Gunnar Nordberg
Existem três grupos principais de compostos de arsênio (As):
- compostos inorgânicos de arsênico
- compostos orgânicos de arsênico
- gás arsina e arsinas substituídas.
Ocorrência e Usos
O arsênico é amplamente encontrado na natureza e mais abundantemente em minérios de sulfeto. A arsenopirita (FeAsS) é a mais abundante.
arsênico elementar
O arsênio elementar é utilizado em ligas para aumentar sua dureza e resistência ao calor (por exemplo, ligas com chumbo na fabricação de granalhas e grades de bateria). Também é usado na fabricação de certos tipos de vidro, como componente de dispositivos elétricos e como agente dopante em produtos de estado sólido de germânio e silício.
Compostos inorgânicos trivalentes
Tricloreto de arsênico (AsCl3) é usado na indústria de cerâmica e na fabricação de arsenicais contendo cloro. Trióxido de arsênico (Como2O3), ou arsênico branco, é útil na purificação de gás de síntese e como material primário para todos os compostos de arsênio. É também um conservante para peles e madeira, um mordente têxtil, um reagente na flotação mineral e um agente de descoloração e refino na fabricação de vidro. Arsenito de cálcio (Ca(As2H2O4)) e acetoarsenito cúprico (normalmente considerado Cu(COOCH3)2 3Cu(AsO2)2) são inseticidas. Acetoarsenito cúprico também é usado para pintar navios e submarinos. Arsenito de sódio (NaAsO2) é empregado como herbicida, inibidor de corrosão e como agente de secagem na indústria têxtil. trissulfeto de arsênico é um componente do vidro transmissor de infravermelho e um agente de depilação na indústria de curtumes. Também é usado na fabricação de pirotecnia e semicondutores.
Compostos inorgânicos pentavalentes
Ácido arsênico (H3AsO4·½H2O) é encontrado na fabricação de arsenatos, fabricação de vidro e processos de tratamento de madeira. Pentóxido de arsênico (Como2O5), um herbicida e preservativo de madeira, também é usado na fabricação de vidro colorido.
Arseniato de cálcio (Este3(AsO4)2) é usado como inseticida.
Compostos orgânicos de arsênico
ácido cacodílico ((CH3)2AsOOH) é usado como herbicida e desfolhante. Ácido arsanílico (NH2C6H4AsO(OH)2) encontra uso como isca para gafanhotos e como aditivo em ração animal. Os compostos orgânicos de arsênio em organismos marinhos ocorrem em concentrações correspondentes a uma concentração de arsênio na faixa de 1 a 100 mg/kg em organismos marinhos, como camarões e peixes. Esse arsênico é composto principalmente de arsenobetaína e arsenocolina, compostos orgânicos de arsênio de baixa toxicidade.
Gás arsina e as arsinas substituídas. O gás arsina é usado em sínteses orgânicas e no processamento de componentes eletrônicos de estado sólido. O gás arsina também pode ser gerado inadvertidamente em processos industriais quando o hidrogênio nascente é formado e o arsênico está presente.
As arsinas substituídas são compostos arsênicos orgânicos trivalentes que, dependendo do número de grupos alquila ou fenila que possuem ligados ao núcleo arsênico, são conhecidos como arsinas mono, di ou trissubstituídas. Dicloroetilarsina (C2H5Ascl2), ou etildicloroarsina, é um líquido incolor com odor irritante. Este composto, como o seguinte, foi desenvolvido como um potencial agente de guerra química.
Dicloro(2-clorovinil-)arsina (ClCH:CHAsCl2), ou clorovinildicloroarsina (lewisita), é um líquido verde-oliva com odor semelhante ao germânio. Foi desenvolvido como um potencial agente de guerra, mas nunca foi usado. O agente dimercaprol ou anti-lewisita britânica (BAL) foi desenvolvido como um antídoto.
