‘Zware metalen’ is een verzamelnaam voor een aantal elementen, metalen, met een hoge atoommassa. Meestal stelt men dat het gaat om te metalen die liggen tussen koper en lood of bismut in het periodiek systeem der elementen (eigenlijk horen de eerste twee die we gaan bespreken er niet bij, maar ik wil ze toch graag meenemen). Een mineraal dat zware metalen bevat is niet per definitie giftig. Dat is afhankelijk van meerdere factoren. Zware metalen om mee op te letten zijn bijvoorbeeld arsenicum, cadmium, lood, thallium en chroom.
Metalen zijn dingen die in eerste instantie niet zo heel gevaarlijk lijken. Omdat we er zo aan gewend zijn ze overal om ons heen te hebben in het dagelijks leven. En omdat metaalelementen ook essentieel zijn voor ons lichaam. IJzer zorgt er bijvoorbeeld voor dat ons bloed zuurstof kan vervoeren. Zonder dat geen leven. Vitamine B12 wordt dankzij kobalt aangemaakt. Zink is essentieel voor ons immuunsysteem en ons zenuwstelsel. Maar zoals met alles, te veel is schadelijk. Als ik je een glas water voorzet en je vertel dat ik er wat koper in op heb gelost, dan laat je het waarschijnlijk staan. Maar als iemand je een glas water geeft en je vertelt dat het kristalwater is gemaakt van chrysocolla dan denken mensen er niet bij na. Terwijl heel veel mineralen gewoon al dit soort zware metalen bevatten.
De meeste kunnen gelukkig echt niet zo heel veel kwaad als je ze gewoon gebruikt op een goede manier. Je kunt de meeste in gepolijste vorm gewoon als sieraad dragen en je kunt ze ook rustig in je verzameling leggen. Maar kristalwater of edelsteenelixer zou ik er niet van maken. Ondanks dat het allemaal keiharde stenen lijken zullen ze als ze in het water liggen toch altijd wat bestanddeeltjes met dit water gaan delen. Als je over lange tijd dus dit soort water binnen krijgt is dat niet goed. Waarom denk je dat er inmiddels regelgeving is voor metalen in bijvoorbeeld waterleidingen? Er zit al genoeg metaal in ons water, soms zelfs te veel. Ga er dan niet nog een steentje inleggen wat dat nog meer maakt.
We bespreken niet alle metalen, omdat je sommige nagenoeg nooit tegen gaat komen in een mineraal. Bij een paar wil ik iets langer stilstaan omdat daar erg veel over te vertellen valt.
Chroom – Cr 24
Chroom is als element als eerste ontdekt in het mineraal crocoiet. Destijds werd gedacht dat het lood met selenium en ijzer was en kreeg het mineraal de naam Siberisch rood lood. Pas later werd duidelijk dat het naast lood ook om een nieuw element ging. Chroom werd populair als bestanddeel in verfstof.
Niet alle chroom is even gevaarlijk. Het heeft allerlei nuttige toepassingen in de industrie. Zo wordt het in veel legeringen gebruikt, helpt het glas te zuiveren en wordt het gebruikt bij het looien van leer. Autoliefhebbers kennen vast en zeker het proces van ‘verchromen’, metalen omvatten met een dun laagje chroom (er zijn zelfs liedjes over) zodat ze mooi glimmen en beter bestand zijn tegen corrosie (roest). Ook aan roestvrij staal wordt chroom toegevoegd vanwege deze eigenschap.
Driewaardig chroom is voor ons mensen in zeer beperkte hoeveelheden nodig voor de stofwisseling. De gevaarlijke vorm van chroom is Cr6+of hexavalent chroom (zeswaardig chroom).
Naast crocoiet (handen wassen, niet aan kinderen geven en niet in je water doen) bevatten best veel mineralen kleine hoeveelheden chroom. Meestal gelukkig vrijwel ongevaarlijk. Behalve chroom bevat crocoiet ook lood, dat maakt het dus ook een mineraal om voorzichtig mee te zijn.
Lopeziet bevat zeswaardig chroom en wordt helaas nog veel verkocht zonder enige waarschuwing of goede informatie. Natuurlijke lopeziet of kaliumdichromaat zul je niet veel zien in de handel. Maar het bestaat wel. De lopeziet de je wel tegenkomt is geproduceerd door mensen met als grondstof natuurlijk kaliumdichromaatpoeder. De felrode kristallen die het dan vormt zien er heel mooi uit maar zijn behoorlijk gevaarlijk. Het is geclassificeerd als kankerverwekkend. Het lost al op bij lage temperatuur en minimale vochtigheid. Als je zo’n stuk aanpakt met warme handen die wat bezweet zijn loop je al risico. Helaas zie je deze stukken nog regelmatig zonder enige waarschuwing voorbij komen op verkoopsites, beurzen en in winkels. Inademing van het materiaal is gevaarlijk, maar ook contact met huid en ogen. Dit is een mineraal dat je beter kunt vermijden. Dit is een aantrekkelijk mineraal voor kinderen gezien de felrode kleur en glimmende kristallen. Maar absoluut niet geschikt voor kinderhandjes of zelfs grote-mensen-handen.
