Dødeligt indeklima

Publiceret Januar 2005

"Dårligt indeklima" får os til at tænke på tørre øjne, kløende næse og træthed. Tænk igen - dårligt indeklima kan medføre døden? Den amerikanske efterretningstjeneste var i højeste beredskab i 1954. En amerikansk ambassadør var blevet forgiftet på fremmed jord. Missionen var klar - ryk til ambassadørens 1600-tals villa i Rom og find den skyldige - og gør det diskret. Et fejltrin på den diplomatiske scene kunne få skæbnesvangre konsekvenser for den skrøbelige fred i efterkrigstidens Europa.

"Giftrummet" på Gammel Estrup
Figur 1. "Giftrummet" på Gammel Estrup, Jyllands Herregårdsmuseum. Den omfattende renovering af Gammel Estrup inkluderede også tapetet, der hang i laser, og satte Nationalmuseets papirkonservatorer, "Tapettigrene" på overarbejde. I et af herregårdens rum hang et irgrønt tapet fra ca. 1820. Tapetet havde givet navn til rummet, der gik under betegnelsen Giftrummet eller Arsenikrummet. Det var selvklart nødvendigt at analysere tapetets kemiske sammensætning, inden konservatorerne blev sluppet løs. Analysen viste at tapetet indeholdt en arsenforbindelse. konservatorerne måtte derfor udstyres med iltmasker og beskyttende overtræksdragter under arbejdet. I dag er tapetet helt og et levende eksempel på moden med at fremstille tapeter og stoffer ved hjælp af arsenik. (Andersen, 2004). Fotografiet er venligst udlånt af Gammel Estrup, Jyllands Herregårdsmuseum (http://www.gammelestrup.dk).

Clare Booth Luce (1903-1987) startede som amerikansk ambassadør i Italien i april 1953. Hun bevægede sig hjemmevant i de højeste sociale lag og havde skrevet flere skuespil. Hendes erfaring med medier og politik var stor - tidligere havde hun været korrespondent for Life Magazine, redaktør af Vanity Fair og medlem af den amerikanske kongres. Erfaringen til trods, virkede ansvaret som ambassadør tyngende. Hun skrantede - klagede over træthed, ondt i maven, kvalme, hårtab og nervøsitet. Hendes helbred blev betydeligt bedre efter et månedlangt ophold i hjemlandet, men tilbage i Rom vendte symptomerne tilbage. Clare tilbragte mere og mere tid i sengen, dog uden at finde lindring. Ved årsskiftet i 1954 udtrykte en læge for første gang mistanke om forgiftning. Clare nævnte mistanken til en bekendt i CIA, og blodprøver blev sendt til USA for analyse. Prøverne blev sendt i falsk navn. Hvis attentatets ophavsmand var italiener, kunne de diplomatiske forbindelser mellem USA og Italien lide varig skade. Var gerningsmanden kommunist, risikerede koldkrigstidens skrøbelige balance, mellem øst og vest, at vælte. Analysen gav klar besked - Clare var offer for arsen(ik)forgiftning. Hun havde dagligt indtaget små, ikke-dødelige doser af arsen over en længere periode og havde akkumuleret så meget arsen i kroppen, at det var et spørgsmål om tid, før hun var afgået ved døden. Alle på ambassaden, også Clares mand, var under mistanke, og en undersøgelse blev iværksat. To CIA-mænd observerede alle daglige rutiner, fra madlavning til rengøring, under dække af en forestående ombygning af Villa Taverna, 1600-tals villaen, der den dag i dag er residens for amerikanske ambassadører i Rom. Men - der var intet mistænkeligt at rapportere. En morgen noterede en af CIA-mændene at der lå hvidt støv overalt i Clares yndlingsopholdsrum, det skønne, højloftede soveværelse med den ekstravagante rosenbesatte stuk. Agenten irriteredes over den mangelfulde rengøring - indtil stuepigen kom og støvede af - som hun gjorde hver morgen. En støvprøve blev analyseret - og mysteriet var løst. Det hvide støv stammede fra gammel arsenholdig maling på rosenloftet. Rystelser fra færden i lokalet ovenover soveværelset fik flager af maling til at dale ned - i sengetøjet, i morgenkaffen, på maden og i kosmetikken. Det var intet under, at ambassadørens helbred blev bedre, når hun var på visit i sit hjemland og undgik den daglige dosis gift i morgenkaffen! Historien er altså en sandfærdig beretning om et politisk attentat, hvis gerningsmand var loftsmaling og støvletramp (Anonymous, 1956; Shadegg, 1973).