Dimetil-arsina (CH3)2AsH, ou hidreto de cacodilo e trimetilarsina (CH3)3Como), ou trimetilarsênico, são ambos líquidos incolores. Esses dois compostos podem ser produzidos após a transformação metabólica de compostos de arsênico por bactérias e fungos.
Riscos
Compostos inorgânicos de arsênico
Aspectos gerais de toxicidade. Embora seja possível que quantidades muito pequenas de certos compostos de arsênico possam ter efeitos benéficos, conforme indicado por alguns estudos em animais, compostos de arsênio, particularmente os inorgânicos, são considerados venenos muito potentes. A toxicidade aguda varia amplamente entre os compostos, dependendo de seu estado de valência e solubilidade em meio biológico. Os compostos trivalentes solúveis são os mais tóxicos. A absorção de compostos inorgânicos de arsênico do trato gastrointestinal é quase completa, mas a absorção pode ser retardada para formas menos solúveis, como o trióxido de arsênico em forma de partícula. A absorção após a inalação também é quase completa, uma vez que menos material solúvel depositado na mucosa respiratória será transferido para o trato gastrointestinal e subsequentemente absorvido.
A exposição ocupacional a compostos inorgânicos de arsênico por inalação, ingestão ou contato com a pele com subsequente absorção pode ocorrer na indústria. Efeitos agudos no ponto de entrada podem ocorrer se a exposição for excessiva. A dermatite pode ocorrer como um sintoma agudo, mas é mais frequentemente o resultado da toxicidade da exposição a longo prazo, às vezes subsequente à sensibilização (consulte a seção “Exposição a longo prazo (envenenamento crônico)”).
Envenenamento agudo
A exposição a altas doses de compostos inorgânicos de arsênico por uma combinação de inalação e ingestão pode ocorrer como resultado de acidentes em indústrias onde grandes quantidades de arsênico (por exemplo, trióxido de arsênico) são manuseadas. Dependendo da dose, vários sintomas podem se desenvolver e, quando as doses são excessivas, podem ocorrer casos fatais. Os sintomas de conjuntivite, bronquite e dispneia, seguidos de desconforto gastrointestinal com vómitos e, subsequentemente, envolvimento cardíaco com choque irreversível, podem ocorrer num período de tempo de horas. Foi relatado que o arsênico no sangue estava acima de 3 mg/l em um caso com desfecho fatal.
Com a exposição a doses subletais de compostos irritantes de arsênico no ar (por exemplo, trióxido de arsênico), pode haver sintomas relacionados a danos agudos às membranas mucosas do sistema respiratório e sintomas agudos da pele exposta. Irritação severa da mucosa nasal, laringe e brônquios, bem como conjuntivite e dermatite, ocorrem nesses casos. A perfuração do septo nasal pode ser observada em alguns indivíduos apenas algumas semanas após a exposição. Acredita-se que uma certa tolerância contra envenenamento agudo se desenvolve após exposição repetida. Esse fenômeno, no entanto, não está bem documentado na literatura científica.
Efeitos devido à ingestão acidental de arsenicais inorgânicos, principalmente trióxido de arsênio, foram descritos na literatura. No entanto, tais incidentes são raros na indústria hoje. Os casos de envenenamento são caracterizados por danos gastrointestinais profundos, resultando em vómitos e diarreia graves, que podem resultar em choque e subsequente oligúria e albuminúria. Outros sintomas agudos são edema facial, cãibras musculares e anormalidades cardíacas. Os sintomas podem ocorrer dentro de alguns minutos após a exposição ao veneno em solução, mas podem demorar várias horas se o composto de arsênico estiver na forma sólida ou se for ingerido com uma refeição. Quando ingerido como um particulado, a toxicidade também depende da solubilidade e do tamanho das partículas do composto ingerido. A dose fatal de trióxido de arsênico ingerido varia de 70 a 180 mg. A morte pode ocorrer dentro de 24 horas, mas o curso normal é de 3 a 7 dias. A intoxicação aguda com compostos de arsênico geralmente é acompanhada de anemia e leucopenia, especialmente granulocitopenia. Nos sobreviventes, esses efeitos geralmente são reversíveis em 2 a 3 semanas. O aumento reversível do fígado também é observado na intoxicação aguda, mas os testes de função hepática e as enzimas hepáticas geralmente são normais.
