Arsénico

Los tres alótropos de arsénico más comunes son el arsénico gris, amarillo y negro, siendo el gris el más común. ^{[ 21 ]} El arsénico gris (α-As, grupo espacial R 3 m No. 166) adopta una estructura de doble capa que consiste en muchos anillos entrelazados, ondulados y de seis miembros. Debido a la débil unión entre las capas, el arsénico gris es quebradizo y tiene una dureza Mohs relativamente baja de 3,5. Los vecinos más próximos y los segundos vecinos más próximos forman un complejo octaédrico distorsionado, con los tres átomos en la misma doble capa estando ligeramente más cerca que los tres átomos en la siguiente. ^{[ 22 ]} Este empaquetamiento relativamente compacto conduce a una alta densidad de 5,73  g/cm³ ^. [ ^{23 ] El} arsénico gris es un semimetal , pero se convierte en un semiconductor con una banda prohibida de 1,2–1,4  eV si se amorfiza . ^{[ 24 ]} El arsénico gris es también la forma más estable. ^El arsénico amarillo es blando y ceroso, y algo similar al tetrafósforo ( P₄ ). ^[ ₂₅ ^] Ambos tienen cuatro átomos dispuestos en una estructura tetraédrica en la que cada átomo está unido a cada uno de los otros tres átomos por un enlace simple. Este alótropo inestable, al ser molecular, es el más volátil, el menos denso y el más tóxico. El arsénico amarillo sólido se produce por enfriamiento rápido del vapor de arsénico, _As₄ . Se transforma rápidamente en arsénico gris por la luz. La forma amarilla tiene una densidad de 1,97 g/cm³ ^. [ ^{23 ] El} arsénico negro es similar en estructura al fósforo negro . ^{[ 23 ]} El arsénico negro también puede formarse enfriando vapor a unos 373–493 K (100–220 °C) y por cristalización de arsénico amorfo en presencia de vapores de mercurio. ^{[ 26 ]} Es vítreo y quebradizo. El arsénico negro también es un mal conductor eléctrico. ^{[ 27 ]}   

El arsénico se sublima al calentarse a presión atmosférica , convirtiéndose directamente en gas sin un estado líquido intermedio a 887 K (614 °C) . Sin embargo, a 1090 K (817 °C) y 2,84 MPa, el arsénico se funde. ^{[ 28 ]} El punto triple se encuentra a 3,63 MPa y 1090 K (817 °C) . ^{[ 23 ] [ 4 ]}       

El arsénico se presenta de forma natural como un único isótopo estable, el ^75As . Se conocen radioisótopos sintéticos desde ^{el 64As} hasta ^{el 95As} , así como al menos 11 isómeros . ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Los más estables son ^{el 73As} con una vida media de 80,30 días y ^{el 74As} con una vida media de 17,77 días, seguidos por el ^71As (65,30 horas), el ^77As (38,79 horas), el ^76As (26,24 horas) y ^{el 72As} (26,0 horas). Todos los demás tienen vidas medias inferiores a 100 minutos y la mayoría inferiores a un minuto. Los isótopos más ligeros que el estable generalmente se desintegran por emisión de positrones o captura electrónica a isótopos de germanio , mientras que los más pesados ​​se desintegran beta a isótopos de selenio . Una excepción notable es que ^{el 74As} se desintegra en ambos sentidos. ^{[ 29 ]}

El arsénico tiene una electronegatividad y energías de ionización similares a las de su congénere pnictógeno más ligero , el fósforo, y por lo tanto forma fácilmente moléculas covalentes con la mayoría de los no metales . Aunque estable en aire seco, el arsénico forma una pátina de bronce dorado al exponerse a la humedad que eventualmente se convierte en una capa superficial negra. ^{[ 31 ]} Cuando se calienta en el aire, el arsénico se oxida a trióxido de arsénico ; los humos de esta reacción tienen un olor parecido al ajo. Este olor se puede detectar al golpear minerales de arseniuro como la arsenopirita con un martillo. ^{[ 4 ]} Arde en oxígeno para formar trióxido de arsénico y pentóxido de arsénico , que tienen la misma estructura que los compuestos de fósforo más conocidos, y en flúor para dar pentafluoruro de arsénico . ^{[ 31 ]} El arsénico produce ácido arsénico con ácido nítrico concentrado , ácido arsenioso con ácido nítrico diluido y trióxido de arsénico con ácido sulfúrico concentrado ; Sin embargo, no reacciona con agua, álcalis ni ácidos no oxidantes. ^{[ 32 ]} El arsénico reacciona con metales para formar arseniuros, aunque estos no son compuestos iónicos que contengan el ion As ³⁻ ya que la formación de dicho anión sería altamente endotérmica e incluso los arseniuros del grupo 1 tienen propiedades de compuestos intermetálicos . ^{[ 31 ]} Al igual que el germanio , el selenio y el bromo , que como el arsénico suceden en la serie de transición 3d , el arsénico es mucho menos estable en el estado de oxidación +5 que sus vecinos verticales fósforo y antimonio , y por lo tanto el pentóxido de arsénico y el ácido arsénico son oxidantes potentes . ^{[ 31 ]}

Uno de los compuestos de arsénico más simples es el trihidruro , la arsina (AsH₃ ₎ , altamente tóxica, inflamable y pirofórica . Este compuesto se considera generalmente estable, ya que a temperatura ambiente se descompone lentamente. A temperaturas de 523–573 K (250–300 °C), la descomposición en arsénico e hidrógeno es rápida. ^{[ 34 ]} Varios factores, como la humedad , la presencia de luz y ciertos catalizadores (en particular el aluminio), facilitan la velocidad de descomposición. ^{[ 35 ]} Se oxida fácilmente en el aire para formar trióxido de arsénico y agua, y se producen reacciones análogas con azufre y selenio en lugar de oxígeno . ^{[ 34 ]} 

_El arsénico forma óxidos cristalinos incoloros e inodoros _As₂O₃ ( " _arsénico blanco " ) y As₂O₅ que son _{higroscópicos} y fácilmente solubles en agua para formar soluciones ácidas. El ácido arsénico (V) es un ácido débil y sus sales, conocidas como arseniatos , ^{[ 36 ]} son ​​una fuente importante de contaminación por arsénico de las aguas subterráneas en regiones con altos niveles de minerales de arsénico de origen natural. ^{[ 37 ]} Los arseniatos sintéticos incluyen el verde de Scheele (arseniato de hidrógeno cúprico, arseniato de cobre ácido), arseniato de calcio y arseniato de hidrógeno de plomo . Estos tres se han utilizado como insecticidas y venenos agrícolas .

