Arsen ist ein Element, welches mit dem Phosphor bei vielen biologischen Prozessen inKonkurrenz steht. Einige Lebensformen, wie einige Colibakterien (Darmbakterien) undHydrolasen aus Hefen und Kartoffeln verwenden Arsen für ihren Energiestoff- Wechsel.

Dagegen benötigt der Mensch wegen, seines auf ATP (Adenosintriphosphat) beruhenden Energiestoffwechsels überwiegend Phosphate. Eine tägliche Arsenaufnahmeunter 5- 50 µg ist jedoch völlig unschädlich.

Nur bei Akkumulation von rel. hohen Dosen kommt es zu hochtoxischenWirkungen vor allem in oraler Form. Vor allem einige Arsenverbindungen, die nicht so gutabgebaut werden können. Inwiefern bei niedrigen Dosen 5- 50 µg sogar ein Vitamincharakterbesteht ist unklar. In sehr vielen Pflanzenarten ist auch Arsen in geringen Dosen vorhanden, dieaber vom Menschen aufgrund seines erhöhten und verdrängenden Phosphatbedarfs gar nichtaufgenommen werden.

Die Coli-Bakterien im Darm (normale Darmflora) arbeiten zum Teil mit geringen Arsendosen und reinigen möglicherweise den Körper hierdurch wiederum vom Arsen, welches aus abgebautenHefen und Pflanzenresten stammt

.

Einige Pflanzen wie z.B. Reis nehmen Arsen besonders gut aus fast jedem Boden auf.Reispflanzen nehmen bis zu 10x mal mehr Arsen auf, als andere Süßgräser.

Algen können Arsen ebenfalls anreichern sogar bis in den mg-Bereich. (Algenat) Wobei Elemente wie Gallium und Aluminium (+ dreiwertig) das (- dreiwertige Arsen)als GaAs Galliumarsenid und und ALAs Aluminiumarsenid binden können (bekannte Halbleiter). Auch an Schwefel bindet sich Arsen recht gut.

Vor allem Elemente wie Siliciumoxid und Silikat (Sand) ,Zinnoxid und Bleioxid und Aluminiumoxid puffern Arsen in 2- wertiger Form weg. Auch werden Gesteine und Braunkohle immer gut getrennt. Eine Zinnader kommt sowieso nur im festen Gebirgs-Gestein vor und scheidet als Arsenquelle für die Braunkohle vorweg aus.

Natürliches Vorkommen von Arsen in LebensmittelnReiswaffeln bis 10fache Konzentration:

Auch Laubbäume können bis zu 0,5 mg Arsen/kg aufnehmen. Wenn in der Braunkohle Arsen nachgewiesen wurde, dann stammt dieses höchstwahrscheinlich aus dem Holz aus dem die Braunkohle entstand. Allerdings muß bei den dick darüber liegenden Sandschichten und Bauxidschichten eher von einem Arsen-reduzierendem Effekt ausgegangen werden. Somit erscheinen die Geschichten über das extrem erhöhte Arsen in der Braunkohle, eher als etwas übertrieben.

Vermutlich ist in jedem kg Holz weit mehr Arsen vorhanden als in jedem kg Braunkohle !Häufig wird Schwefel mit As auf einer Nebengruppenschale mit 4 Elektronen als As4S4 bestens verbunden. Aber auch der Schwefel im Holz und der Schwefel in der Braunkohle ist rein biogen. Durch Schwefelfilter kann man natürlich auch das in niedrigster Konzentration gebundene Arsen vollständig eliminieren.

Warum ist Arsen in hohen fortwährenden oralen Dosen giftig.

Warum ist Arsen dann plözlich giftig? Arsen und Phosphor stehen in der gleichen Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente (PSE), sie sind also „Verwandte“. Die Giftigkeit von anorganischen Arsenverbindungen (wie Arsenik und die davon abgeleiteten Arsenate bzw. Arsenite) beruht unter anderem darauf, dass sie mit Phosphaten konkurrieren. Insbesondere stört Arsen den Energie-Stoffwechsel, an dem ATP beteiligt ist. Da auch die anderen Nucleotide betroffen sind, gibt es außerdem Störungen bei der Synthese von Nucleinsäuren. Deshalb stehen Arsenverbindungen auch im Verdacht, Krebs auszulösen. Hinzu kommt dass Arsen auch wie die giftigen Schwermetalle mit Thionylgruppen (R-SH) reagiert und auf diese Weise aktive Zentren von Enzymen und von anderen biochemisch wichtigen Substanzen blockiert.

