaune », que les Grecs ont adopté sous le nom d' »arsenikon », selon le Los Alamos National Laboratory. Le mot est également lié au mot grec « arsenikos », qui signifie « masculin » ou « puissant ». Le mot latin qui le désigne est devenu « arsenicum ».

Sous une pression atmosphérique standard, l’arsenic se sublime, ou passe directement de l’état solide à l’état gazeux sans devenir liquide. Cependant, il se transforme en liquide lorsqu’il est mis sous haute pression.

L’arsenic a un certain nombre de formes, ou allotropes. La plus courante est le gris métallique, suivie du jaune puis du noir. L’arsenic gris, seule forme utilisée dans l’industrie, est le plus stable des trois et le plus fort conducteur d’électricité.

L’arsenic est présent naturellement dans l’environnement sous des formes organiques (atomes d’arsenic liés au carbone) et inorganiques (sans carbone). L’arsenic inorganique, le type le plus abondant, est présent avec de nombreux autres éléments, notamment le soufre, l’oxygène et le chlore. L’arsenic inorganique est le type associé à des effets plus néfastes sur la santé des humains.

Les faits

• Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau) : 33
• Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments) : As
• Poids atomique (masse moyenne de l’atome) : 74,92160
• Densité : 5,776 grammes par centimètre cube
• Phase à température ambiante : solide
• Point de fusion : 1 502.6 degrés Fahrenheit (817 degrés Celsius)
• Point d’ébullition : 1 117,4 F (603 C)
• Nombre d’isotopes (atomes d’un même élément avec un nombre différent de neutrons) : 33 ; 23 dont les demi-vies sont connues ; 1 stable
• Isotopes les plus courants : As-75 (100 % d’abondance naturelle)

Dangers de l’arsenic

Même lorsqu’il n’y a pas d’acte criminel, l’arsenic représente toujours un danger, car des niveaux létaux peuvent s’infiltrer dans l’eau, la nourriture ou l’air des populations. La préoccupation la plus urgente est l’eau potable, et pour certains endroits, le risque de contamination par l’arsenic est particulièrement élevé.

En 2001, l’Agence de protection de l’environnement (EPA) a adopté une norme plus basse pour l’arsenic dans l’eau potable. La nouvelle norme sur l’arsenic de 10 parties par milliard (ppb) a remplacé l’ancienne norme de 50 ppb.

Bruce A. Stanton, professeur au département de microbiologie et d’immunologie de la Geisel School of Medicine du Dartmouth College dans le New Hampshire, a déclaré que dans de nombreux États, « l’arsenic peut être trouvé dans l’eau de puits à des niveaux supérieurs à la norme de 10 ppb de l’EPA. »

« L’arsenic dans l’eau de puits est supérieur à la norme de l’EPA dans pas moins d’un puits sur cinq dans le New Hampshire et dans de nombreux autres États, notamment le Maine, le Michigan, la Californie, le Nouveau-Mexique, l’Arizona, le Colorado et le Nevada », a-t-il déclaré à Live Science.

En ce qui concerne les aliments, la Food and Drug Administration (FDA) a récemment porté son attention sur le riz, car il a tendance à absorber l’arsenic plus facilement que les autres cultures. Et comme le riz est un aliment de base dans le régime alimentaire de nombreux nourrissons et jeunes enfants, la FDA a surveillé de près la sécurité du riz, en veillant à ce que les céréales de riz pour nourrissons restent en dessous de 100 parties par milliard (ppb) pour les niveaux d’arsenic inorganique.

Une étude, publiée dans le Nutrition Journal, a suggéré que d’autres types d’aliments, y compris le vin blanc, la bière et les choux de Bruxelles, pourraient être liés à des niveaux plus élevés d’arsenic chez les humains également. La FDA a également pris des mesures pour surveiller le jus de pomme.

Problèmes de santé

L’empoisonnement à l’arsenic peut causer toutes sortes de problèmes de santé. Une forte dose peut provoquer une maladie et un décès immédiats, tandis que l’exposition à long terme est associée à des taux plus élevés de cancers de la peau, de la vessie et du poumon, ainsi que de maladies cardiaques, selon la FDA.

« Aux niveaux trouvés dans l’eau de puits aux États-Unis (10-100 ppb), l’ingestion d’eau de puits contenant de l’arsenic réduit le QI et a de nombreux autres effets néfastes sur la santé, y compris des anomalies congénitales », a déclaré Stanton. « La bonne nouvelle, c’est que l’arsenic peut être détecté dans l’eau de puits par des tests peu coûteux et que nous pouvons nous protéger de l’exposition à l’arsenic dans l’eau de puits par la filtration (filtres à eau de table Zero Water) et d’autres méthodes. »

Un nutriment essentiel

Paracelse, un philosophe et toxicologue suisse allemand du XVIe siècle, a un jour déclaré de façon célèbre que « tout est poison, et rien n’est sans poison ». Seule la dose permet à une chose de ne pas être toxique. »

Mais un élément toxique peut-il vraiment être nécessaire à la vie ? De plus en plus de preuves répondent par l’affirmative. Certains métaux toxiques, à l’état de traces, pourraient en fait être des nutriments essentiels, selon une analyse publiée dans la revue EMBO Reports. En fait, les scientifiques ont découvert que le corps a besoin d’arsenic, à un niveau de 0,00001 pour cent, pour se développer et maintenir un système nerveux sain, selon Chemicool.