Los pasos de protonación entre el arseniato y el ácido arsénico son similares a los que ocurren entre el fosfato y el ácido fosfórico . A diferencia del ácido fosforoso , el ácido arsenioso es genuinamente tribásico, con la fórmula As(OH) _₃ . ^{[ 36 ]}

Se conoce una amplia variedad de compuestos de azufre de arsénico. El oropimente ( _{As₂S₃ )} y _el rejalgar ( As₄S₄ ₎ son relativamente abundantes y antiguamente se utilizaban como pigmentos para pintura. En As₄S₁₀ _, el arsénico tiene un estado de oxidación formal de +2 en As₄S₄ _, que presenta enlaces As- _{As ,} por lo que la covalencia total del As sigue siendo 3. ^{[ 38 ] Tanto el oropimente como el} _rejalgar , así como el As₄S₃ _, tienen análogos de selenio ; el análogo _As₂Te₃ se conoce como el mineral kalgoorlieíta , ^{[ 39 ]} y el anión As₂Te⁻ _se conoce como ligando en complejos de cobalto ^. _[ 40 ^]

Todos los trihaluros de arsénico(III) son bien conocidos, excepto el astaturo, que es desconocido. El pentafluoruro de arsénico (AsF₅ ₎ es el único pentahaluro importante, lo que refleja la menor estabilidad del estado de oxidación +5; aun así, es un agente fluorante y oxidante muy fuerte. (El pentacloruro es un sólido amarillo que solo es estable por debajo de −50  °C, temperatura a la cual se descompone en tricloruro, liberando gas cloro. ^{[ 23 ]} )

Se conoce una gran variedad de compuestos organoarsénicos. Varios se desarrollaron como agentes de guerra química durante la Primera Guerra Mundial, incluyendo vesicantes como la lewisita y agentes vomitivos como la adamsita . ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]} El ácido cacodílico , de interés histórico y práctico, surge de la metilación del trióxido de arsénico, una reacción que no tiene analogía en la química del fósforo. El cacodilo fue el primer compuesto organometálico conocido (aunque el arsénico no es un metal verdadero) y recibió su nombre del griego κακωδία "hedor" por su olor desagradable, similar al del ajo; es muy tóxico. ^{[ 47 ]}

La toxicidad del arsénico para los insectos, las bacterias y los hongos llevó a su uso como conservante de la madera . ^{[ 86 ]} En la década de 1930, se inventó un proceso para tratar la madera con arseniato de cobre cromado (también conocido como CCA o Tanalith ), y durante décadas, este tratamiento fue el uso industrial más extendido del arsénico. Una mayor comprensión de la toxicidad del arsénico llevó a la prohibición del CCA en productos de consumo en 2004, iniciativa de la Unión Europea y Estados Unidos. ^{[ 87 ] [ 88 ]} Sin embargo, el CCA sigue utilizándose ampliamente en otros países (como en las plantaciones de caucho de Malasia). ^{[ 15 ]}

El arsénico también se utilizaba en diversos insecticidas y venenos agrícolas. Por ejemplo, el arseniato de hidrógeno de plomo era un insecticida común en árboles frutales , ^{[ 89 ]} pero el contacto con el compuesto a veces provocaba daño cerebral entre quienes trabajaban con los pulverizadores. En la segunda mitad del siglo XX, el arseniato de metilo monosódico (MSMA) y el arseniato de metilo disódico (DSMA), formas orgánicas de arsénico menos tóxicas, sustituyeron al arseniato de plomo en la agricultura. Estos compuestos orgánicos de arsénico se eliminaron gradualmente en Estados Unidos para 2013 en todas las actividades agrícolas, excepto en el cultivo de algodón. ^{[ 90 ] [ 91 ]}

La biogeoquímica del arsénico es compleja e incluye diversos procesos de adsorción y desorción. La toxicidad del arsénico está relacionada con su solubilidad y se ve afectada por el pH. El arsenito ( AsO₃⁻ ) es más soluble que el arseniato ( AsO₃⁻ ) y , por lo tanto , más tóxico; sin embargo, a un pH más bajo, el arseniato se vuelve más móvil y tóxico. Se ha observado que la adición de óxidos de azufre, fósforo y hierro a suelos con alto contenido de arsenito reduce considerablemente la fitotoxicidad del arsénico. ^{[ 92 ]}

El arsénico se utiliza como aditivo alimentario en la producción avícola y porcina ; en particular, se utilizó en EE. UU. hasta 2015 para aumentar el aumento de peso, mejorar la eficiencia alimenticia y prevenir enfermedades. ^{[ 93 ] [ 94 ]} Un ejemplo es la roxarsona , que se utilizaba como iniciador de pollos de engorde por aproximadamente el 70 % de los productores de pollos de engorde de EE. UU. ^{[ 95 ]} En 2011, Alpharma , una subsidiaria de Pfizer Inc., que produce roxarsona, suspendió voluntariamente la venta del fármaco en respuesta a estudios que mostraban niveles elevados de arsénico inorgánico, un carcinógeno, en pollos tratados. ^{[ 96 ]} Zoetis , sucesora de Alpharma , continuó vendiendo nitarsona hasta 2015, principalmente para su uso en pavos. ^{[ 96 ]}

Durante los siglos XVII, XVIII y XIX, se utilizaron varios compuestos de arsénico como medicamentos, incluyendo la arsfenamina (por Paul Ehrlich ) y el trióxido de arsénico (por Thomas Fowler ), para tratar enfermedades como el cáncer o la psoriasis . ^{[ 97 ]} La ​​arsfenamina, así como el neosalvarsán , estaba indicada para la sífilis , pero ha sido reemplazada por los antibióticos modernos . Sin embargo, los compuestos de arsénico como el melarsoprol todavía se utilizan para el tratamiento de la tripanosomiasis a pesar de su grave toxicidad, ya que la enfermedad es casi siempre mortal si no se trata. ^{[ 98 ]} En 2000, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos aprobó el trióxido de arsénico para el tratamiento de pacientes con leucemia promielocítica aguda resistente al ácido retinoico todo-trans . ^{[ 99 ]}

Un artículo de 2008 informa sobre el éxito en la localización de tumores mediante arsénico-74 (un emisor de positrones). Este isótopo produce imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) más nítidas que el agente radiactivo anterior, el yodo -124, debido a que el cuerpo tiende a transportar el yodo a la glándula tiroides, lo que produce ruido en la señal. ^{[ 100 ]} Las nanopartículas de arsénico han demostrado la capacidad de eliminar células cancerosas con menor citotoxicidad que otras formulaciones de arsénico. ^{[ 101 ]}

