اگر گربه یا سگی دارید که دوست دارد زیر عرشه پنهان شود یا کودکانی دارید که با تجهیزات ساخته شده با چوب تحت فشار بازی می کنند، خوشحال خواهید شد که این شیمیدان تحلیلی جولیان تایسون و همکارانش در دانشگاه را بشنوید. ماساچوست آمهرست اخیرا اولین آزمایش دقیق برای ترکیبات آرسنیک در خاک را توسعه داده است که نویدبخش ارزیابی اثرات زیست محیطی و سلامتی به طور قابل توجهی است. این روش برای تشخیص سطوح بالای آرسنیک طبیعی در برنج آسیایی نیز نویدبخش است.
در آمریکای شمالی، آرسنیک بیشتر در زیر عرشه‌ها و سازه‌های نزدیک مانند زمین‌های بازی ساخته شده از چوب تحت فشار، که با فلزات سنگین آغشته شده است، یافت می‌شود.کروم، مس و آرسنیک فشرده شده چوب را در برابر آب و هوا مقاوم و بادوام می کند، اما به آرامی به محیط، عمدتاً خاک، نفوذ می کند. به گفته تایسون و خالد العساف، یکی از نویسندگان دانشجوی فارغ التحصیل او، خالد العساف، ارزیابی تأثیر بالقوه سلامتی که برخی آن را «بمب ساعتی زیست‌محیطی» می‌نامند، تا به حال دشوار بوده است، زیرا ترکیبات کلیدی آرسنیک می‌چسبند. آنقدر محکم به اکسیدهای آهن که نمی‌توان آنها را جدا کرد و اندازه‌گیری کرد.
تایسون توضیح می دهد: «بسیار سخت است که بدانیم آیا این منبع آلودگی در حال باقی ماندن، تبخیر در هوا یا ورود به آب های زیرزمینی است. چندین آزمایشگاه مدت‌هاست که به دنبال آزمایش خاک برای آرسنیک بوده‌اند، اما تیم تحقیقاتی او اولین کسی است که روشی را برای جداسازی تمام ترکیبات مورد نظر، از جمله گونه‌های تک و دی متیله در خاک و اندازه‌گیری دقیق آنها ایجاد کرده است.
مقاله آنها که تکنیک جدید را توصیف می کند، جلد چهارم آوریل مجله طیف سنجی اتمی تحلیلی است که توسط انجمن سلطنتی شیمی بریتانیا منتشر شده و اکنون به صورت آنلاین در دسترس است.با روش جدید، شیمیدانان اکنون می توانند به سوالاتی در مورد اینکه آیا ترکیبات آرسنیک وارد منابع آب آشامیدنی می شوند، توسط گیاهان جذب می شوند و اینکه آیا باکتری های خاک در تولید ترکیبات متیله دخیل هستند، پاسخ دهند..
قبلاً شناخته شده است که کودکانی که وسایل بازی چوبی تحت فشار را لمس می کنند و سپس دستان خود را در دهان می گذارند به راحتی آرسنیک را بلعیده می شود و در حیوانات خانگی که زیر عرشه های چوبی تحت فشار وارد خاک می شوند به خانه ها آورده می شود. تایسون می‌گوید تلاش‌های قبلی برای ردیابی حرکت آرسنیک در محیط با نمونه‌برداری از ناخن‌های سگ، قطعی نبودند.
شیمیدان اضافه می کند که چون برخی از باکتری ها در خاک قادر به تبدیل آرسنیک به فرآورده های فرار هستند و اکسیدهای آهن می توانند آن را محکم ببندند، باقیمانده در خاک ممکن است خیلی دور سفر نکند، بنابراین «احتمالاً نباید این کار را انجام دهیم. بی جهت هشدار داد با این حال، برای محتاط بودن، نمی‌خواهید بچه‌ها آن را بخورند. روش جدید ما به تعیین مقدار موجود زیستی در نزدیکی این منابع کمک خواهد کرد."
روش جدید از دانشمندان می خواهد که ترکیبات آرسنیک را با هیدروکسید سدیم و اسید فسفریک استخراج کنند، آنها را با کروماتوگرافی جدا کنند، آنها را به هیدریدهای فرار تبدیل کنند و آنها را با نور ساطع شده از پلاسمای جفت القایی با دمای بالا (اتمی) اندازه گیری کنند. طیف‌سنجی انتشار).
آرسنیک در غلظت های بالایی در کود مرغی مزارع کارخانه یافت می شود. جالب اینجاست که یکی دیگر از منابع آرسنیک خاک سطحی در ایالات متحده، گورستان های دوران جنگ داخلی است. در آن زمان، تلفات زیادی ممکن بود در مدت کوتاهی رخ دهد که اجساد باید منتظر دفن باشند. در این میان، اجساد در مایع مومیایی‌کننده مملو از آرسنیک نگهداری می‌شد تا زمانی که بتوان گورهای فردی را حفر کرد. به‌طور کلی، شواهد کمی وجود دارد که نشان دهد آرسنیک سطحی به آب‌های زیرزمینی ما ختم می‌شود، اما تایسون اضافه می‌کند که «هیئت منصفه هنوز در این مورد خارج است».
به گفته این شیمیدان، در سایر نقاط جهان، به ویژه آسیای جنوب شرقی، سطوح بالای آرسنیک به طور طبیعی در خاک و آب‌های زیرزمینی وجود دارد.متأسفانه، از آنجایی که برنج یک گونه گیاهی "انباشته کننده" است، میلیون ها نفر در بنگلادش، چین و هند با خطر آلودگی سمی در مواد غذایی خود مواجه هستند. او می‌گوید روش تایسون و همکارانش برای جداسازی ترکیبات آرسنیک از خاک ممکن است برای تعیین غلظت آرسنیک در دسته‌های برنج برای بهبود ایمنی مواد غذایی سازگار باشد.
بعلاوه، به‌عنوان یکی از گروه‌های تحقیقاتی پیشرو در جهان با تخصص در آرسنیک و همچنین در زمینه سلنیوم معدنی، تیم شیمی تحلیلی UMass Amherst تایسون در حال همکاری با محققان در بنگلادش برای بررسی شواهد اولیه مبنی بر اینکه این ماده معدنی ممکن است مسمومیت با آرسنیک را کاهش دهد، در حال همکاری است. اگر به عنوان مکمل غذایی مصرف شود، جمعیت های در معرض خطر.
در UMass Amherst، تایسون "پروژه آرسنیک" را اجرا می کند که در آن دانشجویان سال اول لیسانس یک تجربه تحقیقاتی اولیه و معتبر با برخی از جنبه های شیمی زیست محیطی و تحلیلی آرسنیک به دست می آورند. او می‌گوید در اینجا «آنها می‌بینند که علم واقعاً چگونه انجام می‌شود».این شیمیدان امیدوار است که دانش‌آموزان مطالعه خود را آنقدر هیجان‌انگیز بیابند که «میل شوند»، به دنبال تجربیات تحقیقاتی بیشتر در مقطع کارشناسی باشند و به طور جدی تحصیلات تکمیلی را در نظر بگیرند.
