Värstingarna bland elementen

Få grundämnen är helt harmlösa. Många är giftiga, radioaktiva eller farligt reaktiva. Nummer 24 i det periodiska systemet, krom (Cr), är till exempel i hexavalent tillstånd starkt karcinogent. De flesta vet att hålla sig borta från nr 80, kvicksilver (Hg) , som inte bara snabbt bildar giftiga gaser, utan också upptas direkt genom huden. Nr 9, fluor (F), som ju som fluorid finns i tandkräm, är giftigt också i låg koncentration. För att inte tala om nr 82, bly (Pb), som kan lagras i kroppen och orsaka svåra nervskador, nr 48, kadmium (Cd), som hämmar produktionen av viktiga enzymer, eller nr 55, cesium (Cs), som är extremt explosivt vid kontakt med vatten. Till och med det vanligaste grundämnet i universum, nr 1, väte (H), är i förening med vissa andra ämnen starkt frätande och explosivt. Flera naturligt förekommande ämnen är instabila och avger skadlig radioaktiv strålning. Det gäller dessutom alla syntetiska grundämnen med nummer högre än 92, uran (U), till exempel nr 93, neptunium (Np), nr 94, plutonium (Pu), och så vidare upp till nr 118, Oganissian (Og), av vilket bara några få atomer framställts. Här följer några andra exempel på värstingar bland grundämnena.

Den tyske kemisten Robert Bunsen (1811–1899) inledde sin karriär med att studera grundämnet nummer 33, arsenik (As), som sedan antiken haft ett stabilt rykte som effektivt gift. Då Bunsen själv under hanteringen av ämnet höll på att dö av arsenikförgiftning blev han påtagligt varse att ryktet talade sanning, men han hittade som den kemist han var ett effektivt motmedel i form av järnoxidhydrat. Det som tillförsäkrade Bunsen en plats i vetenskapshistorien var emellertid inte hans analys av arsenik utan spektroskopet, det vill säga den apparat som gör det möjligt att studera ett ämnes färgspektrum när det hettas upp. Upphettningen stimulerar elektroner att flytta till en högre energinivå i partikelmolnet runt atomkärnan. När de faller tillbaka avges energi som elektromagnetisk strålning. En del av denna strålning kan genom ett prisma ses som linjer av ljus i olika färger, ett linjespektrum unikt för varje grundämne.

Nummer 81, tallium (Tl), tillhör de lömskaste grundämnena på grund av sin förmåga att förställa sig till andra mindre farliga ämnen och i »förklädnad« invadera levande celler, där det löser upp aminosyrabindningarna i proteinerna och skapar förstörelse och död. Dess namn kommer från grekiskans »thallos« som betyder grönt skott (efter ämnets typiskt gröna spektrallinjer). Under lång tid var doft- och smaklöst tallium allmänt tillgängligt som råttgift och flitigt utnyttjat i kriminella syften.

Ett annat otäckt ämne är nummer 84, polonium (Po), som upptäcktes av Marie Curie och gavs namn efter hennes hemland Polen. Ämnet är sällsynt och förekommer i uranmalm. Det har 33 isotoper, kännetecknade av intensiv alfastrålning och korta halveringstider.

Polonium är ca 250 000 gånger giftigare än vätecyanid. En enda matsked Po210 skulle teoretiskt räcka för att med intensiv radioaktiv strålning förgifta hela Sveriges befolkning, av vilka ca hälften skulle dö. Isotoperna Po-214 och Po-218 bidrar för övrigt till merparten av de dödsfall i lungcancer som orsakas av radon i inomhusluft.

Marie Curies dotter Irène Joliot-Curie valde samma vetenskapliga bana som sin mor. Irène och hennes man Frédéric fick 1935 års nobelpris i kemi för sin metod att göra icke-radioaktiva ämnen aktiva genom att bestråla dem med alfapartiklar (atomkärnor av helium). Men experimenten innebar olyckligtvis kontakt med polonium. 1946 spred en explosion i laboratoriet det ultragiftiga ämnet. Efter att ha inandats de farliga ångorna utvecklade Irène, precis som sin mor, en allvarlig blodsjukdom och avled 1956.

Få människor utanför kretsen av experter hade hört talas om polonium, när medierna i november 2006 rapporterade att en avhoppad KGB-agent vid namn Alexander Litvinenko avlidit på ett sjukhus i London efter att ha blivit förgiftad av poloniumspetsad sushi på en restaurang. Misstankar riktades snabbt mot Litvinenkos före detta arbetsgivare i Ryssland, som antogs ha haft motiv för dådet och dessutom tillgång till ämnet. I ryska laboratorier produceras poloniumisotoper för användning som värmekälla i rymdfarkoster och som tändmedel i vissa typer av atomvapen.