Nachweise von Arsen Es gibt viele Nachweis-Reaktionen für Arsen. Das hatte vor allem kriminologische Gründe: Denn Arsenik war ein beliebtes Mittel, um zum Beispiel Erbfolge-Prozeduren abzukürzen.

Einige Nachweisreaktionen von Arsen sind im Unterricht nur bedingt umsetzbar. Denn alle Arsenverbindungen sind giftig; Versuche mit Arsentrioxid As2O3, Arsensäure H3AsO3 und Arsenwasserstoff AsH3 sind in der Schule nicht erlaubt. Das gilt auch für Versuche, bei denen diese Stoffe gebildet werden. Damit ist die Durchführung der berühmten Marshschen Probe, bei der primär Arsenwasserstoff entsteht, nicht möglich. Anders ist das bei der Bettendorfschen Probe; dieser liegt die Reduktion von Arsen(III)-Verbindungen mit Zinn(II)-Ionen zu Grunde. Das deutlich sichtbar ausfallende Arsen macht die Probe einfach und sicher durchführbar. Elementares Arsen selbst ist nicht so giftig wie seine Verbindungen. Außerdem bleibt das Arsen als Suspension in der Lösung.

Allgemeine Informationen zu Arsen

Bei Arsen handelt es sich um ein chemisches Element mit der

Ordnungszahl 33, das das Elementsymbol „As“ trägt.

Es handelt sich bei Arsen um ein Halbmetall, das in

Abhängigkeit seiner Modifikation metallische und

nichtmetallische Eigenschaften zeigen kann. Arsen kommt

nur sehr selten in reiner, gediegener Form vor, sondern liegt

meist als Verbindung vor, zumeist mit Sulfiden (Sulfide sind

Salze des Schwefelwasserstoffs H2S).

Zum Teil nach Rene Schäfer

Das Element kommt praktisch überall im Boden vor, allerdings in sehr geringen Konzentrationen, die selten 10 ppm (parts per million = Teile von Millionen, in diesem Fall 10 Millionstel) übersteigen. Die Häufigkeit von Arsen ist mit der von Uran zu vergleichen. Unter allen Elementen liegt es in der „Hitparade“ der häufigsten Elemente an Platz 53. In den Weltmeeren gibt es fast kein Arsen,da die Substanz praktisch nicht wasserlöslich ist. Etwa 1,6 ppb (parts per billion = Teile von einer Milliarden) lassen sich hier nachweisen.

Wenn man die eigentliche Menge von Arsen betrachtet, sieht die Sichtweise schon völlig anders aus.

In der Luft kommt Arsen als Arsen(III)-oxid vor. Sie rühren mit hoher Wahrscheinlichkeit von Vulkanausbrüchen als natürliche Ursache und konzentrierten Metalloxiden.

Bakterien und einige Pilze sind in der Lage, Trimethylarsin zu bilden, das leicht verdampft. So vermutete man vor etwa 100 Jahren, dass Tapeten mit arsenhaltigen Farbpigmenten zur Bildung arsenhaltiger Gase, dem Trimethylarsin z.B., beitrugen, besonders dann, wenn die Tapeten feucht wurden und sich darauf hin ein Pilzbefall einstellte.

Heute ist sich die Fachwelt allerdings nicht einig, ob die Gasbildung seitens der Schimmelpilz-Tapeten einen relevanten Einfluss auf die Gesundheit hat. Eine weitere wenn auch geringe Quelle für Arsen in der Atmosphäre ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl und Kohle. Die Konzentration für Arsen liegt zwischen 0,5 und 15 Nanogramm pro Kubikmeter in der Luft.

Vorkommen von Arsen unvermeidbar nur bei bestimmter Metall-heißverarbeitung. Allerdings gibt es hier effektive Gegenmaßnahmen, die man leicht anwendet.

In der Gegenwart beobachtet man die Arsenintoxikation noch als Berufserkrankung bei der Verarbeitung von arsenhaltigen Erzen und Metallen. Vor allem in Bangladesh und Indien treten Arsenintoxikationen häufiger auf, da das aus Brunnen gewonnene Trinkwasser reich an Arsen ist. So wie in manchen Gegenden ein hoher Phosphatgehalt vorkommt.

3.1 Akute FormDie akute Arsenintoxikation imponiert durch eine ausgeprägte Gastroenteritis mit Übelkeit, Erbrechen und Diarrhoe. In der Regel entwickeln sich relativ rasch eine Störung des Elektrolythaushaltes sowie ein Herz-kreislaufversagen.Seltener beobachtet man eine allgemeine Schwäche, Bewusstlosigkeit, Koma und Tod durch eine Atemlähmung. Für diese paralytische Verlaufsform bedarf es großer Mengen an Arsen.