Kobalt – Co 27
Kobalt is bij de meeste mensen bekend als een kleurpigment. Onder mijnwerkers had het vroeger een erg slechte naam, vooral omdat het vaak werd gevonden in combinatie met arsenicum en toen al bekend was dat het giftig was. De naam komt dan ook van het Duitse Kobold, een boosaardige dwerg waarvan men dacht dat zij dit mineraal in de aarde hadden verstopt. Het is giftig, maar gelukkig komen we het niet heel vaak tegen in mineralen. Bekende mineralen waar dit in voorkomt zijn erythriet en skutterudiet. Beide mineralen bevatten naast kobalt ook arsenicum. De meeste kobalt wordt overigens verkregen als bijproduct van nikkel- en koperwinning.
Kobalt is al sinds de oudheid een element wat zijn nut heeft gehad. De oude Perzen, Grieken, Romeinen en Egyptenaren wisten dat het gebruikt kon worden om glas een kleur te geven. Zelfs tegenwoordig is kobalt glas nog populair. Het geeft een mooie intens blauwe kleur aan glas. Een bekend merk is ‘Bristol blue’ glas. Tegenwoordig wordt het gemaakt met kalium kobalt silicaat en heeft het als naam ‘smalt’.
Ook bij porselein werd het gebruikt als kleurstof door de Chinezen. Dit is het bekende ‘kobaltblauw’. Dit werd verkregen uit skutterudiet. Ook bij het beschilderen van Delfts Blauw werd kobaltoxide verf gebruikt. Kobalthoudende verf is licht giftig wanneer het is gemaakt van smalt, het levert dan vooral een risico in poedervorm vanwege de kans op inademing.
Tegenwoordig is kobalt onmisbaar in onze moderne maatschappij. Het is één van de belangrijkste elementen in batterijen. Het wordt ook wel ‘blauw goud’ genoemd vanwege de belangrijke waarde voor de energietransitie. Het meeste kobalt komt uit Congo (74%), vooral als bijproduct uit kopermijnen. Ongeveer een vijfde van deze mijnen zijn zogenaamde ‘artisanal’ mijnen, kort gezegd grote gaten in de grond waar zonder goede apparatuur en middelen koper en kobalt uit de bodem worden gehaald. Er wordt daar helaas gemijnd onder zeer slechte omstandigheden. In sommige mijnen werken duizenden straatarme mensen, hele gezinnen met kinderen, die met hun blote handen gesteenten vol met ongezonde elementen uit de grond halen.
Kobaltsulfaat is ook korte tijd gebruikt als toevoeging in bier door sommige merken. Dit zorgde ervoor dat het schuim stevig bleef. Dit zorgde voor gezondheidsproblemen bij stevige drinkers.
Vitamine B12 wordt ook wel cobalamine genoemd en bestaat voor een deel uit het element kobalt. Het is dus voor ons in hele kleine dosering belangrijk. Het heeft onder meer invloed op onze stofwisseling, ons zenuwstelsel en de aanmaak van rode bloedcellen. Het kobalt dat je door je eten binnenkrijgt in vitamine B12 is niet te vergelijken met kobalt in een mineraal. In de vitamine is het deel van een zeer complexe structuur en zit het stevig gebonden in een ringstructuur samen met andere stoffen. Kobaltvergiftiging kan voorkomen door onder meer blootstelling aan kobalthoudend stof (pas dus op wanneer je mineralen met kobalt gaat zagen en polijsten) en orale inname.
Kobalt heeft een synthetische radioactieve isotoop, kobalt-60. Deze komt in de natuur niet voor. Het wordt industrieel geproduceerd door de stabiele isotoop kobalt-59 te verrijken met neutronen. Kobalt-60 wordt gebruikt voor diverse industriële toepassingen en in kankertherapie. Het kan ook ontstaan uit verval van ijzer (60Fe), maar dit is in de natuur extreem zeldzaam. Het concept van een kobaltbom, een nucleair wapen dat een fall-out van kobalt-60 zou veroorzaken en zo hele gebieden radioactief kan maken, is vooralsnog een hypothetisch iets. Het is iets wat je nog wel eens in boeken en films tegenkomt. Er is geen bewijs dat zo’n wapen daadwerkelijk bestaat. Er zijn echter wel experimenten geweest met het gebruik van kobalt in nucleaire wapens. Er zijn wel een paar voorvallen geweest waarbij afval met radioactief kobalt tussen oud ijzer is terecht gekomen en zo is gebruikt bij de productie van nieuw metaal. Dit metaal bleek licht radioactief te zijn.
