Fatti sull’arsenico

Dai tempi dell’impero romano fino all’epoca vittoriana, l’arsenico era considerato il “re dei veleni” e il “veleno dei re”. La storia è piena di resoconti di regnanti e popolani che hanno compiuto assassinii per guadagno personale usando i composti inodori e insapori – in altre parole, veleno perfetto – dell’arsenico.

Ma anche con la sua reputazione di sostanza letale, l’arsenico occupa ancora un posto molto importante nel mondo naturale.

Una sostanza chimica naturale

Nella tavola periodica degli elementi, l’arsenico è il numero 33. Un atomo di arsenico ha 33 elettroni e 33 protoni con cinque elettroni di valenza (quelli che possono partecipare a formare legami chimici con altri elettroni) nel suo guscio esterno.

L’arsenico è un metalloide cristallino che si trova nella crosta terrestre, ma nella sua forma libera è abbastanza raro. L’elemento si trova tipicamente in minerali, come l’arsenopirite, il realgar e l’orpimento, secondo la Minerals Education Coalition. L’arsenopirite (FeAsS), un solfuro di ferro arsenico, chiamato anche mispickel, è il minerale più comune da cui si ottiene l’arsenico, secondo Los Alamos.

L’arsenico era conosciuto già nel quarto secolo a.C., quando Aristotele si riferiva a uno dei suoi solfuri come “sandarach,” o piombo rosso, secondo Chemicool. Albertus Magnus, un filosofo e alchimista tedesco, isolò l’elemento per la prima volta nel 1250.

La parola arsenico deriva dalla parola persiana “zarnikh”, che significa “orpimento giallo”, che i greci adottarono come “arsenikon”, secondo il Los Alamos National Laboratory. La parola è anche legata alla parola greca “arsenikos”, che significa “maschile” o “potente”. La parola latina è diventata “arsenicum”.

Sotto la pressione atmosferica standard, l’arsenico sublima, o passa direttamente dallo stato solido allo stato gassoso senza diventare un liquido. Tuttavia, si trasformerà in un liquido se messo sotto alta pressione.

L’arsenico ha un certo numero di forme, o allotropi. Il più comune è grigio metallico, seguito dal giallo e poi dal nero. L’arsenico grigio, l’unica forma usata nell’industria, è il più stabile dei tre e il più forte conduttore di elettricità.

L’arsenico si trova naturalmente nell’ambiente sia in forma organica (atomi di arsenico legati al carbonio) che inorganica (senza carbonio). L’arsenico inorganico, il tipo più abbondante, si presenta con molti altri elementi, in particolare zolfo, ossigeno e cloro. L’arsenico inorganico è il tipo associato a più effetti negativi sulla salute degli esseri umani.

Solo i fatti

• Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 33
• Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): As
• Peso atomico (massa media dell’atomo): 74,92160
• Densità: 5,776 grammi per centimetro cubo
• Fase a temperatura ambiente: solido
• Punto di fusione: 1.502.6 gradi Fahrenheit (817 gradi Celsius)
• Punto di ebollizione: 1,117.4 F (603 C)
• Numero di isotopi (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): 33; 23 la cui emivita è nota; 1 stabile
• Isotopi più comuni: As-75 (100 per cento di abbondanza naturale)

Pericoli dell’arsenico

Anche quando non si tratta di un gioco sporco, l’arsenico rappresenta comunque un pericolo, poiché livelli letali possono essere rilasciati nell’acqua, nel cibo o nell’aria delle persone. La preoccupazione più urgente è l’acqua potabile, e per alcuni luoghi il rischio di contaminazione da arsenico è particolarmente alto.

Nel 2001, la Environmental Protection Agency (EPA) ha adottato uno standard più basso per l’arsenico nell’acqua potabile. Il nuovo standard di arsenico di 10 parti per miliardo (ppb) ha sostituito il vecchio standard di 50 ppb.

