Jed Borgiů

Je nejzlověstnějším příbuzným ve své chemické rodině. Patří do ní i takoví výtečníci jako antimon nebo fosfor. Arzén a jeho příběhy. (délka blogu 10 min.) 

Arzén je ve vesmíru poměrně vzácný. V jednom kilogramu vesmírné hmoty se nachází zhruba 8 mikrogramů arzénu, zabírá tedy 42. příčku v pomyslné vesmírné hitparádě.

Arzén je ovšem velice oblíben u různých kovů. Ve hmotě, která tvoří naši vlastní planetu, je tedy koncentrován více než je to běžné ve vesmírné hmotě. Odhaduje se, že je ho na Zemi v průměru 3,2 mg/kg (což odpovídá 30. pozici). Nejkoncentrovanější je v kovovém zemském jádře. V zemské kůře je ho jen asi 1,8 mg/kg (54. pozice).

Arzén se v přírodě obzvláště často nachází ve směsi se sulfidy (kde nahrazuje atomy síry). Trochu vzácnější je ve fosforečnanech. Dá se ale nalézt i v ušlechtilé kovové podobě, ve slitině s antimonem. Ve své kovové podobě je křehkým a nepříliš tvrdým kovem, který obsahovaly  už staroegyptské slitiny mědi, do kterých se ovšem dostal jen náhodou a neúmyslně. 

Lidstvo objevilo tento kov pravděpodobně na počátku našeho letopočtu. Znal ho například Dioskourides, osobní lékař na Neronově dvoře. Traduje se, že Albertus Magnus pak vyrobil čistý prvek kolem roku 1250 redukcí rudy uhlím.

Už od čtvrtého století byl používán hlavně nápadný, zlatožlutý sulfid - tedy sloučenina dvou atomů zmiňovaného prvku a tří atomů síry. Dostal podle svého vzhledu jméno auripigment, “zlatě zbarvený”. Římský císař Caligula dokonce plánoval, že mu z něj budou vyrábět zlato. 

K tomu samozřejmě nedošlo. Zato římské ženy jej používaly jako makeup a k depilaci nechtěného ochlupení. Dnes bychom samozřejmě takové využití rychle zavrhli. Víme totiž, že s tímto chemickým prvkem není radno žertovat. 

Jeho katastrofický věhlas stvořil především bílý trioxid - tedy sloučenina dvou atomů našeho prvku a tří atomů kyslíku. 

Plinius ho pro svou schopnost reagovat s jinými kovy nazval jménem arsenicon, což je řecký výraz pro “statečný”. Řekové si totiž všimli, že má schopnost barvit měď na bílo. S přídavkem stříbra se pak taková měď používala k padělání vzácnějšího stříbra. 

Brzy lidé ovšem zjistili, že bílý prášek, který umí imitovat jeden ze vzácných kovů, zdaleka není tak neškodný, jak si původně mysleli. Začali ho používat k hubení myší. Dodnes se mu v některých jazycích říká “prášek na myši”. 

Nechvalné známosti dosáhl bílý prášek v politice a společenském životě středověku. Většina otrav, známých z historie, byla provedena za pomoci arzénu. 

Nejspíš vás hned napadlo jméno Borgia (tak jak to napovídá titulek). Podobné vraždy otravou byly ovšem prováděny už na byzantském císařském dvoře. Jeho obliba staletími neklesala. Ještě i ve 20. letech 20. století tisk občas informoval o vraždách prováděných arzénem. Kriminální dráhu našeho dnešního chemického hrdiny ukončila až sama … chemie. Respektive její odvětví analytická chemie. Forenzní chemie dnes dokáže snadno a bezpečně odhalit i ty nejmenší stopy arzénu. Tímto se stal staletí používaný jed pro vrahy nezajímavým. 

Dnes bývají otravy arzénem spíše jen náhodné a neúmyslné. Může k nim dojít například při zpracování kovové rudy, která může obsahovat i malé množství tohoto chemického prvku. 

Už ve středověku se mu říkalo Hüttenrauch - kouř, vznikající při tavení kovů. Byl to odborný termín, který se používal jak pro prach vznikající při tavení kovů, např. při provozu vysoké pece, tak pro odpadní plyny, které se coby prach usazují až při svém ochlazení. 

Sloučeniny arzéu byly také v některých plynových bojových látkách, používaných v první světové válce. Ostatně ani jeho příbuzní nepřišli zkrátka, nelze si nevzpomenout na žlutý fosfor. 