Traditionen med at benytte arsenikholdig maling stammer fra viktoriatidens Europa. Da var grøn maling umådeligt populært, når familiens hjem skulle indrettes. Scheelegrøn og Schweinfurtergrøn (også kaldet Paris-, Wien- eller smaragdgrøn) blev efter sigende brugt "i de fleste beboelseshuse, fra paladset til arbejdsmandens hytte", som maling på væggene eller trykt i mønster på tapetet. Efterhånden som årene gik, stod to ting imidlertid klart. 1) Luften i nogle af de rum, der var malet med de smukke grønne farver, lugtede af hvidløg. 2) Folk der opholdt sig i disse rum blev syge og døde.

Det var selvfølgelig indholdet af arsenik, der gjorde disse grønne farver livsfarlige. Scheelegrøn blev opdaget af svenskeren Scheele i 1770. Malingen fik den grønne farve fra kobber-arsenit (CuHAsO3), og blev fremstillet kommercielt fra starten af 1800-tallet. Pigmentet blev fremstillet ved at opløse kobberacetat i eddike under opvarmning, for så at tilsætte en vandig opløsning af arsenik. Resultatet blev en snusket-grøn suppe. Farven blev klaret ved at tilsætte mere eddike, så partiklerne blev opløst, Når opløsningen blev varmet op til kogepunktet, blev der danne et klart blågrønt sediment. Farvekornene blev blandet med linolie - og kunne påføres hjemmets vægge eller anvendes ved fremstilling af tapet (figur 1). (Bartrip, 1994).

Challenger-mekanismen for omdannelse af arsenat til trimethylarsin
Figur 2. Challenger-mekanismen for omdannelse af arsenat til trimethylarsin. (A) arsenat; (B) arsenit; (C) methylarsonat; (D) methylarsonit; (E) dimethylarsinit; (F) dimethyarsinit; (G) trimethyarsinoxid; (H) trimethylarsin. De øverste strukturer viser As(V) intermediære. De lodrette pils indikerer reduktion til As(III) intermediære (nederste strukturer), og de skrå pils viser methyleringen, der foregår via S-adenosylmethionin (SAM). (Bentley and Chasteen, 2002b).

Det er ikke nødvendigvis problematisk at have arsenik på væggene eller i loftet. Malingen kan selvfølgelig skalle af og havne i maden, som det skete for Clare Booth Luce, men ellers skulle problemet være til at overse - den grønne linolieblanding er ikke en flygtig forbindelse, der damper fra væggene ud i rummet. Dét var det underlige - selvom den grønne maling var dækket af et nyt lag tapet eller var malet over blev folk stadig forgiftede. Gosio, en italiensk kemiker, fandt ud af at dødsfaldene i de hvidløgslugtende rum skyldtes gasforgiftning. Han viste at det var en skimmelsvamp i det arsenikholdige tapet, som frigav den hvidløgslugtende gas. Når mus blev udsat for denne gas, døde de. Gosio fik aldrig opklaret gassens kemiske sammensætning, men han fik gassen opkaldt efter sig. Gosio-gas er vistnok den eneste gas, der er opkaldt efter sin "opfinder". Gassen blev først identificeret som trimethylarsin i 1945, af kemikeren Challenger. Mekanismen for omdannelse af arsenat til trimethylarsin kaldes stadig Challenger-mekanismen (figur 2). Synderen bag den hvidløgsduftende Gosio-gas er en almindeligt forekommende skimmelsvamp, Scopulariopsis brevicaulis (figur 3). Skimmelsvampen trives under fugtige forhold, hvor den gladelig nedbryder stivelsen i tapeter. Arsenikken skiller svampen sig så af med i den hvidløgsduftende gas (Bentley and Chasteen, 2002b).

Skimmelsvampen Scopulariopsis brevicaulis
Figur 3. Skimmelsvampen Scopulariopsis
brevicaulis (Billedet er venligst udlånt af
Dr. R. A. Samson, Centraalbureau voor
Schimmelcultures, Utrecht, Holland,
http://www.cbs.knaw.nl).

Symptomer

Gassen, dvs. trimethylarsin, er ikke til at spøge med. Hvis koncentrationen i luft er høj nok til at den menneskelige lugtesans registrerer hvidløgslugten (0,5 ppm), så er det allerede sundhedsskadeligt at opholde sig i rummet. Udsættelse for så lidt som 10 ppm har resulteret i delirium, koma og død. Lavere koncentrationer medfører generel svækkelse, træthed, hårtab, nedsat appetit og vægttab, altså de samme symptomer som Clare Booth Luce udviste (Goyer, 1986).