Bruce A. Stanton, professore nel dipartimento di microbiologia e immunologia alla Geisel School of Medicine del Dartmouth College nel New Hampshire, ha detto che in molti stati, “l’arsenico può essere trovato nell’acqua di pozzo a livelli superiori allo standard EPA di 10 ppb.”

“L’arsenico nell’acqua di pozzo è al di sopra dello standard EPA in ben uno su cinque pozzi nel New Hampshire e in molti altri stati, tra cui Maine, Michigan, California, New Mexico, Arizona, Colorado e Nevada”, ha detto a Live Science.

Per quanto riguarda il cibo, la Food and Drug Administration (FDA) ha recentemente rivolto la sua attenzione al riso, poiché tende ad assorbire l’arsenico più facilmente di altre colture. E dato che il riso è un alimento base nella dieta di molti neonati e bambini piccoli, la FDA ha monitorato da vicino il riso per la sicurezza, assicurandosi che i cereali di riso per bambini rimangano sotto le 100 parti per miliardo (ppb) per i livelli di arsenico inorganico.

Uno studio, pubblicato sul Nutrition Journal, ha suggerito che anche altri tipi di alimenti, tra cui il vino bianco, la birra e i cavoletti di Bruxelles, possono essere collegati a livelli più alti di arsenico nell’uomo. La FDA ha anche preso provvedimenti per monitorare il succo di mela.

Problemi di salute

L’avvelenamento da arsenico può causare ogni sorta di problemi di salute. Una grande dose può causare malattia immediata e morte, mentre l’esposizione a lungo termine è associata a tassi più elevati di cancro alla pelle, alla vescica e ai polmoni, così come le malattie cardiache, secondo la FDA.

“Ai livelli trovati nell’acqua di pozzo negli Stati Uniti (10-100 ppb), l’ingestione di acqua di pozzo contenente arsenico riduce il QI e ha molti altri effetti negativi sulla salute, compresi i difetti di nascita”, ha detto Stanton. “La buona notizia è che l’arsenico può essere rilevato nell’acqua di pozzo con test poco costosi e possiamo proteggerci dall’esposizione all’arsenico nell’acqua di pozzo attraverso la filtrazione (filtri per acqua da tavolo Zero Water) e altri metodi.”

Un nutriente essenziale

Paracelso, un filosofo svizzero tedesco del XVI secolo e tossicologo, una volta disse: “tutte le cose sono veleno, e nulla è senza veleno. Solo la dose permette a qualcosa di non essere velenoso”

Ma può un elemento tossico essere davvero necessario per la vita? Un corpo crescente di prove dice di sì. Alcuni metalli tossici, in tracce, potrebbero effettivamente essere nutrienti essenziali, secondo un’analisi sulla rivista EMBO Reports. Infatti, gli scienziati hanno scoperto che il corpo ha bisogno di arsenico, ad un livello di 0,00001 per cento, per crescere e mantenere un sistema nervoso sano, secondo Chemicool.

Chi lo sapeva?

• Già nel 82 a.C, il dittatore romano Lucio Cornelio Silla tentò di porre fine a un’ondata di avvelenamenti da arsenico facendo passare la Lex Cornelia, la prima legge conosciuta contro gli avvelenamenti, secondo il Dartmouth College.
• Nel 1836, un chimico britannico di nome James Marsh sviluppò finalmente un test che poteva rilevare minuscole quantità di arsenico sia nel cibo che nei resti umani. L’epidemia di avvelenamento da arsenico cominciò finalmente a diminuire.
• Anche se non è provato, c’è una voce persistente che Napoleone Bonaparte fu lentamente avvelenato con arsenico da qualcuno nel suo corteo, che alla fine lo portò alla morte nel 1821. E mentre oggi è generalmente riconosciuto che morì per un caso avanzato di cancro gastrico, molti credono ancora che l’arsenico abbia giocato un ruolo.
• Forse il più famoso degli avvelenatori di arsenico furono i Borgia, una famiglia italiana avida di potere che, in parte grazie ai loro avvelenamenti strategici con l’arsenico dei più ricchi e importanti, divenne presto la famiglia più potente durante il periodo rinascimentale.
• In epoca vittoriana, l’arsenico bianco, o triossido di arsenico (As2O3), era ampiamente disponibile e venduto nei negozi di alimentari. Le donne mangiavano o strofinavano l’arsenico mescolato con aceto o gesso sulla loro pelle come miglioratore della carnagione, cercando di rendere la loro pelle più chiara per mostrare che non lavoravano nei campi.