S naší dnešní zkušeností a znalostmi je to k nevíře, ale i takový chemický prvek, jakým je arzén, byl kdysi používán jako lék. Řecký lékař Dioskorides používal kolem roku 50 n. l. sloučeninu, kterou dnes nazýváme realgar (As4S4) jako kadidlo a také jako lék proti astmatu. 

Dokonce i Paracelsus předepisoval svým pacientům arzén - a kritice se bránil slovy “všechno je jed, záleží jen na koncentraci”. 

Měl pravdu. Malá množství arzénu (řádově kolem tisíciny smrtelného množství) mají zajímavý účinek. Vedou k nárůstu tělesné hmotnosti a vylepšují psychickou pohodu. Toho si samozřejmě lidé všimli, a tak dávali například podvodní obchodníci s koňmi ošuntělým a starým koním arzén, který jim na čas propůjčil hladší srst a lepší vzhled. Dokonce i léky proti chudokrevnosti občas obsahují nepatrné množství arzénu. 

V některých oblastech v Alpách byl arzén dokonce používán jako pomůcka při fyzické námaze. Ukázala se zajímavá věc. Jedinci, kteří si na arzén navykli, začali být k jeho smrtelným účinkům postupně imunní. Někteří vydrželi dokonce i jinak smrtelnou dávku jedovaté sloučeniny. 

Používáte arzén?

Arzén nepatří mezi nezbytné stopové prvky, které by člověk potřeboval pro svůj metabolismus. Nikdo se však nevyhne požití malých dávek, protože se nachází všude kolem nás – v nejrůznějších organických sloučeninách, ve vzduchu i ve vodě. 

To zní dramaticky, není to ovšem tak zlé, jak se na první pohled zdá. 

Obsah arzénu ve vzduchu se ve venkovských oblastech pohybuje mezi 0,02 až 4 ng/m3, ve městech je vyšší, kolem 3 až 200 ng/m3. Denní příjem arzénu díky potravě se celosvětově odhaduje mezi 12 a 60 µg. Zvláště vysoké koncentrace mají ryby a obilí.

Podzemní vody obsahují přibližně 1 až 2 µg/l arzénu, pokud nebydlíte v oblasti, ve které se v minulosti objevil aktivní vulkanismus. V okolí Schwarzwaldu, Krušných hor nebo pohoří Eifel se nacházejí podzemní vody, které mohou dosahovat až koncentrací kolem 3 mg/l. Limity pro arzén v pitné vodě jsou dány Světovou zdravotnickou organizací (WHO) a pohybují se kolem 10 µg/l. Pro minerální vodu platí ovšem v současnosti vyšší hodnoty (50 µg/l). Arzénem se tedy v Evropě z vody neotrávíte. 

Pozor si je třeba dát především v západní Indii, Tchajwanu, Argentině, Nepálu a v Mongolsku. 

Většina sloučenin arzénu jsou silné metabolické toxiny. Jedovatost dané sloučeniny závisí na chemické vazbě arzénu v dané sloučenině. Jinými slovy - různé sloučeniny jsou různě jedovaté. Halogenidy a oxidy trojmocného arzénu jsou pro člověka toxičtější než ty, které jsou pětimocné (tedy arzén v nich vytváří hned pět chemických vazeb ke svým chemickým partnerům). 

Oxid arzenitý (arzén) je obzvláště toxický, zatímco arzén navázaný v organických sloučeninách (vzpomeňme na obilí a ryby) jsou méně toxické. Naše tělo takové organické sloučeniny nezpracovává a vyloučí je během několika dnů. 

Otrava

Otravy arzénem se dělí na akutní a chronické. Smrtelnou může být dávka kolem 60 až 170 mg, záleží na věku a zdravotním stavu.  Zatímco příznaky akutní otravy se objevují jen několik hodin po předávkování, projeví se chronické příznaky klidně až za třicet let. 

Běžný člověk, u kterého není pozorována žádná otrava může mít v krvi 5 a 15 µg arzénu na litr krve. Vyšší a těžší muž může tedy s sebou životem nosit kolem 100 mikrogramu arzénu, aniž by mu nějak škodil. 

Arzén se mimochodem ukládá i do nehtů a vlasů. To má jeden zajímavý následek. Vzhledem k tomu, že nehty i vlasy rostou pomalu, ukládají do svého materiálu jakýsi arzénový denník. Desetinásobné navýšení koncentrací v pitné vodě například vede ke dvojnásobnému navýšení koncentrace arzénu v materiálu vlasů a nehtů. Analýzou vlasů se dá zjistit dokonce i časová souvislost nedávné otravy.