El principal uso del arsénico es en la aleación con plomo. Los componentes de plomo en las baterías de automóviles se fortalecen con la presencia de un porcentaje muy pequeño de arsénico. ^{[ 15 ] [ 102 ]} La deszincificación del latón (una aleación de cobre-zinc) se reduce considerablemente con la adición de arsénico. ^{[ 103 ]} El "cobre arsenical desoxidado con fósforo" con un contenido de arsénico del 0,3% tiene una mayor estabilidad a la corrosión en ciertos entornos. ^{[ 104 ]} El arseniuro de galio es un material semiconductor importante , utilizado en circuitos integrados . Los circuitos hechos de GaAs son mucho más rápidos (pero también mucho más caros) que los hechos de silicio . A diferencia del silicio, el GaAs tiene una banda prohibida directa y se puede utilizar en diodos láser y LED para convertir la energía eléctrica directamente en luz. ^{[ 15 ]}

Después de la Primera Guerra Mundial , Estados Unidos acumuló una reserva de 20 000 toneladas de lewisita ( ClCH=CHAsCl₂ ₎ , un agente vesicante organoarsénico (agente ampollante) e irritante pulmonar . La reserva fue neutralizada con lejía y vertida en el Golfo de México en la década de 1950. ^{[ 105 ]} La lewisita, agente de guerra química, es conocida por su toxicidad aguda para los organismos acuáticos. Sin embargo, faltan estudios que evalúen el impacto ambiental de esta eliminación en el Golfo. ^{[ 106 ]} Durante la Guerra de Vietnam , Estados Unidos utilizó el Agente Azul , una mezcla de cacodilato de sodio y su forma ácida, como uno de los herbicidas arcoíris para privar a los soldados norvietnamitas de cobertura vegetal y arroz. ^{[ 107 ] [ 108 ]}

• El acetoarsenito de cobre se usaba como pigmento verde conocido con muchos nombres, incluyendo verde de París y verde esmeralda. Causó numerosos casos de envenenamiento por arsénico . El verde de Scheele , un arseniato de cobre, se usaba en el siglo XIX como colorante en dulces . ^{[ 109 ]} Curiosamente, algunas personas creen que Napoleón murió por el papel tapiz de la pared donde estuvo encarcelado. ^{[ 110 ]} Este papel tapiz estaba pintado con este pigmento verde, que se descompone por bacterias en un ambiente húmedo para producir arsina altamente tóxica . ^{[ 111 ]}
• El arsénico se utiliza en el bronceado . ^{[ 112 ]}
• Hasta un 2% del arsénico producido se utiliza en aleaciones de plomo para perdigones y balas de plomo. ^{[ 113 ]}
• Se añade arsénico en pequeñas cantidades al latón alfa para hacerlo resistente a la deszincificación . Este tipo de latón se utiliza en accesorios de fontanería y otros ambientes húmedos. ^{[ 114 ]}
• El arsénico también se utiliza para la conservación de muestras taxonómicas . Históricamente, también se utilizaba en fluidos de embalsamamiento. ^{[ 115 ]}
• El arsénico se utilizó en el proceso de taxidermia hasta la década de 1980. ^{[ 116 ]}
• El arsénico se utilizaba como opacificante en cerámica, creando esmaltes blancos. ^{[ 117 ]}
• Hasta hace poco, el arsénico se utilizaba en el vidrio óptico. Los fabricantes de vidrio modernos han dejado de utilizar tanto arsénico como plomo. ^{[ 118 ] [ 119 ] [ 120 ]}

Algunas especies de bacterias obtienen su energía en ausencia de oxígeno oxidando diversos combustibles mientras reducen el arseniato a arsenito. En condiciones ambientales oxidantes, algunas bacterias utilizan arsenito como combustible, el cual oxidan a arseniato. ^{[ 121 ]} Las enzimas involucradas se conocen como arseniato reductasas (Arr). ^{[ 122 ]}

En 2008, se descubrieron bacterias que emplean una versión de la fotosíntesis en ausencia de oxígeno con arsenitos como donantes de electrones , produciendo arseniatos (al igual que la fotosíntesis ordinaria utiliza agua como donante de electrones, produciendo oxígeno molecular). Los investigadores conjeturan que, a lo largo de la historia, estos organismos fotosintéticos produjeron los arseniatos que permitieron el desarrollo de las bacterias reductoras de arseniato. Se ha aislado una cepa , PHS-1, relacionada con la gammaproteobacteria Ectothiorhodospira shaposhnikovii . Se desconoce el mecanismo, pero una enzima Arr codificada podría funcionar de forma inversa a sus homólogos conocidos . ^{[ 123 ]}

En 2010, investigadores informaron del descubrimiento de una cepa de la bacteria Halomonas (denominada GFAJ-1 ) que supuestamente era capaz de sustituir el fósforo por arsénico en sus biomoléculas, incluido el ADN, cuando se cultivaba en un entorno rico en arsénico y con bajo contenido de fosfato. Esta afirmación, publicada en Science , sugería que el arsénico podría potencialmente servir como componente básico de la vida en lugar del fósforo, desafiando suposiciones arraigadas sobre los requisitos bioquímicos para la vida en la Tierra. ^{[ 124 ]}

La afirmación fue recibida con escepticismo generalizado. Estudios posteriores aportaron pruebas que contradecían los hallazgos iniciales. Un estudio de seguimiento publicado en Science en 2011 demostró que GFAJ-1 todavía requiere fosfato para crecer y no incorpora arseniato a su ADN de forma biológicamente significativa. ^{[ 125 ]} Otra investigación independiente en 2012 utilizó técnicas más sensibles para purificar y analizar el ADN de GFAJ-1 y no encontró arseniato detectable incorporado a la estructura del ADN. Los autores concluyeron que las observaciones originales probablemente se debieron a contaminación experimental o a métodos de purificación insuficientes. ^{[ 126 ]} En conjunto, estos estudios reafirmaron el fósforo como un elemento esencial para todas las formas de vida conocidas. En 2025, la revista Science retractó formalmente el artículo original, citando la falta de suficiente apoyo experimental para sus conclusiones clave, ^{[ 127 ]} aunque los autores mantuvieron sus datos. ^{[ 128 ]}

El arsénico puede ser un oligoelemento esencial en las aves, involucrado en la síntesis de metabolitos de metionina. ^{[ 129 ]} Sin embargo, el papel del arsénico en la nutrición de las aves es controvertido, ya que otros autores afirman que el arsénico es tóxico en pequeñas cantidades. ^{[ 130 ]}

Algunas evidencias indican que el arsénico es un oligoelemento esencial en los mamíferos. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