Qui le savait ?

• Dès 82 avant JC, le dictateur romain Lucius Cornelius Sulla a tenté de mettre fin à une vague d’empoisonnements à l’arsenic en adoptant la Lex Cornelia, la première loi connue contre l’empoisonnement, selon le Dartmouth College.
• En 1836, un chimiste britannique nommé James Marsh a finalement mis au point un test capable de détecter des quantités minuscules d’arsenic dans les aliments et les restes humains. L’épidémie d’empoisonnement à l’arsenic a finalement commencé à s’estomper.
• Bien que non prouvée, il existe une rumeur persistante selon laquelle Napoléon Bonaparte a été lentement empoisonné à l’arsenic par quelqu’un de son cortège, ce qui a finalement conduit à sa mort en 1821. Et bien qu’il soit généralement reconnu aujourd’hui qu’il est mort d’un cas avancé de cancer de l’estomac, beaucoup croient encore que l’arsenic a joué un rôle.
• Peut-être que le plus célèbre des empoisonneurs à l’arsenic était les Borgia, une famille en quête de pouvoir en Italie qui, en partie grâce à leurs empoisonnements stratégiques à l’arsenic des riches et des personnalités, est rapidement devenue la famille la plus puissante de la période de la Renaissance.
• À l’époque victorienne, l’arsenic blanc, ou trioxyde d’arsenic (As2O3), était largement disponible et vendu dans les épiceries. Les femmes mangeaient ou frottaient sur leur peau de l’arsenic mélangé à du vinaigre ou à de la craie pour améliorer leur teint, essayant de rendre leur peau plus pâle pour montrer qu’elles ne travaillaient pas dans les champs.

Utilisation agricole

Comme l’arsenic est une toxine si forte, les agriculteurs, ainsi que le gouvernement américain, au début du 20e siècle, ont cru que ce serait une bonne idée de fabriquer des poisons pour rongeurs et des pesticides pour les cultures à partir de cette substance. Il a fallu plusieurs décennies pour que tout le monde se rende compte que c’était une idée terrible de pulvériser ce produit chimique cancérigène sur les aliments. Dans les années 1980, tous ces pesticides à base d’arséniate ont finalement été interdits, mais certains de ces résidus traînent encore dans le sol aujourd’hui, selon The Lead Group, Inc.

Dès les années 1940, les produits de préservation du bois traités à l’arsenic, comme l’arséniate de cuivre chromaté (ACC), ont été largement utilisés pour empêcher la pourriture du bois. Bien que ces conservateurs ne soient toujours pas officiellement interdits, les fabricants ont volontairement arrêté la production de produits en bois traités à l’arsenic en 2003, selon l’EPA.

Utilisation médicale

En 1786, un médecin britannique nommé Thomas Fowler a présenté son tonique curatif à base d’arsenic, connu sous le nom de solution de Fowler. Ce tonique était couramment utilisé pour traiter les affections cutanées, comme le psoriasis. Malheureusement, il est apparu que les personnes qui utilisaient le produit avaient un risque nettement plus élevé de développer un cancer, en particulier à l’endroit exact où la solution était appliquée. Son utilisation a été progressivement abandonnée entre les années 1930 et 1950, selon le Dartmouth College.

En 1910, le pharmacologue allemand Paul Ehrlich a développé le Salvarsan, un médicament à base d’arsenic, également connu sous le nom d’arsphénamine, comme traitement de la syphilis, une maladie endémique et incurable à l’époque. Le médicament était incroyablement efficace et est resté le premier médicament pour guérir la syphilis jusqu’à ce que la pénicilline devienne disponible dans les années 1940, selon Chemical & Engineering News.

Le développement du Salvarsan par Ehrlich a été la première étape vers une chimiothérapie ciblée. Aujourd’hui, le trioxyde d’arsenic est un médicament très efficace utilisé pour traiter les personnes atteintes de leucémie promyélocytaire aiguë, selon Stanton.

Utilisation industrielle

L’arsenic est parfois allié au plomb pour former un métal plus dur et plus durable. Certains domaines d’utilisation comprennent les batteries de voiture et les balles. Jusqu’à récemment, l’arsenic était couramment utilisé dans la verrerie. Cependant, en raison de la pression de l’EPA et des écologistes, la plupart des fabricants de verre ont ralenti ou cessé d’utiliser l’arsenic.

Selon le Los Alamos National Laboratory :

• L’arsenic est souvent utilisé comme agent de dopage pour les dispositifs à l’état solide tels que les transistors.
• L’arséniure de gallium est utilisé dans les lasers qui convertissent l’électricité en lumière cohérente.
• Les composés d’arsenic, comme le vert de Paris, l’arséniate de calcium et l’arséniate de plomb, étaient utilisés comme insecticides et dans d’autres poisons.
• L’arsenic est utilisé en pyrotechnie pour donner une couleur supplémentaire à la flamme.
• L’arsenic améliore la sphéricité de la grenaille de plomb.