arseeni järvisedimenteissä - arkisto.gsf.fi - Geologian tutkimuskeskus

More documents

Recommendations

Info

Arseeni Suomen luonnossa, ympäristövaikutukset ja riskit Erkki Hakala ja Anja Hallikainen arseeniyhdisteet, kuten kalsium- ja lyijyarsenaatti, arseenisulfidi ja galliumarsenidi, imeytyvät keuhkoista hitaasti ja voivat jäädä keuhkoihin useiksi vuosiksi. Niiden imeytyminen mahasuolikanavasta on niin ikään vähäistä, ja ne poistuvat lähes kokonaan ulosteiden mukana. Arseenin imeytymistä elimistöön ihon kautta ei tunneta tarkasti, mutta iholle joko vahingossa joutuneet tai lääkkeinä sivellyt liukoiset arseeniyhdisteet ovat aiheuttaneet myrkytyksiä. Imeytynyt epäorgaaninen arseeni jakaantuu veren mukana elimistön eri osiin. Veressä arseenin jakaantuminen punasolujen ja plasman kesken riippuu arseenin hapetusasteesta ja pitoisuudesta. Arsiini aiheuttaa veressä nopeasti punasolujen hajoamista eli hemolyysiä. Koe-eläimillä on todettu, että punasolujen arseenipitoisuuden suhde plasman arseenipitoisuuteen on 2–7 arseniittia ja noin 1 arsenaattia annettaessa. Ihmisellä arseenin punasolu/ plasma-pitoisuussuhteeksi on mitattu 3:1 kymmenen tunnin kuluttua 74 As-arseniittiruiskutuksesta suoneen. Kokoveren arseenipitoisuuden kasvaessa 2,5 μg/L:sta 60 μg/L:aan suhde kasvaa noin 1:stä 3:een. Arseeni sitoutuu punasolujen proteiineihin huomattavasti lujemmin kuin plasman proteiineihin. Pääasiassa sairaita tai arseenimyrkytykseen kuolleita ihmisiä koskeneissa tutkimuksissa arseenin on havaittu jakaantuvan laajalle eri elimiin ja kudoksiin. Äkillisen altistumisen jälkeen suurimmat arseenipitoisuudet löytyvät maksasta, munuaisista, keuhkoista ja suolen limakalvoilta. Vähäisen pitkäaikaisen altistumisen seurauksena arseenia kertyy ihoon, hiuksiin ja kynsiin. Arseenin kemiallinen muoto vaikuttaa jakaantumiseen. Kolmenarvoinen arseeni (As 3+ , arseniitti) voi sitoutua helposti ihon, hiusten ja kynsien runsaan keratiinin sulfhydryyliryhmiin. Viidenarvoinen arseeni (As 5+ , arsenaatti) aiheuttaa luustossa selvästi suurempia pitoisuuksia kuin arseniitti, mikä johtuu fosfaatin korvautumisesta arsenaatilla luuston apatiittikiteissä. Orgaanisten arseeniyhdisteiden imeytymisestä ja jakaantumisesta ihmisessä on vain niukasti tietoja. Harvojen käytettävissä olevien tietojen mukaan ja eläinkokeiden perusteella orgaaniset arseeniyhdisteet imeytyvät nopeasti mahasuolikanavasta ja jakaantuvat laajalle elimistöön, lähinnä pehmytkudokseen, ja poistuvat elimistöstä myös suhteellisen nopeasti. Meriravinnon sisältämät trimetyyliyhdis- 158 teet ja muut orgaaniset suurimolekyyliset arseeniyhdisteet eivät merkittävästi kerry elimistöön. Vuonna 1973 raportoitiin ensimmäisen kerran analyyttisestä menetelmästä, jolla pystyttiin erottamaan toisistaan kolmen- ja viidenarvoinen epäorgaaninen arseeni, monometyyliarsonaatti (MMA) ja dimetyyliarsinaatti (DMA) (Braman et al.1973). Vuonna 1977 osoitettiin epäorgaanisen arseenin osittain metyloituvan elimistössä näiksi metyyliyhdisteiksi ja erittyvän yhdessä epäorgaanisen arseenin kanssa virtsaan (Smith et al.1977). Tämän jälkeen