Пирит и арсенопирит

Пирит и арсенопирит — два минерала, которые часто путают из-за схожего золотисто-металлического блеска. Однако между ними существует важная разница не только в составе, но и в опасности, которую они могут представлять для здоровья и экологии.

Чем различаются пирит и арсенопирит?

Состав

Пирит (FeS₂) состоит из железа и серы. Это довольно распространенный минерал, который часто называют «золото дураков», так как внешне он напоминает золото, но ценности в нем гораздо меньше.

Арсенопирит (FeAsS) содержит железо, серу и мышьяк - элемент, известный своей высокой токсичностью (и именно это определяет опасность арсенопирита).

Цвет и блеск

Пирит имеет ярко-золотистый цвет с металлическим блеском, часто он встречается в виде кубических или октаэдрических кристаллов.

Арсенопирит может иметь серебристо-белый цвет на гранях кристаллов, серый на изломе, но бывает и желтоватый или немного зеленоватого оттенка. Кристаллы часто цилиндрические или столбчатые, выраженных кубов не образуют.

Твердость (шкала Мооса)

Пирит имеет твердость 6–6.5, что делает его относительно устойчивым к механическим повреждениям. 

Арсенопирит мягче (твердость 5.5), его легче поцарапать ножом.

Реакция с кислотами

При воздействии на пирит кислотами (например, соляной) выделяется небольшое количество газа, но реакция не агрессивна.

Арсенопирит может выделять токсичный и опасный мышьяковистый газ при нагревании или контакте с кислотами.

Насколько эти минералы опасны?

Пирит сам по себе безопасен в обычных комнатных условиях. Но он может начать окисляться при температуре около 30°C (и выше) при высокой влажности (выше 80%), выделяя серную кислоту или сернистый газ (токсичный для дыхательных путей). Также пирит может быть опасен, если его разрушать, так как пыль с серными соединениями может попасть в дыхательные пути. Хотя любая каменная пыль плохо выводится или не выводится из легких, потому важно использовать средства защиты при механической работе с камнем.

В XIX веке в США, когда пирит активно использовался в горнодобывающей промышленности, его окисление в шахтах стало причиной массового загрязнения воды в реках, превращая её в кислую и непригодную для питья. Это также наносило вред экосистемам, снижая уровень кислорода в водоемах и уничтожая флору и фауну. Особое внимание на это обратило научное сообщество и экологические организации, последствия были крайне разрушительными для окружающей среды.

В 1858 году во Франции произошел случай, когда пирит, содержащийся в угле, при возгорании выделил сернистый газ. В условиях низкой вентиляции в шахте несколько рабочих погибли от отравления газами. Этот инцидент привел к ужесточению норм безопасности в шахтах и горнодобывающей промышленности, став важной вехой в истории работы с пиритом.

Интересен и случай в Ирландии, связанный с пиритом в строительстве. В 1980-х годах в районе Дублина десятки домов были построены с использованием материала, содержащего пирит. Со временем минерал начал окисляться, выделяя серную кислоту, что разрушало бетонные конструкции изнутри. Постройки приходилось сносить, а владельцы терпели огромные убытки. Этот скандал вошёл в историю как «пиритовая эпидемия» в строительстве.

В искусстве пирит играл опасную роль. До XIX века художники использовали пигменты, добытые из минералов. Одна из известных трагических историй связана с итальянским мастером Гверчино (Giovanni Francesco Barbieri, 1591–1666), который потерял зрение из-за постоянного контакта с сульфидными соединениями в красках.

———

Арсенопирит содержит мышьяк, который является крайне токсичным. В частности, при его нагревании или разрушении выделяется мышьяковистый газ (As₂O₃), который вызывает острое отравление. 

В 1920-х годах в шахтах Миннесоты, где добывался арсенопирит, шахтеры регулярно сталкивались с высокими концентрациями мышьяка в воздухе. Они работали без должной защиты. Согласно исследованиям того времени, сотни шахтеров страдали от арсеноза - отравления мышьяком. Средняя продолжительность жизни шахтеров в таких условиях была значительно ниже, чем у обычных людей, и часто не превышала 50 лет. 

В 1970-80-х годах рабочие в шахтах с арсенопиритом в Новой Шотландии страдали хроническим кашлем, болезнями легких и пищеварения. Проблемы были столь серьезными, что несколько шахт в этом регионе были закрыты на основе правительственных расследований. Также были зарегистрированы случаи отравлений, которые приводили к смерти. 

В районе Эль-Гуэрталь в Испании произошло значительное загрязнение водоемов и подземных вод в 1990-е годы. Вода в реке Ягура, которая загрязнялась отходами от шахт, содержала высокие концентрации мышьяка. У местного населения появились проблемы с почками и кожные заболевания. Проблема с загрязнением продолжалась долго, люди массово покидали этот район. 

 В 2015 году недалеко от старой шахты в штате Колорадо в США произошло серьезное загрязнение водоемов в результате окисления арсенопирита. Окисление привело к попаданию мышьяка в реку, вода из которой использовалась для сельского хозяйства. Местные фермеры тоже столкнулись с ухудшением качества воды, плохим урожаем и проблемами со здоровьем. 

Как быть с образцами в коллекции?

Испугались? Спешите избавиться от коллекционных образцов? А вот и зря!

Пирит в обычных условиях (при комнатной температуре и в сухом помещении) не представляет опасности. Да, он может начать окисляться и выделять сернистые соединения при воздействии влаги или высокой температуры. Но небольшие образцы, даже при окислении, выделяют ничтожное количество токсичных газов. Потому пирит и не несет вреда для здоровья. Реальные риски связаны с вдыханием значительного количества пыли в течение продолжительного времени, например, при механической работе с камнем. 

Арсенопирит, при окислении, может выделять мышьяковистый газ (As₂O₃), однако это происходит в значительных количествах только при воздействии высокой температуры или в условиях механического разрушения минерала. Обычное хранение минерала в сухом и защищённом месте не приведёт к выделению токсичных газов в опасных концентрациях. Но всё же опытные коллекционеры рекомендуют хранить этот минерал в закрытой коробочке.

Что касается возможного вреда от арсенопирита, то он обычно проявляется через длительный контакт с пылью, содержащей микроскопические частицы минерала, которые могут попадать в дыхательные пути. Но для этого нужно с камнем  работать: резать, полировать и тд.