Em indivíduos que sobrevivem à intoxicação aguda, freqüentemente se desenvolvem distúrbios nervosos periféricos algumas semanas após a ingestão.
Exposição prolongada (envenenamento crônico)
Aspectos gerais. O envenenamento crônico por arsênico pode ocorrer em trabalhadores expostos por muito tempo a concentrações excessivas de compostos arsênicos no ar. Os efeitos locais nas membranas mucosas do trato respiratório e na pele são características proeminentes. Também pode ocorrer envolvimento do sistema nervoso e circulatório e do fígado, bem como câncer do trato respiratório.
Com a exposição prolongada ao arsênico por ingestão de alimentos, água potável ou medicamentos, os sintomas são parcialmente diferentes daqueles após a exposição por inalação. Sintomas abdominais vagos - diarreia ou constipação, rubor da pele, pigmentação e hiperqueratose - dominam o quadro clínico. Além disso, pode haver envolvimento vascular, relatado em uma área como tendo causado gangrena periférica.
Anemia e leucocitopenia geralmente ocorrem no envenenamento crônico por arsênico. O envolvimento hepático tem sido mais comumente observado em pessoas expostas por longo tempo por ingestão oral do que por inalação, particularmente em trabalhadores de vinhedos considerados como tendo sido expostos principalmente através da ingestão de vinho contaminado. O câncer de pele ocorre com frequência excessiva neste tipo de intoxicação.
Distúrbios vasculares. A exposição oral prolongada ao arsênico inorgânico através da água potável pode causar distúrbios vasculares periféricos com fenômeno de Raynaud. Em uma área de Taiwan, China, ocorreu gangrena periférica (a chamada doença de Blackfoot). Tais manifestações graves de envolvimento vascular periférico não foram observadas em pessoas expostas ocupacionalmente, mas pequenas alterações com o fenômeno de Raynaud e um aumento da prevalência de baixa pressão arterial periférica no resfriamento foram encontrados em trabalhadores expostos por longo tempo ao arsênico inorgânico no ar (doses de arsênico absorvido são dados abaixo.
Distúrbios dermatológicos. As lesões de pele com arsênico diferem um pouco, dependendo do tipo de exposição. Ocorrem sintomas eczematóides de vários graus de gravidade. Na exposição ocupacional ao arsênico principalmente no ar, as lesões cutâneas podem resultar de irritação local. Dois tipos de distúrbios dermatológicos podem ocorrer:
- um tipo eczematoso com eritema (vermelhidão), inchaço e pápulas ou vesículas
- um tipo folicular com eritema e inchaço folicular ou pústulas foliculares.
A dermatite está localizada principalmente nas áreas mais expostas, como rosto, nuca, antebraços, punhos e mãos. No entanto, também pode ocorrer no escroto, nas superfícies internas das coxas, na parte superior do tórax e nas costas, na parte inferior das pernas e ao redor dos tornozelos. Hiperpigmentação e ceratoses não são características proeminentes deste tipo de lesões arsênicas. Os testes de contato demonstraram que a dermatite é devida ao arsênico, não às impurezas presentes no trióxido de arsênio bruto. Lesões dérmicas crônicas podem seguir esse tipo de reação inicial, dependendo da concentração e duração da exposição. Essas lesões crônicas podem ocorrer após muitos anos de exposição ocupacional ou ambiental. Hiperqueratose, verrugas e melanose da pele são os sinais mais evidentes.