Estudios experimentales en roedores y ganado han demostrado que la privación de arsénico puede provocar un crecimiento deficiente, una reducción del rendimiento reproductivo y un metabolismo anormal de la glucosa, lo que sugiere que podría desempeñar un papel en procesos metabólicos esenciales. ^{[ 131 ]} Se ha propuesto que el arsénico participa en reacciones de metilación , posiblemente influyendo en la regulación genética y las vías de desintoxicación. ^{[ 132 ]} Sin embargo, debido a que el umbral entre la exposición beneficiosa y tóxica es extremadamente estrecho, el arsénico no se clasifica actualmente como un elemento esencial para los humanos, y su función fisiológica en animales superiores sigue siendo incierta. ^{[ 133 ]}

El arsénico se ha relacionado con cambios epigenéticos , cambios hereditarios en la expresión génica que ocurren sin cambios en la secuencia de ADN . Estos incluyen metilación del ADN, modificación de histonas e interferencia de ARN . Los niveles tóxicos de arsénico causan hipermetilación significativa del ADN de los genes supresores de tumores p16 y p53 , aumentando así el riesgo de carcinogénesis . Estos eventos epigenéticos se han estudiado in vitro usando células de riñón humano e in vivo usando células de hígado de rata y leucocitos de sangre periférica en humanos. ^{[ 134 ]} La espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) se utiliza para detectar niveles precisos de arsénico intracelular y otras bases de arsénico involucradas en la modificación epigenética del ADN. ^{[ 135 ]} Los estudios que investigan el arsénico como factor epigenético pueden usarse para desarrollar biomarcadores precisos de exposición y susceptibilidad.

El helecho chino ( Pteris vittata ) hiperacumula arsénico del suelo en sus hojas y se ha propuesto su uso en fitorremediación . ^{[ 136 ]}

El arsénico inorgánico y sus compuestos, al entrar en la cadena alimentaria , se metabolizan progresivamente mediante un proceso de metilación . ^{[ 137 ] [ 138 ]} Por ejemplo, el moho Scopulariopsis brevicaulis produce trimetilarsina si hay arsénico inorgánico presente. ^{[ 139 ]} El compuesto orgánico arsenobetaína se encuentra en algunos alimentos marinos como el pescado y las algas, y también en los hongos en concentraciones mayores. La ingesta promedio de una persona es de aproximadamente 10–50  μg/día.  No son inusuales los valores de alrededor de 1000 μg después del consumo de pescado o hongos, pero hay poco peligro en comer pescado porque este compuesto de arsénico es casi no tóxico. ^{[ 140 ]}

Las fuentes naturales de exposición humana incluyen ceniza volcánica , meteorización de minerales y menas, y agua subterránea mineralizada. El arsénico también se encuentra en alimentos, agua, suelo y aire. ^{[ 141 ]} El arsénico es absorbido por todas las plantas, pero se encuentra más concentrado en verduras de hoja verde, arroz, jugo de manzana y uva, y mariscos. ^{[ 142 ]} Otra vía de exposición es la inhalación de gases y polvos atmosféricos. ^{[ 143 ]} Durante la época victoriana , el arsénico se usó ampliamente en la decoración del hogar, especialmente en papeles pintados. ^{[ 144 ]} En Europa, un análisis basado en 20 000  muestras de suelo en los 28  países muestra que el 98 % de los suelos muestreados tienen concentraciones menores a 20  mg/kg. Además, los puntos críticos de arsénico están relacionados tanto con la fertilización frecuente como con la proximidad a las actividades mineras. ^{[ 145 ]} La exposición crónica al arsénico, particularmente a través del agua potable y los alimentos contaminados, también se ha relacionado con impactos a largo plazo en la función cognitiva, incluyendo una reducción del coeficiente intelectual verbal y la memoria. ^{[ 146 ]}

La extensa contaminación por arsénico de las aguas subterráneas ha provocado un envenenamiento generalizado por arsénico en Bangladesh ^{[ 147 ]} y países vecinos. Se estima que aproximadamente 57  millones de personas en la cuenca de Bengala beben agua subterránea con concentraciones de arsénico superiores al estándar de la Organización Mundial de la Salud de 10 partes por mil millones (ppb). ^{[ 148 ]} Sin embargo, un estudio sobre las tasas de cáncer en Taiwán ^{[ 149 ]} sugirió que los aumentos significativos en la mortalidad por cáncer aparecen solo en niveles superiores a 150 ppb. El arsénico en las aguas subterráneas es de origen natural y se libera de los sedimentos a las aguas subterráneas debido a las condiciones anóxicas del subsuelo. Estas aguas subterráneas se utilizaron después de que las ONG locales y occidentales y el gobierno de Bangladesh emprendieran un programa masivo de pozos tubulares poco profundos para el suministro de agua potable a finales del siglo XX. Este programa fue diseñado para prevenir el consumo de aguas superficiales contaminadas con bacterias, pero no incluyó pruebas para detectar arsénico en las aguas subterráneas. Muchos otros países y distritos del sudeste asiático, como Vietnam y Camboya , tienen entornos geológicos que producen aguas subterráneas con un alto contenido de arsénico. Se reportó arsenicosis en Nakhon Si Thammarat , Tailandia, en 1987, y el río Chao Phraya probablemente contiene altos niveles de arsénico disuelto de origen natural sin ser un problema de salud pública porque gran parte de la población usa agua embotellada . ^{[ 150 ]} En Pakistán, más de 60 millones de personas están expuestas a agua potable contaminada con arsénico, según un informe de 2017 en Science . El equipo de Podgorski investigó más de 1200 muestras y más del 66% superó los límites de contaminación de la OMS de 10 microgramos por litro. ^{[ 151 ]}    

Desde la década de 1980, los residentes de la región de Ba Men, en Mongolia Interior, China, han estado crónicamente expuestos al arsénico a través del agua potable proveniente de pozos contaminados. ^{[ 152 ]} Un estudio de investigación de 2009 observó una mayor presencia de lesiones cutáneas entre los residentes con concentraciones de arsénico en el agua de pozo de entre 5 y 10  μg/L, lo que sugiere que la toxicidad inducida por arsénico puede ocurrir a concentraciones relativamente bajas con la exposición crónica. ^{[ 152 ]} En general, 20 de las 34 provincias de China tienen altas concentraciones de arsénico en el suministro de agua subterránea, lo que potencialmente expone a 19  millones de personas a agua potable peligrosa. ^{[ 153 ]}

Un estudio del IIT Kharagpur encontró altos niveles de arsénico en las aguas subterráneas del 20% del territorio de la India, exponiendo a más de 250  millones de personas. Estados como Punjab , Bihar, Bengala Occidental , Assam, Haryana , Uttar Pradesh y Gujarat presentan la mayor superficie terrestre expuesta al arsénico. ^{[ 154 ]}