3.2 Chronische FormDie chronische Intoxikation imponiert durch eine Hyperkeratose, eventuell auch durch eine verstärkte Pigmentierung der Haut. Häufig werden auch Veränderungen im Bereich der Nägel beobachtet. Seltener führt die chronische Intoxikation zu Entzündungen der Schleimhäute im Mund, in den Augen, der Nase und des Gastrointestinaltraktes. In einigen Fällen werden die Leber und das Knochenmark geschädigt. Mit einer Latenzzeit von knapp zwanzig Jahren führt die Arsenintoxikation ebenfalls zu Spinaliomen, Basaliom, zur Leberzirrhose und zu Lebertumoren. Bronchialcarcinome werden nach inhalativer Belastung (Zigarettenrauch, Metalldämpfe ohne Schutz) beobachtet. 4 TherapieDie akute Vergiftung muss zum einen symptomatisch, zum anderen mit DMPS behandelt werden. Bei der chronischen Form ist ebenfalls DMPS wirksam. Gegebenenfalls zusätzliche Phosphatzufuhr wie Coca-Cola und Salzstangen und Anregung der Darmflora durch Coli-Bakterien.

Eine Arsenvergiftung ist im Gegensatz zu früher viel besser therapierbar (meist orale Aufnahme).

Verwendung von Arsen in der Industrie:

In der Industrie wird Arsen eingesetzt um z.B. Blei gießbar zu machen, damit die fein strukturierten Platten von Akkumulatoren gegossen werden können, was ohne Arsen nicht machbar wäre. In der Elektronik spielt reines, elementares Arsen als Halbleiter eine Rolle. Es wird in integrierten Schaltkreisen, Leuchtdioden etc. eingesetzt. Da Arsen hoch toxisch ist, besonders das Arsen(III)-oxid, wird es als Schädlingsbekämpfungsmittel und Fungizid in verschiedenen Bereichen eingesetzt, wie z.B. im Weinbau, in der Holzwirtschaft usw.Interessant ist in diesem Zusammenhang die Verwendung von Arsen in Medikamenten. In der Antike wurden arsenhaltige Mineralien als Fiebermittel eingesetzt. Arsen erfuhr aber auch Verwendung zur Behandlung von Rheuma, Malaria, Migräne, Tuberkulose und sogar Diabetes.

1905 entdeckten Wissenschaftler, dass Atoxyl die Erreger der Schlafkrankheit abtöten. Atoxyl ist ein Natriumsalz der Arsanilsäure. Es ist heute noch unter anderem Namen im Einsatz, allerdings mit der Zulassung zur Behandlung der akuten Promyelozyten Leukämie (ALP). Synthetisiert wurde die Substanz 1863 von Antoine Béchamp, der der Substanz auch ihren Namen gab. Er wollte mit der Namensgebung auf die vergleichsweise geringe Toxizität im Gegensatz zu Arsen hinweisen. Einsatz fand die Substanz ursprünglich aber nur bei Hauterkrankungen. Paul Ehrlich entwickelte etwa zur gleichen Zeit ein Medikament zur Behandlung von Syphilis, das ebenfalls auf Arsen beruhte, das Arsphenamin. Mit Entwicklung der Penicilline wurden die arsenhaltigen Substanzen für diese Indikation obsolet.Auch Atoxyl wurde bei der Schlafkrankheit durch ein verträglicheres Medikament abgelöst, das allerdings auch auf einer Arsenbasis beruht, dem Melarsoprol. „Verträglicher“ ist jedoch ein relativer Begriff, denn die Nebenwirkungsrate ist hier ebenfalls recht hoch und kann dramatisch werden. Von daher ist die Behandlung mit Atoxyl und Melarsoprol als besonders risikoreich einzustufen und kann nur in einem Krankenhaus durchgeführt werden. Zum Schluss sei noch bemerkt, dass verschiedene Arsensulfide auch Bestandteil von einigen Arzneimitteln der traditio- nellen chinesischen Medizin sind. Arsenicum album ist ein häufig verordnetes Arzneimittel in der Homöopathie. Man muß bedenken, daß Arsen in kleinen Mengen auch wieder teilweise abbaubar ist.

Heute gibt es in der Medizin praktisch keine Arsenpräparate mehr, da es in allen Bereichen besser wirksamere Stoffe gibt. Dafür sterben Menschen an anderen Ursachen vorzeitig.

Verwendung von Arsen in der Medizin:

Arsen als Spurenelement:

Ob Arsen als Spurenelement eine Bedeutung für den Menschen hat, ist bislang nicht geklärt. So wurden bislang auch noch keine Mangelerscheinungen beobachtet.