A melanose é mais comumente observada nas pálpebras superiores e inferiores, ao redor das têmporas, no pescoço, nas aréolas dos mamilos e nas dobras das axilas. Em casos graves, observa-se arsenomelanose no abdome, tórax, costas e escroto, juntamente com hiperqueratose e verrugas. No envenenamento crônico por arsênico, também ocorre despigmentação (ou seja, leucoderma), especialmente nas áreas pigmentadas, comumente chamada de pigmentação “gota de chuva”. Essas lesões cutâneas crônicas, principalmente as hiperqueratoses, podem evoluir para lesões pré-cancerosas e cancerígenas. Uma estriação transversal das unhas (as chamadas linhas de Mees) também ocorre no envenenamento crônico por arsênico. Deve-se notar que as lesões cutâneas crônicas podem se desenvolver muito tempo após o término da exposição, quando as concentrações de arsênico na pele voltaram ao normal.
As lesões da membrana mucosa na exposição crônica ao arsênico são mais classicamente relatadas como perfuração do septo nasal após exposição por inalação. Esta lesão é resultado da irritação das membranas mucosas do nariz. Essa irritação também se estende à laringe, traqueia e brônquios. Tanto na exposição por inalação quanto no envenenamento por ingestão repetida, a dermatite da face e das pálpebras às vezes se estende à ceratoconjuntivite.
Neuropatia periférica. Distúrbios nervosos periféricos são freqüentemente encontrados em sobreviventes de envenenamento agudo. Eles geralmente começam dentro de algumas semanas após o envenenamento agudo e a recuperação é lenta. A neuropatia é caracterizada por disfunção motora e parestesia, mas em casos menos graves pode ocorrer apenas neuropatia sensorial unilateral. Muitas vezes, as extremidades inferiores são mais afetadas do que as superiores. Em indivíduos que se recuperam de envenenamento por arsênico, podem se desenvolver linhas de Mees nas unhas. O exame histológico revelou degeneração Walleriana, especialmente nos axônios mais longos. A neuropatia periférica também pode ocorrer na exposição industrial ao arsênico, na maioria dos casos de forma subclínica que pode ser detectada apenas por métodos neurofisiológicos. Em um grupo de trabalhadores de fundição com exposição de longo prazo correspondente a uma absorção total cumulativa média de aproximadamente 5 g (absorção máxima de 20 g), houve uma correlação negativa entre a absorção cumulativa de arsênico e a velocidade de condução nervosa. Houve também algumas manifestações clínicas leves de envolvimento vascular periférico nesses trabalhadores (ver acima). Em crianças expostas ao arsênico, foi relatada perda auditiva.
efeitos cancerígenos. Compostos inorgânicos de arsênico são classificados pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) como cancerígenos de pulmão e pele. Há também algumas evidências que sugerem que as pessoas expostas a compostos inorgânicos de arsênico sofrem uma maior incidência de angiossarcoma do fígado e possivelmente de câncer de estômago. O câncer do trato respiratório foi relatado com frequência excessiva entre trabalhadores envolvidos na produção de inseticidas contendo arsenato de chumbo e arsenato de cálcio, em viticultores que pulverizam inseticidas contendo cobre inorgânico e compostos de arsênico e em trabalhadores de fundição expostos a compostos inorgânicos de arsênico e uma série de outros metais. O tempo de latência entre o início da exposição e o aparecimento do câncer é longo, geralmente entre 15 e 30 anos. Uma ação sinérgica do tabagismo foi demonstrada para o câncer de pulmão.
A exposição prolongada ao arsênico inorgânico através da água potável foi associada a um aumento da incidência de câncer de pele em Taiwan e no Chile. Foi demonstrado que este aumento está relacionado com a concentração na água potável.
efeitos teratogênicos. Altas doses de compostos inorgânicos trivalentes de arsênico podem causar malformações em hamsters quando injetados por via intravenosa. No que diz respeito aos seres humanos, não há evidências sólidas de que os compostos de arsênico causem malformações em condições industriais. Algumas evidências, no entanto, sugerem tal efeito em trabalhadores em um ambiente de fundição que foram expostos simultaneamente a vários outros metais, bem como a outros compostos.