Koper – Cu 29
Koper is een metaal dat in ontzettend veel mineralen aanwezig is. Geliefd zijn onder meer de groene malachiet en de blauwe azuriet. Lang niet al deze kopermineralen zijn gelijk gevaarlijk. Ik noem het hier wel, want het is een heel veel voorkomend element in stenen. Maar bij normaal gebruik is het nagenoeg nooit echt heel gevaarlijk. Het wordt een ander verhaal wanneer je dagelijks een dosis edelsteenwater drinkt gemaakt van kopermineralen, maar hopelijk doet niemand dat. Acute kopervergiftiging is erg zeldzaam. Kopervergiftiging wordt ook wel copperiedus genoemd. Het komt vooral door bij mensen die door een genetische afwijking koper niet kunnen verwerken in hun lichaam. Om ziek te worden van koper moeten mensen die deze afwijking niet hebben echt veel binnenkrijgen gedurende langere tijd. Langdurige blootstelling in hoge mate kan schade aan lever en nieren tot gevolg hebben. Over het algemeen kunnen gezonde mensen een redelijke hoeveelheid koper verwerken in het lichaam en hebben we voldoende manieren om van overtollig koper af te komen. Er zijn ook dit moment wel onderzoeken gaande naar een mogelijk verband tussen kopervergiftiging en Alzheimer.
Koper in water heeft een heel nadelig effect op schelpen en vissen. Vissen hebben veel last van een hoog kopergehalte en kunnen ziek worden en sterven.
Het is dan ook een fabeltje dat malachiet giftig is. Malachiet poeder staat overigens wel geregistreerd als risicoproduct. Je kunt je voorstellen hoe groot mijn verbazing was toen iemand me wees op een dagcrème waarin malachietpoeder gebruikt was. We weten dat de Egyptenaren dit poeder als make-up gebruikten (Udju), bij dagelijks gebruik is dit zeker niet aan te raden. Om even te relativeren… een gewoon stukje malachiet in je hand of aan een ketting is ongevaarlijk.
Koper is al sinds mensenheugenis bekend. Het werd in de oudheid reeds gewonnen om te gebruiken in siervoorwerpen en wapens. De oudste koperen voorwerpen stammen uit het neolithicum. Het was op veel plekken voorhanden en was vrij makkelijk te winnen. De periode waarin veel koper werd gebruikt noemen we ook wel de kopertijd. IJsmummie Ötzi droeg een koperen bijl bij zich. Gemend met tin maakt het brons, dat is waar de bronstijd naar genoemd is. Er geschikt voor allerlei toepassingen en relatief makkelijk te maken.
Chalcanthiet is een kopersulfaat mineraal dat gewoon in de natuur voorkomt. Een mooi, helderblauw kopermineraal. Maar helaas is de meeste chalcanthiet die je in winkels en op beurzen ziet de synthetische, laboratorium-geproduceerde variant. Felblauwe kristallen die na verloop van tijd verbleken naar een fletsere blauwe kleur. Een beetje oefenen leert je al snel natuurlijk van synthetisch te onderscheiden bij dit mineraal, maar de echte weggever is vaak de ‘vindplaats’. Als dit mineraal als vindplaats Polen of Bulgarije heeft, dan moet je er sterk van uit gaan dat dit een labgrown exemplaar is en geen natuurlijk stuk. En bovendien… zowel natuurlijke als synthetische exemplaren zijn niet heel goed voor je gezondheid, liever dus niet te veel aanraken en buiten bereik van kinderen houden. Vanwege hun mooie felblauwe kleur spreken ze juist kinderen erg aan. Opletten geblazen dus. Kan huidirritatie en oogirritatie geven en ook irritatie aan de luchtwegen. In oude scheikunde sets en ‘grow your own crystal’ set wil soms wel felblauw kopersulfaat poeder zitten. In poedervorm is het een stukje gevaarlijker, onder andere omdat het risico op inademing groter is. Eigenlijk is dit niet geschikt voor kinderen, terwijl die sets daar wel voor zijn bedoeld.
Kopersulfaat staat in veel landen geregistreerd als pesticide. Het is zeer schadelijk voor waterleven en wordt soms ingezet om bepaalde bacteriën in water te weren. Dit kan ook nadelige gevolgen hebben voor mensen die dit water als drinkwater gebruiken (mogelijk is dit de reden geweest van een grote epidemie op Palm Island in de jaren ’70). Naast een nadelig effect op bacteriën in water werkt het tegen schimmels, slakken en sommige planten. Wanneer mensen ziek worden door het binnenkrijgen van kopersulfaat in poedervorm zijn de belangrijkste kenmerken misselijkheid, braken en diarree. De diarree en het braaksel zijn dan vaak blauw van kleur.
Kopersulfaat wordt soms in hele kleine hoeveelheden aan wijn toegevoegd om de zwavelsmaak weg te krijgen die ontstaat in het maakproces. Kopersulfaat vermengd met ongebluste kalk staat bekend als ‘Bordeaux mix’ en wordt gebruikt in wijngaarden tegen meeldauw en schimmels.