Uso agricolo

Siccome l’arsenico è una tossina così forte, gli agricoltori, così come il governo degli Stati Uniti, all’inizio del XX secolo credevano che sarebbe stata una buona idea fare veleni per roditori e pesticidi per le colture con questa sostanza. Ci sono voluti diversi decenni perché tutti si rendessero conto di quanto fosse terribile l’idea di spruzzare questa sostanza chimica cancerogena sul cibo. Negli anni ’80, tutti questi pesticidi all’arsenato sono stati finalmente banditi, ma alcuni residui sono ancora oggi presenti nel suolo, secondo The Lead Group, Inc.

A partire dagli anni ’40, i conservanti per legno trattati con arsenico, come l’arsenato di rame cromato (CCA), sono stati ampiamente utilizzati per prevenire la putrefazione del legname. Anche se questi conservanti non sono ancora ufficialmente vietati, i produttori hanno volontariamente interrotto la produzione di prodotti in legno trattati con arsenico nel 2003, secondo l’EPA.

Uso medico

Nel 1786, un medico britannico chiamato Thomas Fowler ha presentato il suo tonico a base di arsenico, noto come soluzione di Fowler. Il tonico era comunemente usato per trattare le condizioni della pelle, come la psoriasi. Sfortunatamente, divenne evidente che le persone che usavano il prodotto avevano un rischio significativamente più alto di sviluppare il cancro, in particolare nel punto esatto in cui veniva applicata la soluzione. Il suo uso è stato gradualmente eliminato tra il 1930 e il 1950, secondo il Dartmouth College.

Nel 1910, il farmacologo tedesco Paul Ehrlich ha sviluppato il farmaco a base di arsenico Salvarsan, noto anche come arsfenamina, come trattamento per la sifilide, una malattia che era endemica e incurabile al momento. Il farmaco fu incredibilmente efficace e rimase la medicina principale per curare la sifilide fino a quando la penicillina divenne disponibile negli anni ’40, secondo Chemical & Engineering News.

Lo sviluppo di Salvarsan da parte di Ehrlich fu il primo passo verso una chemioterapia mirata. Oggi, il triossido di arsenico è un farmaco molto efficace usato per trattare le persone con leucemia promielocitica acuta, secondo Stanton.

Uso industriale

L’arsenico è talvolta legato al piombo per formare un metallo più duro e resistente. Alcune aree di utilizzo includono batterie per auto e proiettili. Fino a poco tempo fa, l’arsenico era comunemente usato nella fabbricazione del vetro. Tuttavia, a causa della pressione dell’EPA e degli ambientalisti, la maggior parte dei produttori di vetro hanno rallentato o smesso di usare l’arsenico.

Secondo il Los Alamos National Laboratory:

• L’arsenico è spesso usato come agente drogante per dispositivi a stato solido come i transistor.
• L’arseniuro di gallio è usato nei laser che convertono l’elettricità in luce coerente.
• I composti dell’arsenico, come il verde di Parigi, l’arsenato di calcio e l’arsenato di piombo, erano usati come insetticidi e in altri veleni.
• L’arsenico è usato nella pirotecnica per dare ulteriore colore alla fiamma.
• L’arsenico migliora la sfericità dei pallini di piombo.