Compostos orgânicos de arsênico
Os arsênicos orgânicos usados como pesticidas ou como drogas também podem causar toxicidade, embora tais efeitos adversos estejam documentados de forma incompleta em humanos.
Efeitos tóxicos no sistema nervoso foram relatados em animais experimentais após a alimentação com altas doses de ácido arsanílico, que é comumente usado como aditivo alimentar em aves e suínos.
Os compostos orgânicos de arsênio que ocorrem em alimentos de origem marinha, como camarão, caranguejo e peixe, são compostos de arsinocolina e arsinobetaína. É bem conhecido que as quantidades de arsênico orgânico presentes em peixes e mariscos podem ser consumidas sem efeitos nocivos. Esses compostos são rapidamente excretados, principalmente pela urina.
Gás arsina e as arsinas substituídas. Muitos casos de envenenamento agudo por arsina foram registrados e há uma alta taxa de mortalidade. A arsina é um dos agentes hemolíticos mais poderosos encontrados na indústria. A sua atividade hemolítica deve-se à sua capacidade de causar uma queda no conteúdo de glutationa reduzida nos eritrócitos.
Sinais e sintomas de envenenamento por arsina incluem hemólise, que se desenvolve após um período de latência dependente da intensidade da exposição. A inalação de 250 ppm de gás arsina é instantaneamente letal. A exposição a 25 a 50 ppm por 30 minutos é letal e 10 ppm pode ser letal após exposições mais longas. Os sinais e sintomas de envenenamento são os característicos de uma hemólise aguda e maciça. Inicialmente há uma hemoglobinúria indolor, distúrbios gastrointestinais como náuseas e possivelmente vômitos. Também pode haver cólicas abdominais e sensibilidade. Subseqüentemente, ocorre icterícia acompanhada de anúria e oligúria. Evidências de depressão da medula óssea podem estar presentes. Após exposição aguda e severa, uma neuropatia periférica pode se desenvolver e ainda estar presente vários meses após o envenenamento. Pouco se sabe sobre a exposição repetida ou crônica à arsina, mas como o gás arsina é metabolizado em arsênico inorgânico no corpo, pode-se supor que haja um risco de sintomas semelhantes aos da exposição prolongada a compostos inorgânicos de arsênio.
O diagnóstico diferencial deve levar em consideração anemias hemolíticas agudas que podem ser causadas por outros agentes químicos, como estibina ou drogas, e anemias imuno-hemolíticas secundárias.
As arsinas substituídas não dão origem à hemólise como efeito principal, mas atuam como poderosos irritantes locais e pulmonares e venenos sistêmicos. O efeito local na pele dá origem a bolhas bem circunscritas no caso de dicloro(2-clorovinil-)arsina (lewisita). O vapor induz tosse espasmódica acentuada com expectoração espumosa ou sanguinolenta, progredindo para edema pulmonar agudo. O dimercaprol (BAL) é um antídoto eficaz se administrado nos estágios iniciais do envenenamento.
Medidas de Segurança e Saúde
O tipo mais comum de exposição ocupacional ao arsênico é a compostos inorgânicos de arsênio, e essas medidas de segurança e saúde estão relacionadas principalmente a essas exposições. Quando houver risco de exposição ao gás arsina, atenção especial deve ser dada a vazamentos acidentais, pois exposições de pico em intervalos curtos podem ser uma preocupação especial.