Arsenicum – As 33
Bij arseen of arsenicum wil ik graag iets uitgebreider stilstaan. Het is een element waar mensen bang voor zijn omdat het heel bekend is als gif. Ook heeft het een ontzettend boeiende geschiedenis. Vandaar dat we hier iets meer aandacht aan gaan besteden en verdelen over meerdere dagen. De meest bekende mineralen met arsenicum zijn waarschijnlijk wel auripigment (orpiment) en realgaar. Ook weten de meeste mensen inmiddels wel dat zogenaamde bumblebee jaspis arsenicum bevat in de vorm van realgaar. Maar wat is arsenicum en hoe giftig is het eigenlijk?
Om maar gelijk wat angst weg te nemen, gevaar op acute vergiftiging is bij de zojuist genoemde mineralen niet van toepassing. Ja, deze zijn giftig, maar acute vergiftiging is hierbij nagenoeg niet mogelijk (tenzij je grote stukken op gaat eten). Hoe het precies zit met de giftigheid van verschillende arsenicumhoudende mineralen vertel ik later.
Hoogstwaarschijnlijk werd arsenicum al ontdekt in de 13e eeuw door Albertus Magnus, maar pas in de 17eeeuw werd beschreven hoe arsenicum geïsoleerd kon worden als element. We maken onderscheid tussen organisch arseen (dat voorkomt in levende wezens, dus ook in ons mensen) en de anorganische vorm (in ertsen, mineralen). Het wordt tegenwoordig gebruikt in de industrie en in heel beperkte mate in de geneeskunde, bij de behandeling van bepaalde vormen van leukemie en syfilis. Helaas zijn er nog steeds landen die arsenicum inzetten als pesticide en bij de behandeling van hout om dit te beschermen tegen dingen als houtworm. Gezien de giftigheid van arsenicum is dit sterk af te raden en is het in veel landen verboden om hout hiermee te behandelen. Heel soms wordt het in legeringen gebruikt.
Arsenicum is niet heel zeldzaam komt bijna overal in de bodem voor. Zo ook in Nederland. Klei en veengrond bevat relatief meer arsenicum dan zandgrond. Kwelwater kan het arsenicumgehalte in de bodem verhogen. Wanneer er grotere concentraties in de bodem zitten kan dit ervoor zorgen dat er te veel arsenicum in grondwater terecht komt en zo arsenicumvergiftiging bij mensen via drinkwater veroorzaakt. Dit is vooral in China, India en Bangladesh een veelvoorkomend probleem. Of doordat bepaalde gewassen die op deze bodem verbouwd worden het arsenicum opnemen. Bij het eten van dit gewas krijg je dit dus binnen. Een heel bekend voorbeeld hiervan is rijst, maar ook bij tabak is dit een probleem. Het gebruik van arsenicum in pesticides heeft dit probleem nog groter gemaakt.
Even weer kijkend naar de situatie in Nederland. We vinden hier vooral hogere concentraties in drinkwater in de kustgebieden, met name Zuid-Holland, de rand van de Veluwe en de Sallandse Heuvelrug. De belangrijkste oorzaak is de oxidatie van pyriet in veen en het oplossen van ijzeroxides. Gelukkig komen deze hoeveelheden niet boven de kritische waarde en hoeven we niet bang te zijn dat we via ons drinkwater te veel arsenicum binnenkrijgen.
Arsenicum wordt gewonnen uit onder andere arsenopyriet, realgaar en auripigment, maar bij veel mijnbouw/metaalwinning is arsenicum in een bijproduct. Dit en het gebruik van andere zware metalen bij mijnbouw zorgt vaak voor sterk vervuilde gebieden rondom metaalmijnen en besmetting van water. Ook het vrijkomen van arsenicumhoudend stof bij deze mijnen is een gevaar. Bij het smelten van bepaalde ertsen komt arsenicum ook vrij als damp. Het komt ook in sommige steenkool in hogere gehaltes voor en komt vrij bij het verbranden ervan.
Arsenicum wordt tegenwoordig gezien als ‘kritisch element’, dat wil zeggen dat het belangrijk is voor onze moderne technologie. We hebben het onder meer nodig voor telecommunicatieapparatuur, munitie, LED’s, batterijen, zonnepanelen en ruimtevaarttechnologie. Peru, China en Marokko zijn belangrijke leveranciers van arsenicum.
