Přirozeným zdrojem arsenu v ovzduší je vulkanická činnost. Atmosférickým spadem se potom dostává do vody nebo půdy. V přírodě se arsen vyskytuje ve formě sulfidu, v malých množstvích doprovází téměř všechny sulfidické rudy. Je součástí různých hornin a půd, jejichž zvětráváním se dostává do podzemních a povrchových vod. Vysoké koncentrace lze nalézt v důlních vodách v okolí nalezišť arsenových rud. Podzemní vody mohou být znečištěny i ze špatně zabezpečených skládek odpadů, které mohou obsahovat velké množství arsenu.
Arsen v biosféře, hydrosféře i atmosféře pochází z litosféry. Průměrný obsah arsenu v kontinentální kůře je kolem 3 mg/kg, podíl arsenu v jednotlivých horninách se však značně liší. V žulách je ho kolem 2 mg/kg, v pískovcích a vápencích 1 mg/kg, v břidlicích se obsahy pohybují kolem 10 mg/kg. Kromě běžných hornin se arsen koncentruje v některých ložiscích nerostných surovin. Průměrný obsah v uhlí je uváděn mezi 12 a 18mg/kg. V Českém masivu je velkým rezervoárem arsenu hnědé uhlí. Uhelné sloje mostecké pánve obsahují arsen v průměru 40 mg/kg, kdežto v pánvi sokolovské 333 mg/kg. Výjimkou ovšem nejsou ani obsahy pohybující se místně kolem 1000mg/kg. (1)
Velkým antropogenním zdrojem arsenu je spalování fosilních paliv, zejména pak uhlí v elektrárnách. Z uhlí je uvolňován především ve formě vázané na popílek, značné množství zůstává také ve škváře a ve výluzích z elektrárenských popílků. Výluhem se následně dostává do půdy nebo vody, kde může přetrvávat velice dlouhou dobu, protože má značnou schopnost kumulovat se v sedimentech a může se hromadit i v potravním řetězci. (2)
Arsen obsažený v mosteckém hnědém uhlí je vázán ve formě arsenopyritu – FeAsS (Obrázek 1). Tato ruda se poměrně hojně vyskytuje v Krušných Horách a v minulosti se zde také těžila. A to jak na saské straně, tak v Čechách, na Jáchymovsku.
Výskyt zvýšeného množství arsenu v Podkrušnohoří a v Mostecké hnědouhelné pánvi je tedy logicky zdůvodnitelný a známý. Tato skutečnost pak přímo souvisí s úrovní naměřených hodnot obsahu arsenu v uhlí, které je používáno k energetickým účelům.
Obrázek 1 : Dipyramidální krystaly ocelově šedého arsenopyritu v hornině.
Toxicita a způsob absorpce sloučenin arsenu organismem závisí na rozpustnosti sloučeniny. Velmi málo rozpustný sulfid arsenitý je netoxický. Kovový arsen je nejedovatý, v organismu je však metabolizován na toxické látky. Všechny ostatní látky obsahující arsen jsou jedovaté. Arsen vázaný v organických látkách je obvykle méně toxický než arsen z anorganických sloučenin. Sloučeniny AsIII+ jsou asi pětkrát až dvacetkrát toxičtější než AsV+.
Člověk přijímá arsen ze 70 % v potravě, z 29 % v pitné vodě a 1 % ze vzduchu. Většina arsenu v potravě je však přítomna ve formě organických komplexů, které jsou méně toxické.
Arsen je karcinogen, způsobuje rakovinu plic a kůže a zvyšuje pravděpodobnost nádoru jater, ledvin a močového měchýře. Vysoké akutní expozice arsenem poškozují buňky nervového systému, jater, ledvin, žaludku, střev a pokožky. Inhalační expozice se projevuje bolestí v krku a podrážděním plic. Je pravděpodobné, že vysoká orální expozice během těhotenství poškozuje plod. Nižší dávky mohou způsobit podráždění trávicího ústrojí, sníženou tvorbu červených a bílých krvinek, nepravidelnou srdeční činnost, poškození cév aj.
Pro chronickou orální expozici jsou charakteristické především změny na pokožce, může dojít k vypadávání vlasů a nehtů. Častý je také úbytek váhy a anémie. Poškození jater může mít za následek až cirhózu. Dochází k abnormalitám na elektrokardiogramu a k nemocem cév. (3)