O melhor meio de prevenção é manter a exposição bem abaixo dos limites de exposição aceitos. Um programa de medição das concentrações de arsênico no ar é, portanto, importante. Além da exposição por inalação, deve-se observar a exposição oral através de roupas contaminadas, mãos, tabaco e assim por diante, e o monitoramento biológico de arsênico inorgânico na urina pode ser útil para avaliação das doses absorvidas. Os trabalhadores devem receber roupas de proteção adequadas, botas de proteção e, quando houver risco de exceder o limite de exposição ao arsênico no ar, equipamento de proteção respiratória. Os armários devem ter compartimentos separados para roupas de trabalho e pessoais, e instalações sanitárias adjacentes de alto padrão devem ser disponibilizadas. Fumar, comer e beber no local de trabalho não deve ser permitido. Exames médicos pré-emprego devem ser realizados. Não é recomendado empregar pessoas com diabetes pré-existente, doenças cardiovasculares, anemia, doenças alérgicas ou outras doenças de pele, lesões neurológicas, hepáticas ou renais, em trabalhos com arsênico. Exames médicos periódicos de todos os funcionários expostos ao arsênico devem ser realizados com atenção especial a possíveis sintomas relacionados ao arsênico.
A determinação do nível de arsênico inorgânico e seus metabólitos na urina permite estimar a dose total de arsênico inorgânico absorvida por várias vias de exposição. Somente quando o arsênio inorgânico e seus metabólitos podem ser especificamente medidos, este método é útil. O arsênio total na urina pode muitas vezes fornecer informações errôneas sobre a exposição industrial, uma vez que mesmo uma única refeição de peixe ou outros organismos marinhos (contendo quantidades consideráveis de composto de arsênio orgânico não tóxico) pode causar concentrações de arsênio na urina muito elevadas por vários dias.
foliar
Envenenamento por gás arsina. Quando houver motivos para acreditar que houve exposição considerável ao gás arsina, ou após a observação dos primeiros sintomas (por exemplo, hemoglobinúria e dor abdominal), é necessária a remoção imediata do indivíduo do ambiente contaminado e atenção médica imediata. O tratamento preconizado, caso haja evidência de comprometimento da função renal, consiste em transfusão sanguínea de reposição total associada a diálise artificial prolongada. A diurese forçada tem se mostrado útil em alguns casos, ao passo que, na opinião da maioria dos autores, o tratamento com BAL ou outros agentes quelantes parece ter efeito limitado.
A exposição aos arsinos substituídos deve ser tratada da mesma forma que o envenenamento por arsênico inorgânico (veja abaixo).
Envenenamento por arsênico inorgânico. Se houver exposição a doses que possam causar envenenamento agudo, ou se sintomas graves do sistema respiratório, da pele ou do trato gastrointestinal ocorrerem no decorrer de exposições de longo prazo, o trabalhador deve ser imediatamente removido do local de trabalho. exposição e tratados com um agente complexante.
O agente clássico que tem sido mais amplamente utilizado em tais situações é o 2,3-dimercapto-1-propanol ou anti-lewisita britânica (BAL, dimercaprol). A administração imediata nesses casos é vital: para obter o benefício máximo, esse tratamento deve ser administrado dentro de 4 horas após o envenenamento. Outros produtos farmacêuticos que podem ser usados são 2,3-dimercaptopropanossulfonato de sódio (DMPS ou unithiol) ou ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA). Essas drogas são menos propensas a causar efeitos colaterais e acredita-se que sejam mais eficazes do que o BAL. A administração intravenosa de N-acetilcisteína foi relatada em um caso como valiosa; além disso, é obrigatório o tratamento geral, como a prevenção de absorção adicional por remoção da exposição e minimização da absorção do trato gastrointestinal por lavagem gástrica e administração por tubo gástrico de agentes quelantes ou carvão. Terapia geral de suporte, como manutenção da respiração e circulação, manutenção do equilíbrio hídrico e eletrolítico e controle dos efeitos do sistema nervoso, bem como eliminação do veneno absorvido por hemodiálise e transfusão de troca, podem ser usadas, se possível.
Lesões cutâneas agudas, como dermatite de contato, e manifestações leves de envolvimento vascular periférico, como a síndrome de Raynaud, geralmente não requerem tratamento além da remoção da exposição.