Ett annat beryktat fall av poloniumförgiftning gäller PLO:s förre ledare Yassir Arafat, som avled 2004. Åtskilliga rykten gick ut på att Israel låg bakom dödsfallet. I juli 2012 upptäcktes onormalt höga koncentrationer av Po-210 i Arafats personliga tillhörigheter. Kroppen grävdes upp, och prov sändes för analys till flera laboratorier. Analysresultaten har föga förvånande tolkats högst olika.

Under åren 1957–1969 avled fysikprofessorn Dror Sadeh och flera av hans medarbetare på Weizmanninstitutet i Israel till följd av poloniumstrålning under arbetet med att framställa en israelisk atombomb. Den israeliska säkerhetstjänsten sekretessbelade händelserna och institutet förseglades under lång tid.

Också normalt ofarliga ämnen kan i vissa faser leda till svåra hälsoproblem. Ett är nummer 4, beryllium (Be), som vi känner som ädelsten i varianterna smaragd och akvamarin, men som i pulverform är karcinogent och vid inandning kan orsaka allvarliga lungskador. En som fick erfara detta var atomforskaren Enrico Fermi, som 1942 först av alla startade (och lyckligtvis stoppade!) den första nukleära kedjereaktionen i sitt laboratorium under en idrottsarena i Chicago. Efter att ha inandats berylliumdamm i samband med sina experiment, drabbades Fermi av omfattande vävnadsskador i lungorna. Kopplad till en syretub dog han av cancer 1954, bara femtiotre år gammal.

I rättvisans namn bör nämnas att farliga grundämnen också har kommit till välsignelsebringande användning. Så ingick till exempel deckarförfattarnas favoritgift arsenik i läkemedlet Salvarsan, som ända fram till penicillinets dagar utgjorde botemedel mot syfilis. Innan nr 43, teknetium (Tc), (Tc-99m) fick bred diagnostisk användning, utnyttjades talliumisotopen Tl-201 (med en halveringstid om 73 timmar) i nukleärmedicinska tillämpningar.

1880 upptäcktes grundämnet nr 64, gadolinium (Gd), i en fältspatgruva i Ytterby norr om Stockholm. Det ansågs sakna praktiskt värde, ända tills några forskare kom på att det kännetecknas av ett stort antal »fria« elektroner. Detta innebär bland annat att gadolinium kan magnetiseras starkare än många andra grundämnen. Den egenskapen kommer väl till pass i magnetresonanstomografi, som används för att upptäcka tumörer som inte kan dia­gnostiseras med hjälp av andra metoder. Kontrastmedel innehållande gadolinium anses dock kunna ge upphov till nefrogen systemisk fibros.

Ända sedan antiken har man känt till att nr 47, silver (Ag), och nr 29, koppar (Cu), har antiseptisk verkan. Att välbeställt folk förr åt på silvertallrikar hade kanske inte bara att göra med metallens förmögenhetsvärde. I nybyggarnas vagnar under kolonisationen av den amerikanska västern fraktades mjölk ofta i krus, i vilka man lagt ett silvermynt för att uppskjuta förstörelsen av innehållet. Också i modern sjukvård används silverföreningar som antibakteriellt ämne, men stark exponering för grundämnet kan resultera i argyrios, det vill säga spöklikt blåfärgad hy.

Vattenledningar av kopparrör är vanliga i våra hus. Mikrober som passerar i sådana ledningar absorberar kopparatomer som kan förstöra deras ämnesomsättning så att de dör efter en kort stund. Männi­skans celler däremot påverkas inte i så låga koncentrationer. Droppställningar av koppar har visat sig attrahera 40 procent färre mikrober på ytan än de vanliga av stål. Koppar är ett viktigt spårämne i kroppen, men i högre doser såväl ett effektivt preventivmedel, som ett gift med carcinogena effekter.

Nummer 79, guld (Au), kan i ren form orsaka milda allergiska reaktioner men är å andra sidan ett verksamt medel mot cancer. Guld har nämligen egenskapen att absorbera infraröd strålning och blir i den processen extremt varmt. Experiment har visat att guldpläterade partiklar som införs i tumörceller kan förmås att bränna sönder tumören utan att skada omgivande vävnad.

Flertalet naturligt förekommande grundämnen är försvinnande små poster i naturens balansräkning. Bland de mest sällsynta märks nr 85, astat (At), av vilket endast 28 gram beräknas finnas på jorden vid varje tidpunkt. Det ligger nära nr 53,­ jod (I), och katalyseras precis som jod i sköldkörteln. Det är inte helt osannolikt att ytterligare grundämnen kommer att påträffas, men analysen av dem blir extremt svår, bland annat beroende på att de måste antas vara ytterst instabila och kortlivade. Också upptäckten av antimateria, liksom den mörka materia som enligt nya rön utgör nästan en fjärdedel av universums massa, kan på sikt nödvändiggöra förändringar och kompletteringar av det periodiska systemet.