Arsen kan måles i negle og hår, og arsen virker toksisk for huden. Længere tids udsættelse medfører et karakteristisk regndråbe-pigmentmønster. Arsen kan desuden give kræft, hyppigst hudkræft, og noget tyder på at arsen optræder som co-carcinogen sammen med solens UV-stråler. Andre kræftformer omfatter lunge-, blære- og nyrekræft. Der kan desuden optræde skader i det perifere nervesystem og mild demens. Akut arsenforgiftning viser sig ved mavesmerter, opkastning og kraftig diarré efterfulgt af akut nyresvigt. Akutte arsenforgiftning ligner symptomerne efter forgiftning med alkaloidet kolkicin, der stammer fra planten høsttidløs (nøgenjomfru, Colchicum autumnale). Planten har derfor fået tilnavnet vegetabilsk arsenik. Mekanismen bag giftvirkningen er dog meget forskellig fra arsenik (figur 4).

Colchicum autumnale (høsttidløs, nøgenjomfru)
Figur 4. Colchicum autumnale (høsttidløs, nøgenjomfru). Hører til liljefamilien. Om foråret står høsttidløs med 15-30 cm høje, blanke lancetformede blade, der efterhånden visner. Først i september-oktober kommer blomsten, med10-25 cm høje lysviolette-rosa blomster. Planten er da let at kende - kun blomsten er over jorden, da de grønne blade allerede er gået til grunde. Nøgenjomfru er sjælden i den danske natur, men er en yndet haveplante. Planten er meget giftig p.g.a. indholdet af stoffet kolkicin, der benyttes i studier af celledeling. Det bindes til cellernes tubulinmolekyler og forhindrer samlingen af microtubuli, så de mitotiske tentråde (mitotic spindle) forsvinder. Det blokerer celledelingen i metafasen. Giftvirkningen er altså helt anderledes end arsens, selvom symptomerne minder om hinanden. ((Mossberg and Stenberg, 1994), Biokemisk Leksikon på www.biosite.dk, Ill. fra (Reimers, 1966))

Trivalente arsenforbindelser som arsenik kan bindes til binding til enzymers sulfhydrylgrupper og hæmmer derved vigtige enzymatiske reaktionsveje som glykolyse og trikarboxylsyrecyklus. En dosis på 100-200 mg arsenik er dødelig for mennesker. Arsen kan optages gennem lungerne og fra mave-tarmkanalen. Stoffet findes først i lever og nyrer, men efter et døgn er koncentrationerne højest i hud, hår og negle. Kroppen afgifter typisk uorganisk arsen ved methylering, og 60-70% af indtaget dosis udskilles gennem urinen i løbet af de første 48 timer (Hindmarsh, 2000).

Naturligt forekommende arsen

Giftigheden af arsenik og arsentrioxid skyldes grundstoffet arsen (figur 5), der er det 20. hyppigste grundstof på jordens overflade. Arsen findes i jord, klipper, vand og luft. Derfor er der lave koncentrationer af arsen i alle planter og dyr. Under naturlige forhold udgør arsen kun en minimal trussel for mennesker. Jord og overfladevand er "selvrensende" - både organisk og uorganisk arsen (herunder arsenik) reagerer med jern og lerpartikler i jord, med dannelse af uopløselige, stabile komplekser (Hindmarsh, 2000). Arsenforgiftning finder dog sted hver dag i stor skala i fx Bangladesh og Vietnam. Det sker fra visse vandboringer, der er lavet for at udvinde mikrobiologisk sikkert drikkevand. Forvitring af arsenholdige mineraler fra sedimentet kan medføre, at der mobiliseres arsen til grundvandet (Christophersen, 2002). Der er anslået flere end 9000 arsenrelaterede dødsfald i Bangladesh årligt, og arsenrelateret sygdom udgør en halv procent af landets samlede sygdomsbelastning (Lokuge et al., 2004).

Giftigt rænkespil

Arsenik og (forsætlig) forgiftning hører sammen som hånd og handske (figur 6). Den mest benyttede forbindelse er arsentrioxid - på dansk arsenik. Arsenik benyttedes hyppigt til giftmord i "gamle dage", men de retsmedicinske detaljer er sparsomme. I 1752 blev Mary Blandy sigtet for at have forgivet sin far med arsenik. Hendes (iøvrigt til anden side gifte) kæreste havde sendt det hvide pulver til hende med besked om at det ville få hendes fader til at acceptere kærlighedsforholdet. Mary var muligvis uvidende om at pulveret var arsenik - og om at kæresten var ude på at få fingre i hendes arv. Retssagen mod Mary Blandy er den første retssag, hvor der føres overbevisende videnskabelige beviser for forsætlig arsenikforgiftning. Mary Blandy blev dømt til døden ved hængning for sin udåd. Manglen på beviser til trods, antages arsenik at have været overordentligt populært i den fremtrædende italienske Borgia-familie og ved solkongens hof i Frankrig. Arsenik nød derfor tilnavnet "the powder of succession", fordi det var så bekvemt et middel til at reducere antallet af foranstående i tronfølgen (Watson, 2004).