useat tutkimukset sekä ihmisillä että koeeläimillä ovat osoittaneet, että metyloituminen muuttaa epäorgaanista arseenia vähemmän myrkyllisiksi ja helpommin virtsaan erittyviksi metyyliyhdisteiksi ja että DMA on arseenin päämetaboliitti. Altistumattomilla ihmisillä arseenia on virtsassa noin 10 % epäorgaanisena arseenina (As 3+ ja As 5+ ), 10–20 % MMA:na ja 70–80 % DMA:na. Näiden yhteispitoisuus on suomalaisilla tavallisesti alle 30 μg/L eli alle 400 nmol/L (Hakala et al. 1991). Lisäksi virtsassa voi olla runsaasti arseenia trimetyyli- ja muina orgaanisina arseeniyhdisteinä. Ihmisellä metyloitumis- ja erittymisnopeus ovat hitaampia kuin useimmilla eläimillä. Silkkiapinalta metyloimiskyky puuttuu kokonaan. Arsenaatin on todettu pelkistyvän elimistössä osittain arseniitiksi ja myös päinvastaista arseniitin hapettumista arsenaatiksi voi tapahtua. Arsiini (osa, joka ei aiheuta hemolyysiä) hapettuu imeytymisen jälkeen ilmeisesti kohtalaisen nopeasti arseniitiksi ja käyttäytyy sen jälkeen epäorgaanisen arseenin tavoin. Imeytyneestä arseenista poistuu elimistöstä noin 90% virtsan ja noin 10% ulosteiden mukana sekä pieni osa hien, kynsien, hiuksien ja kuolleiden ihosolujen mukana. Arseenin on mitattu poistuvan koko kehosta kolmivaiheisesti: puoliintumisajat (t 1/2 ) ovat noin 2 pv (65 % kerta-annoksesta), 10 pv (30 %) ja 38 pv (3,7 %) (Pomroy et al.1980). Vapaaehtoisille annetusta natriumarseniitista (500 μg As, suun kautta) 46 % erittyi virtsaan 4 päivän aikana (Buchet et al. 1981a). Erittymisnopeus oli suurimmillaan 4–8 tunnin kuluttua annoksesta. Erittyneestä arseenista 25% oli epäorgaanista, 25 % MMA:ta ja 50 % DMA:ta. Eri arseenimuotojen osuus virtsassa muuttui nopeasti. Aluksi noin 75 % oli epäorgaanisena arseenina, 4–8 tunnin aikana noin 50 % oli MMA:na ja DMA:na ja 24 tunnin jälkeen noin 75 % oli
DMA:na. Työperäisessä altistumisessa hengitysteitse (As 3+ ja As 5+ , 8 tuntia) virtsan epäorgaanisten arseeniyhdisteiden (As 3+ ja As 5+ ) pitoisuus oli virtsassa suurimmillaan pian altistumisen päätyttyä, mutta MMA:n pitoisuus vasta noin 8 tunnin ja DMA:n pitoisuus noin 20 tunnin kuluttua altistumisesta (Hakala et al. 1995). Tämän jälkeen pitoisuudet pienenivät noudattaen vastaavasti puoliintumisaikoja noin 8, 12, 20 ja 40 tuntia. Ravinnon mukana saadusta MMA:sta metyloi- Arseeniyhdisteiden äkillinen myrkyllisyys pienenee järjestyksessä (suluissa keskimääräiset LD 50 - arvot koe-eläimillä, noin mg/kg): arsiini (2–5), < arseniitti (10), < arsenaatti (100), < MMA ja DMA (1000), < ”meri”-arseeni (10 000). On todettu, että 760 mg/m 3 :n arsiinipitoisuuden hengittäminen voi aiheuttaa kuoleman muutaman minuutin altistumisen seurauksena (LaDou 1983). Useiden tuntien altistuminen 9–30 mg/m 3 :n pitoisuudelle on aiheuttanut oireita ihmisellä. Myrkytyksen oireet, kuten päänsärky, vatsakivut, hengenahdistus, verivirtsaisuus ja keltaisuus iholla, alkavat 2–4 tunnin kuluessa. Arsiinin toksisuus perustuu veren punasolujen nopeaan hemolyysiin, joka vapauttaa hemoglobiinia plasmaan. Hemoglobiini erittyy munuaisten kautta virtsaan (hematuria eli verivirtsaisuus), ja