Asen ở khắp mọi nơi – nhưng các phương pháp phát hiện mới có thể giúp cứu mạng sống
Asen là một chất độc khó chịu từng ngự trị như vũ khí lừa dối tối thượng. Vào thế kỷ 18, nó là chất độc được lựa chọn cho những người muốn giết kẻ thù và vợ / chồng của họ, được ưa chuộng vì bản chất không thể phát hiện và cách các triệu chứng của nó bắt chước các vấn đề đường tiêu hóa phổ biến như đau dạ dày, tiêu chảy và nôn mửa.
Một trong những cái chết nổi tiếng nhất được cho là do ngộ độc asen là của tướng Pháp Napoléon Bonaparte vào năm 1821. Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi về nguyên nhân xác định cái chết của Napoléon, nhưng có đủ bằng chứng cho thấy asen ít nhất đã góp phần.
Phân tích tóc của Napoléon vào năm 1961 cho thấy nó chứa nồng độ asen gấp hơn mười lần bình thường. Nguồn phơi nhiễm có khả năng nhất là từ một hợp chất asen được sử dụng làm sắc tố trong giấy dán tường vào thế kỷ 18.
Nhiều thế kỷ sau, asen vẫn phổ biến trên thế giới và gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Nhưng may mắn thay, các nhà khoa học – bao gồm cả tôi – đang phát triển các cách hiệu quả hơn để đo asen để giảm tác hại mà nó gây ra cho con người.
Một chất độc vô vị
Asen ở trạng thái nguyên tố là một chất rắn màu xám, giòn. Hạt nhân của nó có 33 proton và 42 neutron, mang lại cho nó các tính chất hóa học tương tự như phốt pho.
Dạng nguyên tố của asen thực sự không độc hại; Đó là các hợp chất của asen có độc. Các nguyên tố tinh khiết có xu hướng liên kết với các nguyên tố khác và tạo thành hợp chất, vì điều này cung cấp cho các nguyên tố ổn định hơn.
Khi asen kết hợp với oxy, nó tạo thành một hợp chất cực độc gọi là asen trioxide. Chỉ cần 70mg hợp chất không mùi và không vị này để giết chết một người trưởng thành.
Khi asen xâm nhập vào cơ thể chúng ta, nó có thể có tác động lớn đến DNA. Phốt pho là một thành phần thiết yếu của xương sống của DNA, nhưng asen có thể thay thế nó. Điều này có thể dẫn đến sự mất ổn định bộ gen và nguy cơ đột biến gen cao hơn, cuối cùng có thể làm tăng nguy cơ phát triển ung thư.
Asen cũng ức chế các enzym cần thiết cho các chức năng cơ thể.
Khi hít phải hoặc nuốt phải asen, nó sẽ nhanh chóng phân bố khắp cơ thể. Ban đầu nó vẫn còn trong gan trước khi được lưu trữ trong thận, sau đó là lá lách và phổi. Tuy nhiên, cơ thể chúng ta rất thông minh và có một quá trình có khả năng loại bỏ một lượng rất nhỏ asen qua nước tiểu.
Nhưng quá trình đó cần có thời gian. Vì vậy, nếu bạn tiếp xúc với hàm lượng asen cao, cơ thể bạn sẽ không thể loại bỏ nó đủ nhanh và tổn thương sẽ xảy ra.
Asen ở khắp mọi nơi
Các nguồn môi trường chính của asen là núi lửa và sự xói mòn của các mỏ khoáng sản. Điều này có thể làm ô nhiễm các nguồn nước ngầm, như đã xảy ra ở Bangladesh, nơi việc xây dựng các giếng ống để tưới tiêu và nước uống từ giữa thế kỷ 20 trở đi đã vô tình gây ra “vụ ngộ độc hàng loạt tồi tệ nhất thế giới”.
Nguồn asen của con người trong môi trường chủ yếu là từ các nhà máy luyện kim đồng, vàng và quặng sắt. Các nhà máy luyện kim này thường sử dụng các hợp chất asen như đồng asen để xử lý và bảo quản gỗ. Họ cũng sử dụng thuốc trừ sâu và hóa chất chống ký sinh trùng, một số trong số đó có chứa asen.
Chúng tôi cũng tìm thấy một lượng rất nhỏ các hợp chất asen trong đèn LED và trong đồng.
Các nguồn tiếp xúc phổ biến nhất với asen là từ thuốc lá và các sản phẩm thực phẩm. Thực phẩm trồng trong đất bị ô nhiễm asen hoặc tiếp xúc với nước bị ô nhiễm sẽ hấp thụ asen.
Ví dụ, gạo rất dễ bị hấp thụ các nguyên tố từ đất và nước, vì vậy có thể chứa hàm lượng asen cao nếu được trồng ở những khu vực bị ô nhiễm. Tuy nhiên, gạo nói chung là an toàn để ăn và rửa sạch sẽ loại bỏ hầu hết asen mà nó có thể đã hấp thụ.
Phát hiện asen
Có thể phát hiện và theo dõi nồng độ asen trong môi trường và cơ thể là rất quan trọng đối với sức khỏe của chúng ta.
Tuy nhiên, các kỹ thuật phân tích phổ biến để phát hiện asen là dựa trên phòng thí nghiệm và đòi hỏi cơ sở hạ tầng phức tạp – chẳng hạn như tiếp cận liên tục với khí argon để tạo ra plasma – và một nhà hóa học hoặc kỹ thuật viên phòng thí nghiệm được đào tạo đặc biệt.
Rất may, các nhà khoa học đang phát triển các kỹ thuật mới. Chúng không chỉ đáng tin cậy và chính xác, mà còn có tính di động cao và đủ đơn giản để được sử dụng bên ngoài phòng thí nghiệm để kiểm tra asen trong các mẫu môi trường, sinh học và công nghiệp.
Một trong số đó là một kỹ thuật điện hóa, được gọi là “voltammetry tước anốt”.
Kỹ thuật này có thể phát hiện một lượng nhỏ asen. Nó hoạt động bằng cách đo dòng điện nhỏ do chất độc tạo ra. Lượng dòng điện được tạo ra tỷ lệ thuận với nồng độ asen trong mẫu.
Có thể phát hiện asen một cách nhanh chóng, đơn giản và chính xác trong nước uống, có thể làm giảm sự tiếp xúc của mọi người với nó. Đổi lại, điều này sẽ giúp giảm khả năng xảy ra các vấn đề sức khỏe trong tương lai, chẳng hạn như ung thư da.
Không thể loại bỏ asen khỏi môi trường của chúng ta. Vì vậy, theo dõi liên tục nồng độ asen trong môi trường và các sản phẩm thực phẩm là cách tốt nhất để giảm tiếp xúc với chất độc khét tiếng này.