Grundstoffet arsen (As)
Figur 5. Arsen og lidt om sprogforvirring. Grundstoffet arsen (As). As findes i det periodiske system i gruppe 5b sammen med kvælstof, fosfor, antimon og bismuth. As eksisterer i tre oksidationstrin: 0 (elementært), trivalent (-3 eller + 3) og pentavalent (+5). Sprogforvirring: Englænderne kalder grundstoffet arsen for Arsenic. På dansk betegner arsenik den kemiske forbindelse arsentrioxid (AsO3), der på engelsk kaldes white arsenic. Andre danske synonymer for arsenik/arsentrioxid er: giftmel, rottekrudt og arsensyrlinganhydrid (Biokemisk Leksikon på www.biosite.dk).

Nutidens videnskabsfolk begiver sig gerne ud på undersøgelser af mistænkelige historiske dødsfald. Årsagen til Napoleons død har været diskuteret siden første halvdel af 1800-tallet. Bølgerne går højt, når estimerede forskere i Nature og New Scientist diskuterer, hvordan Napoleon kom af dage. Nogle mener at mavekræft befordrede søheltens sidste rejse, mens andre videnskabsfolk er sikre på at han blev forgiftet med arsenik. Sidstnævnte skyldes at der (posthumt) er målt høje koncentrationer af arsen i hår fra Napoleon. Forgiftningen behøver ikke at være forsætlig. Væggene i Napoleons hus på Sct. Helene var dekoreret med smukke grønmønstrede tapeter, og Sct. Helenes fugtige klima giver ideelle vækstforhold for Scopulariopsis brevicaulis… (Bentley and Chasteen, 2002a; Watson, 2004).

Arsen i arbejdsmiljøet

Brugen af arsen(ik) er faldet væsentligt siden 1800-tallets orgie af arsenikbaserede farvestoffer (ramme 1), men arsen(ik) finder stadig anvendelse indenfor en række områder - og optræder stadig i arbejdsmiljøet. Arsen(ik) frigives ved raffinering af ikke-jernholdige metaller som guld, kobber og bly ædelmetaller, og optræder derfor ved minedrift og metallurgiske processer (Christophersen, 2002). Arsen indgår i desuden i vækstfremmere til fjerkræ i visse dele af USA, hvor arsen også benyttes til træbeskyttelse (16.000 tons årligt), i visse pesticider og ved produktion af glas (900 tons årligt). Arsen indgår desuden i flere ikke-jernholdige legeringer, der benyttes ved fremstilling af halvledere. Voksende krystaller af fx germanium og silicium dopes med arsen, i form af den giftige gas arsin (AsH3). Galliumarsenid (GaAs) og indiumarsenid (InAs) indgår i produktionen af dioder, lasere og transistorer. Der er altså grund til at antage, at arsen også er at finde i fremtidens arbejdsmiljø (Bentley and Chasteen, 2002a).

Ramme 1. Historien om det violette pudder
Arsenikholdige pigmenter blev brugt allesteds i viktoriatiden – i papir til indpakning af fødevarer, til maling af trælegetøj til børn og indfarvning af stof. En af periodens værste sager involverede flere end 13 børnedødsfald, der ikke umiddelbart kunne forklares. Sagen blev opklaret, da en Mrs. Deacon indkøbte (violet!) børnepudder til sit nyfødte barn. Der opstod snart åbne sår på barnets hud, og Mrs. Deacon’s mistanke faldt på pudderet, som hun smed ud. Hendes mand sendte heldigvis pudderet til analyse – pudderet indeholdt 35% arsenik! Producenten havde erstattet stivelsen i pudderet med arsenik, sandsynligvis fordi arsenik var billigere. Han blev sigtet for uagtsomt manddrab. Producenten fremførte ved afhøringen at han ikke anede at der var arsenik i produktet – og blev frifundet (Bartrip, 1994).