Arsenicum: Geschiedenis
Al sinds de klassieke oudheid (en wellicht ook wel daarvoor al) wist men dat arsenicum een ideaal gif was. Het kon nagenoeg niet getraceerd worden, het liet geen zichtbare sporen na. Perfect dus om iemand mee te vergiftigen. En dat is dan ook talloze keren gebeurd. We weten dat een aantal Romeinse keizers (en hun vrouwen, minnaressen, tegenstanders, etc) een voorliefde hadden voor arsenicum. Het verhaal gaat dat Nero zijn stiefbroer Tiberius Claudius Caesar Britannicus uit de weg heeft geruimd met een bord soep waarin hij arsenicum had laten stoppen. De moeder van Nero, Agrippina, had al ervaring opgedaan met dit gif (ze heeft onder meer haar man, keizer Claudius, de vader van Britannicus laten vermoorden), dus zoonlief had dit niet van een vreemde. De soep was natuurlijk eerst aan een voorproever gegeven. Hij gaf aan dat de soep prima was, maar veel te heet voor zijn meester. En daar ging het mis. Nero liet de soep aanlengen met koud water met daarin opgelost arseensulfide. Zo ging de soep naar Britannicus die bij de eerste hap dood neerviel. Aldus de verhalen… Natuurlijk zijn historici hier mee aan de slag gegaan. Bij inname van arsenicum val je niet direct dood neer, je sterft een zeer pijnlijke en langzame dood. Dus ergens in dit verhaal is iets niet helemaal correct. Of er is een ander gif gebruikt, of hij heeft iets langer over zijn doodsstrijd gedaan. We kunnen het helaas niet meer navragen.
Alchemisten waren gefascineerd door arsenicum. Tot aan de middeleeuwen waren de enige bronnen van arseen de bekende mineralen, en dan met name auripigment en realgaar. Deze verstop je niet zomaar even in iemands eten of drinken. Ze schijnen een vrij heftige smaak te hebben in deze vorm (ik heb het niet getest) en zijn moeilijk oplosbaar in water. Een geur- en smaakloze vermomming gaat dus niet op wanneer je het puur van deze stenen moet hebben. Het werd als gif pas echt populair toen het op grote schaal geproduceerd kon worden en makkelijk verkrijgbaar werd in een vorm die wel geur-en smaakloos was en waar op dat moment geen goede test voor was om aan te tonen dat dit als gif gebruikt was. De Arabische alchemist Jabir ibn Hayyan slaagde erin door verhitting en distillatie van arsenicumhoudende mineralen (realgaar en auripigment) een arseenzuur te verkrijgen. Deze vorm van arsenicum (arseen trioxide) is extreem giftig en geur-en smaakloos. Het werd gezien als het perfecte gif. De eerste mensen die hier volop mee aan de slag gingen waren de de Medici’s en de Borgia’s in Italië. In-de-weg-lopers konden vroeg of laat rekenen op een portie vergif. Het was zelfs zo dat de Engelsen hun eigen term bedachten voor het uit de weg ruimen van mensen met vergif, dit werd ‘to be italianated’ genoemd. Pas toen midden 19e eeuw de zogenaamde Marsh test werd ontwikkeld kon men vergiftiging met arsenicum daadwerkelijk aantonen in een lichaam.
Paris green
Het doelbewust gebruiken van arsenicum als vergif is één ding. Erger is het wanneer het aan van alles en nog wat wordt toegevoegd en het je dagelijkse leven binnendringt zonder dat je er erg in hebt. En dat is precies wat er in de 18e en 19e eeuw gebeurde. Het kreeg veel populariteit als pesticide. Het werkte tegen ieder ongewenst beest in huis. Van insecten tot ratten. In een tijd dat rattenplagen aan de orde van de dag waren en huizen vochtig waren en stikten van het ongedierte leek het een goede oplossing om daar arsenicum voer te gebruiken. Daarnaast ontdekte men dat het vermengt met koper een prachtig groene kleur gaf die als verfstof zeer geschikt was. De eerste variant hiervan werd ‘Scheele’s groen’ genoemd, naar de Zweedse apotheker Scheele die dit ontdekt had. Het nadeel van zijn verf was dat het wat geel oogde. Begin 19e eeuw werd dit verbetert en op de markt gebracht onder een heel aantal namen, waarvan we de naam ‘Parijs groen’ of ‘Paris green’ het beste kennen (Veronese groen en Schweinfurter groen zijn andere veelgebruikte namen).
Het werd gebruikt als verf en als pesticide. Alle bekende kunstenaars uit die tijd liepen weg met de prachtige groene kleur, waaronder onze eigen Vincent van Gogh, maar ook impressionisten als Monet vonden het een mooie kleur om mee te werken. De naam dankt het aan het feit dat de stad Parijs dit middel kwistig gebruikte om van de ratten in de riolen van de stad af te komen. Het gebruik van deze groene verf en aanverwante pigmenten werd zo populair dat het overal opdook. Er werd behang van gemaakt, stof mee gekleurd voor kleding, boekenkaften (deze haalden nog niet zo lang geleden het nieuws omdat ze nu uit bibliotheken worden verwijderd), kinderspeelgoed, voedingsmiddelenkleurstof, verf van meubilair, je kunt het zo gek niet bedenken. En alsof dat nog niet genoeg was waren er ook nog overal kwakzalvers die het in medicinale vorm aanboden in ongecontroleerde hoeveelheden.