En Estados Unidos, el arsénico se encuentra con mayor frecuencia en las aguas subterráneas del suroeste. ^{[ 155 ]} Partes de Nueva Inglaterra , Michigan , Wisconsin , Minnesota y las Dakotas también presentan concentraciones significativas de arsénico en el agua subterránea. ^{[ 156 ]} Se han asociado mayores niveles de cáncer de piel con la exposición al arsénico en Wisconsin, incluso a niveles inferiores al  estándar de 10 ppb para agua potable. ^{[ 157 ]} Según un documental reciente financiado por el programa Superfund de Estados Unidos , millones de pozos privados tienen niveles desconocidos de arsénico, y en algunas zonas de Estados Unidos, más del 20 % de los pozos pueden contener niveles que superan los límites establecidos. ^{[ 158 ]}

Según científicos financiados por el NIEHS , la exposición a bajos niveles de arsénico en concentraciones de 100  ppb (es decir, por encima del  estándar de 10 ppb para el agua potable) compromete la respuesta inmunitaria inicial a la infección por H1N1 o gripe porcina . El estudio, realizado en ratones de laboratorio, sugiere que las personas expuestas al arsénico en su agua potable podrían tener un mayor riesgo de padecer una enfermedad más grave o incluso la muerte a causa del virus. ^{[ 159 ]}

Algunos canadienses beben agua que contiene arsénico inorgánico. Las aguas de pozos privados son las que presentan mayor riesgo de contener arsénico inorgánico. Los análisis preliminares del agua de pozo generalmente no incluyen la detección de arsénico. Investigadores del Servicio Geológico de Canadá han modelado la variación relativa del potencial de riesgo natural del arsénico en la provincia de Nuevo Brunswick. Este estudio tiene importantes implicaciones para el agua potable y las preocupaciones de salud relacionadas con el arsénico inorgánico. ^{[ 160 ]}

La evidencia epidemiológica de Chile muestra una relación dosis-respuesta entre la exposición crónica al arsénico y diversas formas de cáncer, en particular cuando existen otros factores de riesgo, como el tabaquismo. Estos efectos se han demostrado con contaminaciones inferiores a 50  ppb. ^{[ 161 ]} El arsénico es un componente del humo del tabaco . ^{[ 162 ]}

El análisis de múltiples estudios epidemiológicos sobre la exposición al arsénico inorgánico sugiere un pequeño pero medible aumento del riesgo de cáncer de vejiga a 10  ppb. ^{[ 163 ]} Según Peter Ravenscroft del Departamento de Geografía de la Universidad de Cambridge, ^{[ 164 ]} aproximadamente 80  millones de personas en todo el mundo consumen entre 10 y 50  ppb de arsénico en su agua potable. Si todos consumieran exactamente 10  ppb de arsénico en su agua potable, el análisis de múltiples estudios epidemiológicos citado anteriormente predeciría 2000 casos adicionales solo de cáncer de vejiga. Esto representa una clara subestimación del impacto general, ya que no incluye el cáncer de pulmón ni el de piel, y subestima explícitamente la exposición. Quienes estén expuestos a niveles de arsénico superiores al estándar actual de la OMS deberían sopesar los costos y beneficios de la remediación del arsénico.

Las primeras evaluaciones (1973) de los procesos para eliminar el arsénico disuelto del agua potable demostraron la eficacia de la coprecipitación con óxidos de hierro o aluminio. En particular, se encontró que el hierro como coagulante eliminaba el arsénico con una eficacia superior al 90%. ^{[ 165 ] [ 166 ]} Varios sistemas de medios adsorbentes han sido aprobados para su uso en el punto de servicio en un estudio financiado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). Un equipo de científicos e ingenieros europeos e indios ha establecido seis plantas de tratamiento de arsénico en Bengala Occidental basadas en el método de remediación in situ (Tecnología SAR). Esta tecnología no utiliza ningún producto químico y el arsénico queda en forma insoluble (estado +5) en la zona subterránea mediante la recarga de agua aireada en el acuífero y el desarrollo de una zona de oxidación que sustenta microorganismos oxidantes de arsénico. Este proceso no produce ningún flujo de residuos ni lodos y es relativamente económico. ^{[ 167 ]}

Otro método eficaz y económico para evitar la contaminación por arsénico es perforar pozos de 500  pies o más de profundidad para alcanzar aguas más puras. Un estudio reciente de 2011, financiado por el Programa de Investigación Superfund del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental de EE. UU., muestra que los sedimentos profundos pueden eliminar el arsénico y sacarlo de la circulación. En este proceso, denominado adsorción , el arsénico se adhiere a la superficie de las partículas de sedimento profundo y se elimina naturalmente del agua subterránea. ^{[ 168 ]}

Se ha demostrado la separación magnética de arsénico con gradientes de campo magnético muy bajos mediante nanocristales de magnetita (Fe₃O₄ ₎ monodispersos y de alta superficie específica en la purificación de agua en el punto de uso. Gracias _{a la elevada superficie específica de los nanocristales de Fe₃O₄} , se ha reducido drásticamente la cantidad de residuos generados durante la eliminación de arsénico del agua. ^{[ 169 ]}

Estudios epidemiológicos han sugerido una correlación entre el consumo crónico de agua potable contaminada con arsénico y la incidencia de todas las principales causas de mortalidad. ^{[ 170 ]} La literatura indica que la exposición al arsénico es un factor causal en la patogénesis de la diabetes. ^{[ 171 ]}

Recientemente se ha demostrado que los filtros a base de cáscara reducen el contenido de arsénico del agua a 3  μg/L. Esto podría tener aplicaciones en áreas donde el agua potable se extrae de acuíferos subterráneos . ^{[ 172 ]}

El arsénico es único entre los oligoelementos y metales traza formadores de oxianiones (por ejemplo, As, Se, Sb, Mo, V, Cr, U, Re). Es sensible a la movilización a valores de pH típicos de las aguas naturales (pH 6,5–8,5) tanto en condiciones oxidantes como reductoras. El arsénico puede presentarse en el medio ambiente en varios estados de oxidación (−3, 0, +3 y +5), pero en aguas naturales se encuentra principalmente en formas inorgánicas como oxianiones de arsenito trivalente [As(III)] o arseniato pentavalente [As(V)]. Las formas orgánicas de arsénico se producen por actividad biológica, principalmente en aguas superficiales, pero rara vez son cuantitativamente importantes. Sin embargo, los compuestos orgánicos de arsénico pueden aparecer donde las aguas se ven significativamente afectadas por la contaminación industrial. ^{[ 180 ]}

El arsénico puede solubilizarse mediante diversos procesos. Cuando el pH es alto, el arsénico puede liberarse de los sitios de unión superficiales que pierden su carga positiva. Cuando el nivel del agua desciende y los minerales de sulfuro quedan expuestos al aire, el arsénico atrapado en estos minerales puede liberarse en el agua. En presencia de carbono orgánico en el agua, las bacterias se alimentan reduciendo directamente el As(V) a As(III) o reduciendo el elemento en el sitio de unión, liberando así arsénico inorgánico. ^{[ 181 ]}

Las transformaciones acuáticas del arsénico se ven afectadas por el pH, el potencial redox, la concentración de materia orgánica y las concentraciones y formas de otros elementos, especialmente hierro y manganeso. Los factores principales son el pH y el potencial redox. Generalmente, las formas principales de arsénico en condiciones óxicas son H₃AsO₄, H₂AsO⁻, HAsO₂⁻ y AsO₃⁻ a pH ₂ , _2–7 , 7–11 _y 11 , respectivamente . En condiciones reductoras , _el H₃AsO₄ _predomina a pH 2–9.