Bei Tieren verhält sich die Sache allerdings etwas anders. Denn für eine Reihe von Tieren scheint das Element von essentieller Bedeutung zu sein. Hühner und Ratten zeigen z.B. bei einer Ernährung, die frei von Arsen ist, signifikante Wachstumsstörungen. Man vermutet hier einen Einfluss von Arsen auf den Arginin-Stoffwechsel. Man konnte auch beobachten, dass Arsengaben zu einer erhöhten Erythrozytenbildung führt. Dies war der Grund, warum früher das Futter von Schweinen und Geflügel mit Arsen versetzt wurde, um eine ausgeprägtere Mästung zu erzielen. Aus dem gleichen Grund wurde die gleiche Vorgehensweise bei Rennpferden vorgenommen. Hier allerdings sollte das erhöhte Maß an Erythrozyten die Leistungsfähigkeit der Renner fördern.

Vom Arsen im Tier zum normalen Arsengehalt des Durchschnittsmenschen:

Diese Form des Dopings wurden dann verboten. Über Urinanalysen lassen sich Arsenzusätze im Futter der Tiere relativ schnell und sicher nachweisen.Beim Menschen vermutet man einen täglichen Bedarf an Arsen von zwischen 5 und 50 Mikrogramm. Diese Grenze wird durch die Nahrung mehrfach überschritten, denn in den Nahrungsmitteln sind, je nach Art des Nahrungsmittels, bis zu 1 Milligramm enthalten.

Muscheln und Garnelen sind besonders reichhaltig an Arsen mit bis zu 175 ppm. Wie die Praxis bis heute hat zeigen können, sind solche Mengen für den Menschen (noch) nicht toxisch. Arsen verteilt sich im gesamten Organismus des Menschen.

Die größten Konzentrationen werden in Lungen, Knochen, Muskeln und Nieren gefunden. Im Blut lassen sich etwa 8 ppb (= 8 Billionstel) nachweisen. Die Knochen enthalten deutlich mehr mit etwa 1,5 ppm. Bei niedrigeren Werten kann es auch zu einer Konzentration von nur 0,1 ppm kommen. Im Durchschnitt enthält der Körper eines Erwachsenen 7 Milligramm Arsen.

Ein Großteil des Arsens wird nicht nur in den Haarwurzeln abgelagert werden, wie in den Krimis dargestellt, sondern kann bei akut erhöhter Zufuhr über die Nierenausscheidung nachgewiesen werden z.B. durch Zinn II –Ionen, mittels Ausfällung im Urin. (Marsch‘sche Probe o.ä.)

„Sozialbiologische“ Bedeutung von Arsen:Arsen ist mit das bekannteste Mordgift, das seine Runde durch Film und Literatur gemacht hat. Die Substanz hatte eine „todsichere“ Wirkung in zweierlei Hinsicht. Zum einen war die toxische Wirkung so hoch, so dass der Mörder von einem erfolgreichen Unternehmen ausgehen konnte. Zweitens war das Gift lange Zeit nicht nachzuweisen, zumindest nicht, wenn es in kleineren Mengen verabreicht worden war.

Erst 1836 entwickelte James Marsh das nach ihm benannte Nachweisverfahren (Marschsche Probe), die auch Spuren von Arsen bzw. seinen Verbindungen aufspüren konnte. Aber das hielt viele Mörder nicht ab, auch weiterhin von Arsen Gebrauch zu machen. Nicht zuletzt mag hier auch der Umstand eine Rolle gespielt haben, dass die Verfügbarkeit unproblematisch war, als Herbizid oder Rattengift. Oder aber, um einen vorsätzlichen Tod zu verschleiern, täuschten chronische Gaben des Gifts eine Krankheit vor, an der das Opfer nach geraumer Zeit verstarb. Die erste gerichtliche Überführung eines Giftmörders bzw. -mörderin erfolgte 1840, als Marie Lafarge durch die Anwendung der Marshschen Probe der Einsatz von Arsen nachgewiesen werden konnte.

„Arsen und Spitzenhäubchen“ aus dem Jahr 1944 ist der bekannteste Film bzw. Filmkomödie, in der es um Arsenmorde geht.

In Wirklichkeit stehen heutzutage völlig andere Substanzen im Vordergrund, die die Menschen vergiften und auch entsprechend toxisch sind.

Anhang zur Wasserstoffbrennwertigkeit von

Braunkohle im Vergleich zu Holz

Die Wasserstoffverbrennbarkeit von Braunkohle zu Holz beträgt etwa 1/8.

Zudem enthält Holz viel chemisch eingebautes quasi chenisch vorverbranntes Wasser, welches nicht getrocknet werden kann.