I sundhedens tegn

Men arsen har også været benyttet i sundhedens tegn, og der findes næsten ikke den sygdom arsen ikke har været brugt imod gennem tiderne. Dr. Thomas Fowler ordinerede i slutningen af 1700-tallet arsen mod bl.a. psoreasis og astma, og brugen af Fowler's opløsning ophørte først midt i sidste århundrede. Arsen var også vigtigt i behandlingen af syfilis (Christophersen, 2002). Arsenik (arsentrioxid) har de senere år fået ny bevågenhed indenfor medicinsk behandling, idet stoffet i 2001 blev godkendt af den amerikanske lægemiddelstyrelse til behandling af en speciel form for leukæmi, under navnet Trisenox (Bentley and Chasteen, 2002a).

Arsenik og gamle kniplinger
Figur 6. Arsenik i film og litteratur. Arsenik er en populær gift blandt forfattere - i mere end en fjerdedel af Agatha Christies romaner bruges arsenik som forgiftningsmiddel (eller mistænkes herfor) eller der refereres til eller fortælles vittigheder om arsenik (Gerald, 1993). Arsenik er måske allermest kendt fra filmen "Arsenik og gamle kniplinger", en respektløs komedie fra 1944. To nydelige gamle damer åbner gerne deres hjem for andre, men nevøen Mortimer (Cary Grant) opdager til sin rædsel, at hans tilforladelige tanters barmhjertighed rækker langt ud over det sædvanlige. Tanterne hjælper ensomme ældre herrer af med deres triste liv ved at byde dem på hyldebærvin tilsat arsenik, hvorefter de, med hjælp fra Mortimers sindssyge bror Teddy, skaffer ligene af vejen... (www.dr.dk).

Arsen forsvandt fra "af sig selv" fra maling, dvs. uden at det viktorianske Storbritannien lovgav imod den farverige brug af metallet. Tilsyneladende blev forbrugerne trætte med at leve med risikoen og afholdt sig fra at købe arsenholdige produkter. Så sent som i 1930'erne blev der dog registreret et malingsrelateret dødsfald, i et hvidløgsduftende, fugtigt rum med skimmelsvamp. Et andet tungmetal var imidlertid med til at sætte kulør på hverdagen langt op i det 20. arhundrede - blyholdig maling havde nemlig sådan nogle gode egenskaber!

Litteratur

Arbejdsmiljøinstituttets hjemmeside har links til og beskrivelser af gode, gratis toksikologiske databaser på internettet: www.ami.dk/tokslinks.

Andersen,B. Fra jordslået til storslået - de seneste fire års indsats på Gammel Estrup. I: Herregården. Bygningskulturens Dag 2004, Anonym, København: Kulturarvsstyrelsen, 2004, 67-70. http://www.kuas.dk/tjenester/publikationer/emneopdelt/bygninger/aarshefte/2004/herregrd.pdf

Anonymous (1956) Arsenic for the ambassador, Time Magazine, July 23, 11

Bartrip,P.W.J. (1994) How green was my valance? Environmental arsenic poisoning and the Victorian domestic ideal, Eng Hist Rev, 109, 891-913.

Bentley,R. and Chasteen,T.G. (2002a) Arsenic curiosa and humanity, The Chemical Educator, 7, 1-9. http://chemeducator.org/sbibs/s0007002/spapers/720051rb.htm

Bentley,R. and Chasteen,T.G. (2002b) Microbial methylation of metalloids: arsenic, antimony, and bismuth, Microbiol Mol Biol Rev, 66, 250-271.

Christophersen,C. (2002) Bangladesh oplever verdens værste miljøkatastrofe, Dansk Kemi, 83, 42.

Gerald,M.C. The Poisonous Pen Of Agatha Christie, Austin, Texas: University of Texas Press, 1993.

Goyer,R.A. Toxic effects of metals. I: Casarett and Doull's Toxicology. The basic science of poisons, red. Klaassen,C.D., Amdur,M.O. and Doull,J. New York: Macmillan Publishing Company, 1986, 582-635.

Hindmarsh,J.T. (2000) Arsenic, its clinical and environmental significance, J Trace Elem Exp Med, 13, 165-172.

Lokuge,K.M., Smith,W., Caldwell,B., Dear,K. and Milton,A.H. (2004) The effect of arsenic mitigation interventions on disease burden in bangladesh, Environ Health Perspect, 112, 1172-1177.

Mossberg,B. and Stenberg,L. Den store nordiske flora, København: GEC Gads Forlag, 1994.

Reimers,H. Blumenfibel. Mit 304 farbigen nach der Natur gemalten Pflanzen von Elsa M. Felsko, Berlin: F.A. Herbig Verlagbukhhandlung, 1966.

Shadegg,S. Clare Booth Luce, Leslie Frewin Publishers Limited, 1973.

Watson,K. Poisoned lives, London: Hambledon and London, 2004.