La oxidación y la reducción afectan la migración del arsénico en ambientes subterráneos. El arsenito es la forma soluble más estable del arsénico en ambientes reductores, mientras que el arseniato, menos móvil que el arsenito, predomina en ambientes oxidantes a pH neutro . Por lo tanto, el arsénico puede ser más móvil en condiciones reductoras. El ambiente reductor también es rico en materia orgánica, lo que puede aumentar la solubilidad de los compuestos de arsénico. Como resultado, la adsorción de arsénico se reduce y el arsénico disuelto se acumula en el agua subterránea. Por eso, el contenido de arsénico es mayor en ambientes reductores que en ambientes oxidantes. ^{[ 182 ]}

La presencia de azufre es otro factor que afecta la transformación del arsénico en el agua natural. El arsénico puede precipitar cuando se forman sulfuros metálicos. De esta forma, el arsénico se elimina del agua y su movilidad disminuye. En presencia de oxígeno, las bacterias oxidan el azufre reducido para generar energía, liberando potencialmente el arsénico ligado.

Las reacciones redox que involucran Fe también parecen ser factores esenciales en el destino del arsénico en los sistemas acuáticos. La reducción de los oxihidróxidos de hierro juega un papel clave en la liberación de arsénico al agua. Por lo tanto, el arsénico puede enriquecerse en el agua con concentraciones elevadas de Fe. ^{[ 183 ]} En condiciones oxidantes, el arsénico puede movilizarse desde la pirita o los óxidos de hierro, especialmente a pH elevado. En condiciones reductoras, el arsénico puede movilizarse por desorción reductiva o disolución cuando está asociado con óxidos de hierro. La desorción reductiva ocurre en dos circunstancias. Una es cuando el arseniato se reduce a arsenito, que se adsorbe a los óxidos de hierro con menor fuerza. La otra resulta de un cambio en la carga en la superficie del mineral que conduce a la desorción del arsénico ligado. ^{[ 184 ]}

Algunas especies de bacterias catalizan transformaciones redox del arsénico. Los procariotas respiradores de arseniato disimilatorios (DARP) aceleran la reducción de As(V) a As(III). Los DARP utilizan As(V) como aceptor de electrones en la respiración anaeróbica y obtienen energía para sobrevivir. Otras sustancias orgánicas e inorgánicas pueden oxidarse en este proceso. Los oxidadores de arsenito quimioautótrofos (CAO) y los oxidadores de arsenito heterótrofos (HAO) convierten As(III) en As(V). Los CAO combinan la oxidación de As(III) con la reducción de oxígeno o nitrato. Utilizan la energía obtenida para fijar y producir carbono orgánico a partir de CO₂ _{. Los HAO no pueden obtener energía de la oxidación de As(III). Este proceso podría ser un mecanismo} de desintoxicación de arsénico para las bacterias. ^{[ 185 ]}

Los cálculos termodinámicos de equilibrio predicen que las concentraciones de As(V) deberían ser mayores que las de As(III) en todas las condiciones excepto en condiciones fuertemente reductoras, es decir, donde ocurre la reducción de sulfato . Sin embargo, las reacciones redox abióticas del arsénico son lentas. La oxidación de As(III) por _O₂ disuelto es una reacción particularmente lenta. Por ejemplo, Johnson y Pilson (1975) dieron vidas medias para la oxigenación de As(III) en agua de mar que oscilan entre varios meses y un año. ^{[ 186 ]} En otros estudios, las proporciones de As(V)/As(III) fueron estables durante períodos de días o semanas durante el muestreo de agua cuando no se tomó ningún cuidado especial para prevenir la oxidación, lo que sugiere nuevamente tasas de oxidación relativamente lentas. Cherry encontró a partir de estudios experimentales que las proporciones de As(V)/As(III) fueron estables en soluciones anóxicas hasta por 3 semanas, pero que ocurrieron cambios graduales en escalas de tiempo más largas. ^{[ 187 ]} Se ha observado que las muestras de agua estéril son menos susceptibles a cambios de especiación que las muestras no estériles. ^{[ 188 ]} Oremland descubrió que la reducción de As(V) a As(III) en el lago Mono fue catalizada rápidamente por bacterias con constantes de velocidad que oscilan entre 0,02 y 0,3 días ⁻¹ . ^{[ 189 ]}

En 2002, las industrias estadounidenses consumieron 19.600 toneladas métricas de arsénico. El noventa por ciento de este se utilizó para el tratamiento de la madera con arseniato de cobre cromado (CCA). En 2007, el 50% de las 5.280 toneladas métricas consumidas todavía se utilizaba para este fin. ^{[ 55 ] [ 190 ]} En Estados Unidos, la eliminación gradual voluntaria del arsénico en la producción de productos de consumo y productos de construcción residenciales y generales comenzó el 31 de diciembre de 2003, y ahora se utilizan productos químicos alternativos, como cobre cuaternario alcalino , boratos , azol de cobre , ciproconazol y propiconazol . ^{[ 191 ]}

Aunque descontinuada, esta aplicación también es una de las más preocupantes para el público en general. La gran mayoría de la madera antigua tratada a presión fue tratada con CCA. La madera aserrada con CCA todavía se usa ampliamente en muchos países y fue muy utilizada durante la segunda mitad del siglo XX como material de construcción estructural y para exteriores . Aunque el uso de madera aserrada con CCA fue prohibido en muchas áreas después de que los estudios demostraran que el arsénico podía filtrarse de la madera al suelo circundante (de equipos de juegos infantiles, por ejemplo), también presenta un riesgo la quema de madera aserrada con CCA antigua. La ingestión directa o indirecta de ceniza de madera aserrada con CCA quemada ha causado muertes en animales e intoxicaciones graves en humanos; la dosis letal para humanos es de aproximadamente 20  gramos de ceniza. ^{[ 192 ]} Los restos de madera aserrada con CCA de obras de construcción y demolición pueden usarse inadvertidamente en incendios comerciales y domésticos. Los protocolos para la eliminación segura de madera aserrada con CCA no son uniformes en todo el mundo. La eliminación generalizada de este tipo de madera en vertederos genera cierta preocupación, ^{[ 193 ]} pero otros estudios no han mostrado contaminación por arsénico en las aguas subterráneas. ^{[ 194 ] [ 195 ]}