Wie in de 19e eeuw in een huis van de gegoede burgerij rondliep kon niet ontkomen aan arsenicum. Het was overal. Dit had dan ook zijn weerslag op de gezondheid van de mensen in deze tijd. En het was niet zo dat ze niet wisten dat het giftig was. Het gebruik als pesticide laat dat zien. En ook in die tijd was het vergif-nummer-1 om mensen mee te vermoorden. Vooral in Regency en Victoriaans Engeland was dit overal aanwezig. Zelfs in Buckingham Palace waren de muren bedekt met mooi groen behang. Toen koningin Victoria zich realiseerde wat het echt was en er mensen ziek waren geworden liet ze alle behang weghalen. Het duurde nog tot eind 19e eeuw tot er regels kwamen omtrent het gebruik van arsenicum houdende verf. Het gebruik van Parijs groen als pesticide bleef veel langer bestaan. Tot in de Tweede Wereldoorlog werd het gebruikt om muggen te bestrijden, met name tegen malariamuggen. Hele gebieden werden besproeid en het werd in water gegoten om de beestjes uit te roeien.
En dan de hamvraag… is Napoleon gestorven door arsenicumvergiftiging? Lange tijd ging er een hardnekkig gerucht rond dat Napoleon Bonaparte in zijn verbanningsverblijf op St Helena vergiftigd was met arsenicum. Uit onderzoeken op zijn haren blijkt dat deze inderdaad een hoge concentratie arsenicum bevatten, maar niet hoger dan voordat hij verbannen werd en ook niet hoger dan bij de andere mensen om hem heen, zoals zijn vrouw. Conclusie die daaruit nu getrokken wordt is dat dit arsenicum afkomstig is uit zijn leefomgeving, net als in ieder ander huis in die tijd.
Waar het heel erg mis ging…
Twee voorbeelden uit de geschiedenis waarbij arseenvergiftiging heeft gezorgd voor veel slachtoffers zijn te vinden in Engeland.
In 1858 kwamen er 21 mensen om het leven doordat ze snoepjes hadden gegeten met arsenicum. Een nog groter aantal werd ziek. De maker van de snoepjes was nogal gierig. Omdat suiker duur was verving hij vaak de helft van de suiker met gipspoeder.
Door een slordige fout bij de apotheker waar hij zijn grondstoffen inkocht vermengde hij die noodlottige keer de suiker niet met gips, maar met een zak arseentrioxide die op het oog leek op het gipspoeder. De snoepmaker werd ziek tijdens het maken, maar legde geen link met de ingrediënten van het snoep. Het viel wel op dat de snoepjes er toch iets anders uitzagen dan gewoonlijk. Maar hij verkocht tot zijn waar door aan de snoepwinkel in de buurt. Ook deze man merkte wel op dat de snoepjes anders waren. Hij werd zelfs ziek van een snoepje dat hij geproefd had. Maar toch verkocht hij een groot aantal zakken arseenhoudend snoep bij zijn kraam. Veel mensen werden ziek, 21 stierven. Al snel werd duidelijk wat de oorzaak was en alle betrokkenen moesten zich verantwoorden voor de rechtbank.
In 1900 werden in Manchester opvallend veel mensen ziek die bier hadden gedronken. Niet direct, het duurde vrij lang voordat de artsen in de gaten hadden dat mensen niet ziek werden van overmatig alcoholgebruik, maar symptomen vertoonden van chronische arseenvergiftiging. Onderzoek leidde de autoriteiten naar de leverancier van invertsuiker. Omdat mout duur was besloten een aantal bierbrouwerijen hun goede kwaliteit mout te vervangen met lagere kwaliteit aangevuld met suiker. Echte suiker was ook te duur, daarom gebruikte men invertsuiker die verkregen was uit de omzetting van zetmeel. Voor de productie van deze ‘suiker’ gebruikte men in die tijd zwavelzuur verkregen uit geoxideerde pyriet. Alleen wist men niet dat pyriet soms arseen in het kristalrooster heeft als ‘vervuiling’. Deze arseen kwam in het mout en dus in het bier terecht en zorgde er voor dat zo’n 6000 mensen ziek werden, waarvan geschat wordt dat 70 mensen zijn overleden.
Arseentrioxide werd onder meer geproduceerd in zogenaamde arsenicum labyrint, een goed bewaard exemplaar staat bij de Botallack mijn in Cornwall. Het is gebouwd in 1906. In de mijn werd tin gewonnen. Om het tin uit het erts te halen moest het sterk verhit worden. Bij dit proces kwam zwavel en arsenicumdamp vrij. Deze damp werd opgevangen en door het labyrint geleid. Bij het afkoelen van de damp sloeg arseenpoeder neer op de muren van het afgesloten labyrint. Mijnwerkers gingen naar binnen en schraapten dit witte poeder, zeer giftig arseentrioxide, van de muren af. Dit met maar erg weinig bescherming. Even voor jullie idee, minder dan een gram van dit spul was genoeg om een volwassen man te doden. Het arsenicum dat hier gewonnen werd was de grondstof voor het eerder besproken pesticide.