Vergleich Strukturformel der Braunkohle mit der von Holz

Holz ist bereits oxidiert und hat praktisch keine freien H-Bindungen für Verbrennungsvorgänge mit O2 aus denen nur Wasser entsteht.

x

xDurch die O2 Doppelbindung wird auch der seitliche H-Rest (X) als nicht brennbar neutralisiert

Einziger H -Rest der zu Wasser verbrennbar ist

Bei der Kohle- Mischung von Benzolringen und Alkanen liegt ein Verhältnis 6-12 H-Reste vor

Schlußfolgerung:Braunkohle verursacht eine etwa achtmal bessere Wasserstoff-verbrennung zu Wasser als Holz, welches praktisch nur denKohlenstoff verbrennt. Wegen der höheren Volumendichte kommtBraunkohle dem Erdöl fast gleich und bietet wegen der Energiedichte noch andere Vorteile. Zudem enthält es chemisch wenigervorverbranntes Wasser, wodurch weniger Kohlenmonoxid entsteht,dem Hauptgas für ernste Atembeschwerden. Allerdings ist auch dies mehr als relativ, da auch hier der Kohlenmonoxidausstoß meist mehr als gering ist.

Dämonisierung von gigantischen Marslandschaft –ähnlichen Abbaugebieten der Braunkohle

Es wird in der NRW meist nur auf mehreren kleineren Torflandschaften von 7x7 km , meist zwischen 2x Städten Braunkohle abgebaut. In den USA dagegen bis 21000km². Die Abbaustellen, werden dann dazwischen durchgeschoben und weiterverschoben. Zum anderen produziert Holz 12x mehr CO2 als Braunkohle / Mol, bei geringer Energiedichte und viel Asche. Schade daß nicht die Entstehung von Torf und Braunkohle genau im Internet erklärt wird und wie sie den Menschen Ihre Existenz sichert.

In anderen Bundesländern gibt es größere Flächen, die alleine für den Ackerbau. genützt werden, da es hier leider keinen Torf und Braunkohle im großen Überschuß gibt.

Zum Begriff : Inkohlung

Der Begriff Inkohlung stimmt überhaupt nicht, er trifft eherfür Holzkohle zu, welche Holz-ähnlich ist, und bei der nur chemisch

gebundenes Wasser entzogen wird. Bei Braunkohlewird durch jahrmillionenlangen Druck und phasenweise Wärmezufuhr,

biogenes Methangas angelagert und es werden schrittweise zusätzlichWasserstoffverbindungen angelagert, wodurch Holz und Braunkohlechemisch etwas anders bezüglich derverbrennbaren Wasserstoffverbindungen zu den Kohlenstoffanteilenaussieht. Nur Diamanten bestehen nahezu aus reinem Kohlenstoff.Leider fällt jeder auf den Unsinn Kohle = Kohlenstoff voll reinDagegen wird nur Aktivkohle aus Holz oder aus anderenMaterialien gemacht, die fast aus reinem Kohlenstoff(Einsatz bei Vergiftungen und Infekten) bestehen.

Inzwischen ein Modewort der Grünen für Braunkohleentstehung

Zur Lüge der besseren Verbrennung von Benzin mithilfe von Wasser

Verbrennt man Kohlenstoff + 2xSauerstoff

Entsteht CO2

Verbrennt man alternative Energien die

Wasser enthalten so entstehen riesige Mengen

des giftigen Kohlenmonoxides:

Kohlenstoff + H20 + Sauerstoff

CO +H2O

Die etwas schwammige Behauptung , daß Arsen in großer Menge v.a. in der Kohle sei, läßt sich jedenfalls leicht widerlegen. Zudem muß man berücksichtigen, daß diese weit unter der natürlichen Uranstaubbelastung liegt und somit einer ganz anderen Betrachtungsweise bedarf.

Eine erhöhte Arsenbelastung erfolgt heutzutage unter bestimmter Zufuhr gehäuft einseitiger Lebensmittel wie Reis und bestimmte Meeresinsekten die als sogenannte Meeresfrüchte gelten. Als Meeresfrüchte bezeichnet man in der Regel alle essbaren Meerestiere, die keine Wirbeltiere sind. Typische Meeresfrüchte sind Muscheln und Wasser-schnecken, Tintenfische und Kalmare, Garnelen, Krabben, Langusten und Hummer. Meeresfrüchte können Fang- oder Zuchtprodukte sein. Auch Proteindrinks aus Algen enthalten rel.betrachtet sehr viel Arsen.

Vielen Dank für das Interesse

Epilog (Ausklang):