Una herramienta que mapea la ubicación (y otra información) de las liberaciones de arsénico en los Estados Unidos es TOXMAP . ^{[ 196 ]} TOXMAP es un Sistema de Información Geográfica (SIG) de la División de Servicios de Información Especializada de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos (NLM) financiado por el Gobierno Federal de los Estados Unidos. Con mapas anotados de los Estados Unidos, TOXMAP permite a los usuarios explorar visualmente datos del Inventario de Liberación de Tóxicos y los Programas de Investigación Básica Superfund de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) . La información química y de salud ambiental de TOXMAP se obtiene de la Red de Datos Toxicológicos (TOXNET) de la NLM, ^{[ 197 ]} PubMed y de otras fuentes autorizadas.

Se han utilizado métodos físicos, químicos y biológicos para remediar el agua contaminada con arsénico. ^{[ 198 ]} Se dice que la biorremediación es rentable y respetuosa con el medio ambiente. ^{[ 199 ]} La biorremediación del agua subterránea contaminada con arsénico tiene como objetivo convertir el arsenito, la forma tóxica del arsénico para los humanos, en arseniato. El arseniato (estado de oxidación +5) es la forma dominante de arsénico en el agua superficial, mientras que el arsenito (estado de oxidación +3) es la forma dominante en ambientes hipóxicos a anóxicos. El arsenito es más soluble y móvil que el arseniato. Muchas especies de bacterias pueden transformar el arsenito en arseniato en condiciones anóxicas utilizando el arsenito como donador de electrones. ^{[ 200 ]} Este es un método útil en la remediación del agua subterránea. Otra estrategia de biorremediación es utilizar plantas que acumulan arsénico en sus tejidos a través de la fitorremediación, pero se debe considerar la eliminación del material vegetal contaminado.

La biorremediación requiere una evaluación y un diseño cuidadosos, adaptados a las condiciones existentes. Algunos sitios pueden requerir la adición de un aceptor de electrones, mientras que otros necesitan la suplementación microbiana ( bioaumentación ). Independientemente del método empleado, solo el monitoreo constante puede prevenir la contaminación futura.

La coagulación y la floculación son procesos estrechamente relacionados y comunes en la eliminación de arseniato del agua. Debido a la carga negativa neta que portan los iones de arseniato, estos se sedimentan lentamente o no se sedimentan en absoluto debido a la repulsión de cargas. En la coagulación, un coagulante con carga positiva, como el hierro y el aluminio (sales comúnmente utilizadas: FeCl₃ _{, [201] Fe₂(SO₄)₃ , [202] Al₂(SO₄)₃ [} 203 ^{] ) ,} neutraliza el _arseniato con _carga negativa ^{, permitiendo su} sedimentación . _La floculación _se ^{produce cuando un} floculante une partículas más pequeñas y permite que el agregado precipite fuera del agua. Sin embargo, estos métodos pueden no ser eficientes con el arsenito, ya que el As(III) existe en el ácido arsenioso sin carga, H₃AsO₃ , _{a un} pH casi neutro. ^{[ 204 ]}

Los principales inconvenientes de la coagulación y la floculación son la costosa eliminación de lodos concentrados en arseniato y la posible contaminación ambiental secundaria. Además, los coagulantes como el hierro pueden producir contaminación iónica que supera los niveles de seguridad. ^{[ 201 ]}

En la Unión Europea, el arsénico elemental y los compuestos de sulfato y trióxido de arsénico están clasificados como " tóxicos " y "peligrosos para el medio ambiente" según la directiva 67/548/CEE . La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) reconoce el arsénico y los compuestos inorgánicos de arsénico como carcinógenos del grupo 1 , y la UE incluye el trióxido de arsénico, el pentóxido de arsénico y las sales de arseniato como carcinógenos de categoría 1 .

Se sabe que el arsénico causa arsenicosis cuando está presente en el agua potable, siendo las especies más comunes el arseniato [ HAsO 2− 4 ; As(V)] y el arsenito [ H ₃ AsO ₃ ; As(III)]]. ^{[ 207 ] [ 208 ]}

En Estados Unidos desde 2006, la concentración máxima permitida en agua potable por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) es de 10  ppb ^{[ 209 ]} y la FDA estableció el mismo estándar en 2005 para agua embotellada. ^{[ 210 ]} El Departamento de Protección Ambiental de Nueva Jersey estableció un límite de agua potable de 5  ppb en 2006. ^{[ 211 ]} El valor IDLH (inmediatamente peligroso para la vida y la salud) para el arsénico metálico y los compuestos de arsénico inorgánico es de 5  mg/m ³ (5  ppb). La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional ha establecido el límite de exposición permisible (PEL) en un promedio ponderado en el tiempo (TWA) de 0,01  mg/m ³ (0,01  ppb), y el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido el límite de exposición recomendado (REL) en una exposición constante de 15 minutos de 0,002  mg/m ³ (0,002  ppb). ^{[ 212 ]} El PEL para compuestos orgánicos de arsénico es un TWA de 0,5  mg/m ³ . ^{[ 213 ]} (0,5  ppb).

En 2008, basándose en sus pruebas continuas de una amplia variedad de alimentos estadounidenses para detectar sustancias químicas tóxicas, ^{[ 214 ]} la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. estableció el "nivel de preocupación" para el arsénico inorgánico en los jugos de manzana y pera en 23  ppb, basándose en efectos no cancerígenos, y comenzó a bloquear la importación de productos que superaran este nivel; también exigió retiros del mercado para productos nacionales que no cumplieran con las normas. ^{[ 210 ]} En 2011, el programa de televisión nacional Dr. Oz emitió un programa que destacaba las pruebas realizadas por un laboratorio independiente contratado por los productores. Aunque la metodología fue cuestionada (no distinguía entre arsénico orgánico e inorgánico), las pruebas mostraron niveles de arsénico de hasta 36  ppb. ^{[ 215 ]} En respuesta, la FDA analizó la peor marca del programa Dr. Oz y encontró niveles mucho más bajos. Las pruebas continuas encontraron que el 95% de las muestras de jugo de manzana estaban por debajo del nivel de preocupación. Pruebas posteriores realizadas por Consumer Reports mostraron arsénico inorgánico en niveles ligeramente superiores a 10  ppb, y la organización instó a los padres a reducir el consumo. ^{[ 216 ]} En julio de 2013, considerando el consumo por parte de niños, la exposición crónica y el efecto carcinogénico, la FDA estableció un "nivel de acción" de 10  ppb para el jugo de manzana, el mismo que el estándar para el agua potable. ^{[ 210 ]}