se voi saostua munuaisputkiin ja heikentää munuaisten toimintaa (anuria eli vähävirtsaisuus) ja vakavissa tapauksissa lopettaa niiden toiminnan ja aiheuttaa kuoleman. Epäorgaanisen kolmenarvoisen arseenin suolat aiheuttavat myrkkyvaikutuksia yleensä jonkin verran pienempinä annoksina kuin viidenarvoisen arseenin suolat. Myrkytyksen oireet ovat riippumattomia arseenin hapetusasteesta, mikä johtuu ilmeisesti in vivo- hapetus-pelkistysreaktioista. Arseenitrioksidin kuolettava annos (LD LO lowest lethal dose) ihmiselle on 1–2 mg/kg (mg ruumiin painokiloa kohti). Arseenitrioksidi voi vaurioittaa hengitysteiden limakalvoja ja altistuneita ihoalueita ja aiheuttaa mm. hengitysteiden ärsytystä, kipuja rinnassa sekä sidekalvo- ja ihotulehduksia. Nenän väliseinän syöpymä voi syntyä parissa viikossa. Myrkytys voi aiheuttaa turvotusta, voimakasta verenpaineen laskua ja sokin. Kuoleman syy on usein keskushermostoperäinen hengityshalvaus. Äkilli- Arseeni Suomen luonnossa, ympäristövaikutukset ja riskit Suomalaisten arseenialtistuminen, arseenin vaikutukset ja terveysriskit Arseenin vaikutukset ihmiseen tuu osa (10–20 %) edelleen DMA:ksi ja saatu DMA erittyy sellaisenaan virtsaan (Buchet et al. 1981b). Meriravinnon sisältämät orgaaniset arseeniyhdisteet (”meri”-arseeni), kuten arsenobetaiini ja arsenokoliini, poistuvat elimistöstä sellaisenaan erittäin nopeasti virtsan mukana (t 1/2 noin 6 h) ja ovat käytännössä myrkyttömiä. Orgaaniset metyyliyhdisteet hajoavat (demetylaatio) elimistössä takaisin epäorgaaniseksi arseeniksi vain hyvin vähän, jos ollenkaan. sen altistumisen viivästyneitä vaikutuksia ovat häiriöt sisäelimien, sydämen ja hermoston toiminnassa sekä muutokset verenkuvassa ja ääreisverenkierrossa. Orgaanisten arseeniyhdisteiden äkillisistä vaikutuksista on tietoja vain koe-eläimillä tehdyistä kokeista. Akuutti LD 50 -arvo vaihtelee lajin ja annostelutavan mukaan MMA:n ja DMA:n noin 1000 mg/kg:sta arsenobetaiinin yli 10 000 mg/ kg:aan. Pitkäaikainen altistuminen arseenille ja sen epäorgaanisille yhdisteille aiheuttaa kiistatta ihmisellä syöpää (IARC 1980, WHO 2001). Työperäisen hengitysteitse tapahtuvan altistumisen epidemiologisissa tutkimuksissa on havaittu kuparisulaton työntekijöillä lisääntynyt riski sairastua keuhkosyöpään (Pinto et al. 1977, Enterline et al. 1987, Lee-Feldstein 1986, WHO 2001). Heillä esiintyy tavallista tiheämmin myös ruuansulatuskanavan kasvaimia. Ihomuutoksia (mm. ihotulehdukset, liikasarveistuminen, syylien kaltaiset muutokset) on todettu altistuneilla työntekijöillä, mutta ei ole osoitettu selvästi, että työperäinen altistuminen aiheuttaisi ihosyöpää. Muita arseenin pitkäaikaisvaikutuksia ovat luuytimen vauriot ja siitä johtuvat häiriöt verisolujen muodostuksessa (mm. anemia, valkosolujen vähyys, muutokset isoissa varhaispunasoluissa, veren jyvässolukato; harvoin luuydinkasvaimet ja leukemia), ääreishermoston häiriöt (mm. tunnottomuus), sydämen toimintahäiriöt ja sisäelimien vauriot. Lisäksi arseenin epäillään vaikuttavan haitallisesti lisääntymiseen ja jälkeläisten kehitykseen. Suomen työsuojelulainsäädännössä arseeni ja sen epäorgaaniset yhdisteet kuuluvat syöpäsairauden vaaraa aiheuttavien aineiden luetteloon (työministeriö 1993) ja raskaudelle tai sikiön 159