Arsenicum als medicijn
Ondanks alle nare eigenschappen is arsenicum toch ook al eeuwenlang bekend als medicijn. Zo kennen we onder andere de verhalen over ‘arseeneters’ in Oostenrijk, mensen die langzaam opgebouwd dagelijks arsenicum aten en geloofden dat het ze beschermde (dit verhaal wordt door menig wetenschapper in twijfel getrokken). We weten dat mensen in de Middeleeuwen amuletten met daarin auripigment en realgaar droegen als bescherming tegen de pest. Er bestond jarenlang een beroemd tonicum dat zou beschermen tegen allerlei ziektes, de Fowler Solution. Zelfs Charles Darwin nam op een zeker moment in zijn leven medicatie met arsenicum in de hoop een oplossing te vinden voor zijn vele gezondheidsklachten.
Waar het voorschrijven van dit middel tot een jaar of 100 geleden een soort Russische roulette was en je nooit wist of je nu ziek was van de kwaal of het medicijn is dat inmiddels wel anders. De huidige medische wetenschap weet nu dat het bijvoorbeeld erg goed werkt tegen bepaalde vormen van leukemie. Met de toenemende antibiotica resistentie ziet de wetenschap ook daar een rol voor arsenicum in medicatie weggelegd. In sommige Oosterse geneeswijzen wordt het nog steeds gebruikt. Daar gebeurt dit niet altijd even verantwoord (zo kun je schijnbaar in China op iedere straathoek pillen kopen met auripigment, realgaar en arsenoliet (arseentrioxide), maar lang niet alle gebruik in alternatieve geneeswijzen is op die manier. Ook daar ligt bij de juiste stromingen wetenschappelijk onderzoek aan de basis van de remedie.
Arsenicumhoudende mineralen
Er zijn best veel mineralen die arsenicum bevatten. Momenteel bevat mindat 754 geldige mineralen die dit element in meer of mindere mate bevatten. Te veel om hier allemaal op te noemen dus. Gelukkig zijn ze lang niet allemaal gevaarlijk. Maar het blijft een giftig element, dus wanneer een mineraal arsenicum bevat is het advies om je handen te wassen na aanraking en het uit de buurt te houden van kinderen en huisdieren. Wellicht overbodig, maar ik benoem het toch nog een keer. Arsenicumhoudende mineralen zijn niet geschikt om in drinkwater te leggen (edelsteenwater) en ook niet om veel in de handen te houden of mee te knuffelen.
De mate van giftigheid hangt af van onder andere:
– Het type arsenicum verbinding (arseen trioxide in arsenoliet is veel gevaarlijker dan arseensulfide in auripigment)
– De oplosbaarheid van het mineraal
– De hoeveelheid arsenicum
In de chemische formule van een mineraal is de aanwezigheid van arsenicum aangegeven met As.
De bekendste arsenicum mineralen zijn realgaar en auripigment (je komt ook vaak de Engelse naam orpiment tegen). Deze twee mineralen zijn al eeuwenlang in gebruik als pigment om verf mee te maken. Het spreekt voor zich dat deze verf niet goed is voor de gezondheid van de mensen die er mee werkten. De Egyptenaren vermaalden auripigment om als make-up te gebruiken. Ook niet heel verstandig natuurlijk. De naam auipigment komt van aurus, goud, en pigment. Dit omdat de gele kleur aan goud doet denken.
Het zijn twee mineralen die chemisch dicht bij elkaar liggen. Beide vormen ook onder vrijwel dezelfde omstandigheden, hydrothermaal. Het zijn beide arseensulfiden, dus een combinatie van arsenicum met zwavel. Zwavelverbindingen zijn over het algemeen vrij sterk en dat maakt dat deze twee mineralen niet zo extreem giftig zijn, ondanks hun niet zo gezellig klinkende bestanddelen. Ze zijn erg zacht en breken makkelijk. Toch zijn ze beide niet goed oplosbaar in water, tenzij je er een zuur aan toevoegt. Auripugment is goudgeel tot oranje en realgaar is oranje-rood. Wanneer realgaar geel wordt en verpulverd is dat een teken dat het vervalt naar parealgaar. Bijna iedere realgaar die wordt blootgesteld aan licht ontkomt hier niet aan. Wil je je realgaar specimen goedhouden is het zaak deze niet te veel in het licht te zetten.
Heb je deze twee mineralen in je verzameling, dan bewaar je ze het beste in een afgesloten doosje buiten bereik van kinderen en huisdieren. Als je ze aan hebt geraakt is het raadzaam om je handen goed te wassen.