En 2002, surgió preocupación por la presencia de arsénico en el arroz de Bangladesh, pero en ese momento solo Australia tenía un límite legal para los alimentos (un miligramo por kilogramo, o 1000 ppb). ^{[ 217 ] [ 218 ]} En 2005, se expresó preocupación por las personas que consumían arroz estadounidense y superaban los estándares de la OMS para la ingesta personal de arsénico. ^{[ 219 ]} En 2011, la República Popular China estableció un estándar alimentario de 150  ppb para el arsénico. ^{[ 220 ]}

En Estados Unidos, en 2012, pruebas realizadas por distintos grupos de investigadores del Centro de Investigación para la Prevención de Enfermedades y la Salud Ambiental Infantil del Dartmouth College (a principios de año, centrándose en los niveles urinarios en niños) ^{[ 221 ]} y de Consumer Reports (en noviembre) ^{[ 222 ] [ 223 ]} detectaron niveles de arsénico en el arroz que llevaron a que se solicitara a la FDA que estableciera límites. ^{[ 224 ]} La FDA publicó algunos resultados de las pruebas en septiembre de 2012, ^{[ 225 ] [ 226 ]} y, a julio de 2013, seguía recopilando datos para respaldar una posible nueva regulación. No ha recomendado ningún cambio en el comportamiento del consumidor. ^{[ 227 ]}

Consumer Reports recomienda:

1. Que la EPA y la FDA eliminen los fertilizantes, medicamentos y pesticidas que contienen arsénico en la producción de alimentos;
2. Que la FDA establezca un límite legal para los alimentos;
3. Que la industria modifique sus prácticas de producción para reducir los niveles de arsénico, especialmente en los alimentos para niños; y
4. Que los consumidores analicen el agua de sus hogares, lleven una dieta variada y cocinen arroz con agua sobrante, para luego escurrirla (reduciendo el arsénico inorgánico en aproximadamente un tercio, junto con una ligera reducción del contenido de vitaminas). ^{[ 223 ]}
5. Los defensores de la salud pública basados ​​en la evidencia también recomiendan que, dada la falta de regulación o etiquetado del arsénico en los EE. UU., los niños no consuman más de 1,5 porciones de arroz por semana y no beban leche de arroz como parte de su dieta diaria antes de los 5 años. ^{[ 228 ]} También ofrecen recomendaciones para adultos y bebés sobre cómo limitar la exposición al arsénico proveniente del arroz, el agua potable y los jugos de frutas. ^{[ 228 ]}

En 2014, se programó una conferencia consultiva de la Organización Mundial de la Salud para considerar límites de 200 a 300  ppb para el arroz. ^{[ 223 ]}

Reducción del contenido de arsénico en el arroz

En 2020, los científicos evaluaron varios procedimientos de preparación del arroz por su capacidad para reducir el contenido de arsénico y preservar los nutrientes, recomendando un procedimiento que incluye escaldado y absorción de agua. ^{[ 230 ] [ 229 ] [ 231 ]}

El arsénico se bioacumula en muchos organismos, en particular en especies marinas, pero no parece biomagnificarse significativamente en las redes tróficas. ^{[ 234 ]} En áreas contaminadas, el crecimiento de las plantas puede verse afectado por la absorción radicular de arseniato, que es un análogo del fosfato y, por lo tanto, se transporta fácilmente en los tejidos y células vegetales. En áreas contaminadas, es probable la absorción del ion arsenito, más tóxico (que se encuentra sobre todo en condiciones reductoras), en suelos con drenaje deficiente.

La toxicidad del arsénico proviene de la afinidad de los óxidos de arsénico(III) por los tioles . Los tioles, en forma de residuos de cisteína y cofactores como el ácido lipoico y la coenzima A , se encuentran en los sitios activos de muchas enzimas importantes . ^{[ 15 ]}

El arsénico interrumpe la producción de ATP a través de varios mecanismos. A nivel del ciclo del ácido cítrico , el arsénico inhibe el ácido lipoico , que es un cofactor de la piruvato deshidrogenasa . Al competir con el fosfato, el arseniato desacopla la fosforilación oxidativa , inhibiendo así la reducción de NAD+ ligada a la energía, la respiración mitocondrial y la síntesis de ATP. También aumenta la producción de peróxido de hidrógeno, lo que, se especula, tiene el potencial de formar especies reactivas de oxígeno y estrés oxidativo. Estas interferencias metabólicas conducen a la muerte por insuficiencia orgánica multisistémica . Se presume que la insuficiencia orgánica se debe a la muerte celular necrótica , no a la apoptosis , ya que las reservas de energía se han agotado demasiado para que ocurra la apoptosis. ^{[ 235 ]}

La exposición ocupacional y la intoxicación por arsénico pueden ocurrir en personas que trabajan en industrias que utilizan arsénico inorgánico y sus compuestos, como la conservación de la madera, la producción de vidrio, las aleaciones de metales no ferrosos y la fabricación de semiconductores electrónicos. El arsénico inorgánico también se encuentra en las emisiones de los hornos de coque asociados con la industria de la fundición. ^{[ 236 ]}

La conversión entre As(III) y As(V) es un factor importante en la contaminación ambiental por arsénico. Según Croal, Gralnick, Malasarn y Newman, "[la] comprensión de lo que estimula la oxidación de As(III) y/o limita la reducción de As(V) es relevante para la biorremediación de sitios contaminados (Croal). El estudio de los oxidadores quimiolitoautótrofos de As(III) y los reductores heterótrofos de As(V) puede ayudar a comprender la oxidación y/o reducción del arsénico. ^{[ 237 ]}

Es posible tratar la intoxicación crónica por arsénico. El antilewisita británico ( dimercaprol ) se prescribe en dosis de 5  mg/kg hasta 300  mg cada 4  horas durante el primer día, luego cada 6  horas durante el segundo día y finalmente cada 8  horas durante 8 días adicionales. ^{[ 238 ]} Sin embargo, la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades (ATSDR) de EE. UU. afirma que no se pueden predecir los efectos a largo plazo de la exposición al arsénico. ^{[ 143 ]} Se pueden analizar muestras de sangre, orina, cabello y uñas para detectar arsénico; sin embargo, estas pruebas no pueden prever posibles consecuencias para la salud derivadas de la exposición. ^{[ 143 ]} La exposición prolongada y la consiguiente excreción a través de la orina se han relacionado con el cáncer de vejiga y riñón, además de cáncer de hígado, próstata, piel, pulmones y cavidad nasal . ^{[ 239 ]}