Page 2 and 3:
Mitä on arseeni? Arseeni (As) kuul
Page 4 and 5:
ISBN 951-690-886-1 Vammalan Kirjapa
Page 6 and 7:
Loukola-Ruskeeniemi, K. and Lahermo
Page 8 and 9:
ARSEENI PIRKANMAAN PORAKAIVOVESISS
Page 10 and 11:
Kirsti Loukola-Ruskeeniemi ja Pertt
Page 12 and 13:
Page 14 and 15:
Page 16 and 17:
Kirsti Loukola-Ruskeeniemi and Pert
Page 18 and 19:
Kirsti Loukola-Ruskeeniemi and Pert
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Arseeni Suomen luonnossa, ympärist
Page 24 and 25:
Page 26 and 27:
Page 28 and 29:
Page 30 and 31:
Page 32 and 33:
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
Page 46 and 47:
Page 48 and 49:
Page 50 and 51:
Page 53 and 54:
Page 55 and 56:
Geologian tutkimuskeskus - Geologic
Page 57 and 58:
pohjan välille. Samanlaiseen tulok
Page 59 and 60:
Kuva 7. Pintaturpeen arseeni- ja ra
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
assa. Arseenia sisältävät tuotte
Page 65 and 66:
Kuva 2. Sammalnäytteet kerätään
Page 67 and 68:
laiset ioninvaihtoreaktiot ja alkua
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
sessi on herkkä ulkoisille tekijö
Page 73:
sa ja Maatalouden tutkimuskeskukses
Page 76 and 77:
Page 78 and 79:
Page 80 and 81:
Page 82 and 83:
Page 84 and 85:
Page 86 and 87:
Page 88 and 89:
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
Page 94 and 95:
Page 96 and 97:
Page 98 and 99:
Page 100 and 101:
Page 102 and 103:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Lähteistä ja matalista kaivoista
Page 109 and 110: Arseeni Suomen luonnossa, ympärist
Page 111 and 112: Arseeni, Arsenic, μg/L Kuva 3. Hä
Page 115 and 116: Kuva 1. Tutkimusalueen kartta. Figu
Page 117 and 118: Yleisin kovaa kallioperää peittä
Page 123 and 124: Kuva 6 a. Porakaivoveden arseenipit
Page 127 and 128: Granitoideja Granitoids Metavulkani
Page 129 and 130: Näytteitä otettiin myös viidest
Page 131 and 132: kimäärin korkeampi porakaivovesis
Page 133 and 134: seenia (Lahermo et al. 2002). GTK:n
Page 139 and 140: muu teollisuus, other industry 6 %
Page 141 and 142: pilaantumisriskin (Lehto et al. 199
Page 143 and 144: BAF oli alle 1, eikä näiden lajie
Page 145 and 146: sen sitoutumista proteiinien sulfhy
Page 147 and 148: Air Uptake Direct Ingestion Volatil
Page 149 and 150: A B vioidaan maan kykyä huolehtia
Page 151 and 152: nitorointi vaatii usein merkittävi
Page 153 and 154: A modified toxicity testing method
Page 157 and 158: aiheuttamien terveysvaikutusten ja
Page 159: Arseenin aineenvaihdunta on monimut
Page 163 and 164: Kuva 3. Virtsan arseenin spesiointi
Page 165 and 166: Työssä arseenille arvioidaan alti
Page 167 and 168: Ravinnosta saatavan arseenin aiheut
Page 169 and 170: TERMILUETTELO SELITYKSINEEN Arseeni
Page 173 and 174: Löllingiitti Harvinainen rauta-ars
Page 175: Arseeni Suomen luonnossa, ympärist
show all

arseeni järvisedimenteissä - arkisto.gsf.fi - Geologian tutkimuskeskus

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?