Bumblebee ‘jaspis’
Uit Indonesië komt een wit-geel-grijs gesteente dat bestaat uit calciet, realgaar en pyriet. Het wordt verkocht onder de naam bumblebee jaspis, hommel jaspis. Soms ook als eclipse stone.
De term ‘jaspis’ is hier onterecht. Het gaat niet om een kwartshoudend gesteente, maar om een calciet. Deze is aanzienlijk zachter en gevoeliger voor inwerking van zuur. Dit maakt bumblebee ‘jaspis’ een relatief zachte en kwetsbare steen. De aanwezigheid van realgaar maakt de steen nog zachter. Soms wordt beweerd dat de gele kleur in dit gesteente afkomstig is van zwavel, maar dat is onjuist. Wanneer je deze steen wilt gebruiken of dragen is het dus goed om te weten dat het hier om een arsenicumhoudend gesteente gaat.
Ook in bumblebee ‘jaspis’ is de realgaar onderhevig aan verval, zie foto hieronder.
Sinds kort is er een nieuwe arseenhoudende steen op de markt. Deze wordt aangeboden als ‘Chinese bumblebee jaspis’ of ‘Orpiment healing stone’. Het gaat hier om een combinatiesteen waarin auripigment, (par)realgaar, galeniet en epidoot zitten. Arseen-en loodhoudend dus en niet gezond. Deze steen wordt vooral als torens, bollen of andere geslepen vormen verkocht. Het is een heel zacht gesteente en brokkelt makkelijk af.
Antimoon – Sb 51
Het element antimoon kennen we vooral in de vorm van het mineraal stibniet of antimoniet. In het verleden was dit in vermalen vorm populair als medicijn tegen braken en als zwart poeder in make-up. Antimoon is een erg giftig element. Ondanks dat de binding met zwavel in stibniet een vrij stabiele is, moet men toch oppassen met dit mineraal en zich realiseren dat het een giftig element bevat.
Kwik – Hg 80
Ik heb als kind gefascineerd zitten kijken naar die zilveren druppels die uit een kapotte thermometer waren gevallen en over de vloer leken te dansen. Kwik is een metaal dan bij kamertemperatuur in zuivere vorm vloeibaar is. In de chemie wordt de aanduiding Hg gebruikt. Als je die letters in de chemische formule van je steen ziet staan, dan weet je dat je voorzichtig moet zijn. In de natuur komt kwik voor als het mineraal cinnaber. Mooie rode kristalletjes. Dit wordt ook gebruikt om kwik uit te winnen voor ons gebruik. Maar kwik is heel erg giftig. Het kan in vloeibare kwikvorm door de huid worden opgenomen. Pas dus met cinnaber mineralen erg goed op. In principe kan de kristalvorm van cinnaber niet zo maar door de huid worden opgenomen, maar massief en vergruisd materiaal kan wel risicovol zijn. Bewaar ze op een veilige manier. Onnodig tet zeggen hoop ik dat dit geen mineralen zijn om aan kinderen te geven.
Thallium – Tl 81
Thallium is een zeer giftig element. Gelukkig komt het niet heel veel voor in mineralen. Bekende thallium mineralen zijn lorandiet, hutchinsoniet en crooksiet. Deze mineralen moeten zorgvuldig behandeld en goed opgeborgen worden.
Lood – Pb 82
Lood is een ander zwaar metaal waar toch enige voorzichtigheid bij geboden is. Het is niet zo gevaarlijk als bijvoorbeeld arseen, maar langdurige blootstelling aan lood is erg schadelijk. Lood zit bijvoorbeeld in galena/galeniet (loodglans), cerussiet en anglesiet. Na aanraken handen wassen is voldoende. Het is misschien overbodig, maar van deze mineralen mag je geen edelsteenwater maken.
Een Duits onderzoek toonde onlangs aan dat ook amazoniet in een licht zure oplossing een te grote hoeveelheid lood afgeeft. Dit impliceert volgens de onderzoekers dat dit ook zou kunnen gebeuren wanneer de steen wat langer in drinkwater ligt!
Niet alle zware metalen staan in dit lijstje. Dat is enerzijds omdat sommige erg zeldzaam zijn en de kans dat je ze tegenkomt in een mineraal erg klein is. Anderzijds omdat deze op de manier waarop ze voorkomen in mineralen ongevaarlijk is. Zo is het element barium zeer giftig, maar in bariet is het volkomen ongevaarlijk. Cadmium is een giftig element, maar de kans dat je een mineraal in je verzameling hebt waar dit inzit is erg klein (sfaleriet is een bron van cadmium omdat het daar als verontreiniging in voorkomt, maar daarin is het ongevaarlijk bij normaal handelen). Mangaan is een zwaar metaal, maar de giftigheid ervan valt mee, vooral in vaste vorm, dus in mineralen. In poedervorm is het wel gevaarlijk overigens.
Puffins and Pies 