Polônio

Polônio é um elemento químico com o símbolo Po e número atômico 84. Um metal raro e altamente radioativo sem isótopos estáveis, o polônio é um calcogênio e quimicamente semelhante ao selênio e telúrio, embora seu caráter metálico se assemelhe ao de seus vizinhos horizontais na tabela periódica: tálio, chumbo e bismuto. Devido à curta meia-vida de todos os seus isótopos, sua ocorrência natural é limitada a ínfimos vestígios do fugaz polônio-210 (com meia-vida de 138 dias) em minérios de urânio, por ser o penúltimo filho do urânio-natural. 238. Embora existam isótopos de vida um pouco mais longa, eles são muito mais difíceis de produzir. Hoje, o polônio é geralmente produzido em quantidades de miligramas pela irradiação de nêutrons do bismuto. Devido à sua intensa radioatividade, que resulta na radiólise de ligações químicas e auto-aquecimento radioativo, sua química tem sido investigada principalmente na escala de traços.

O polônio foi descoberto em julho de 1898 por Marie Skłodowska-Curie e Pierre Curie, quando foi extraído do minério de urânio pechblenda e identificado apenas por sua forte radioatividade: foi o primeiro elemento assim descoberto. Polônio foi nomeado após a terra natal de Marie Curie, a Polônia. O polônio tem poucas aplicações, e essas estão relacionadas à sua radioatividade: aquecedores em sondas espaciais, dispositivos antiestáticos, fontes de nêutrons e partículas alfa e veneno. É extremamente perigoso para os humanos.

Características

²¹⁰Po é um emissor alfa com meia-vida de 138,4 dias; ele decai diretamente para seu isótopo filho estável, 206Pb. Um miligrama (5 curies) de ²¹⁰Po emite quase tantas partículas alfa por segundo quanto 5 gramas de 226Ra, o que significa que é 5.000 vezes mais radioativo que o rádio. Alguns curies (1 curie equivale a 37 gigabecquerels, 1 Ci = 37 GBq) de ²¹⁰Po emitem um brilho azul causado pela ionização do ar circundante.

Cerca de uma em 100.000 emissões alfa causa uma excitação no núcleo que resulta na emissão de um raio gama com uma energia máxima de 803 keV.

Formulário de estado sólido

A forma alfa de polônio sólido.

O polônio é um elemento radioativo que existe em dois alótropos metálicos. A forma alfa é o único exemplo conhecido de uma estrutura cristalina cúbica simples em uma única base de átomo em STP, com um comprimento de aresta de 335,2 picômetros; a forma beta é romboédrica. A estrutura do polônio foi caracterizada por difração de raios X e difração de elétrons.

²¹⁰Po (em comum com 238Pu) tem a capacidade de se espalhar pelo ar com facilidade: se uma amostra for aquecida no ar a 55 °C (131 °F), 50% dela é vaporizada em 45 horas para formar moléculas diatômicas de Po₂, embora o ponto de fusão do polônio seja 254 °C (489 °F) e seu ponto de ebulição seja 962 °C (1.764 °F). Existe mais de uma hipótese de como o polônio faz isso; uma sugestão é que pequenos aglomerados de átomos de polônio são fragmentados pelo decaimento alfa.

Química

A química do polônio é semelhante à do telúrio, embora também apresente algumas semelhanças com seu vizinho bismuto devido ao seu caráter metálico. O polônio se dissolve prontamente em ácidos diluídos, mas é apenas ligeiramente solúvel em álcalis. As soluções de polônio são primeiro coloridas em rosa pelos íons Po²⁺, mas rapidamente se tornam amarelas porque a radiação alfa do polônio ioniza o solvente e converte Po²⁺ em Po ^>4+. Como o polônio também emite partículas alfa após a desintegração, esse processo é acompanhado por borbulhamento e emissão de calor e luz pela vidraria devido às partículas alfa absorvidas; como resultado, as soluções de polônio são voláteis e evaporarão em alguns dias, a menos que sejam seladas. Em pH de cerca de 1, os íons polônio são prontamente hidrolisados e complexados por ácidos como ácido oxálico, ácido cítrico e ácido tartárico.

Compostos

O polônio não tem compostos comuns e quase todos os seus compostos são criados sinteticamente; mais de 50 deles são conhecidos. A classe mais estável de compostos de polônio são os polonídeos, que são preparados pela reação direta de dois elementos. Na2Po tem a estrutura antifluorita, os polonídeos de Ca, Ba, Hg, Pb e lantanídeos formam uma rede de NaCl, BePo e CdPo têm a wurtzita e MgPo a estrutura de arsenieto de níquel. A maioria dos polonídeos se decompõe ao aquecer a cerca de 600 °C, exceto o HgPo que se decompõe a ~300 °C e os polonídeos lantanídeos, que não se decompõem, mas derretem em temperaturas acima de 1000 °C. Por exemplo, o polonido de praseodímio (PrPo) funde a 1250 °C e o de túlio (TmPo) funde a 2200 °C. O PbPo é um dos poucos compostos de polônio que ocorrem naturalmente, pois o polônio alfa decai para formar chumbo.

Hidreto de polônio (PoH
₂) é um líquido volátil à temperatura ambiente propenso à dissociação; é termicamente instável. A água é o único outro calcogeneto de hidrogênio conhecido que é um líquido à temperatura ambiente; no entanto, isso se deve à ligação de hidrogênio. Os três óxidos, PoO, PoO2 e PoO3, são produtos da oxidação do polônio.

Haletos da estrutura PoX₂, PoX₄ e PoF₆ são conhecidos. Eles são solúveis nos haletos de hidrogênio correspondentes, ou seja, PoCl_X em HCl, PoBr_X em HBr e PoI₄ em HI. Os di-halogenetos de polônio são formados por reação direta dos elementos ou por redução de PoCl₄ com SO₂ e com PoBr₄ com H₂ S à temperatura ambiente. Os tetra-halogenetos podem ser obtidos pela reação do dióxido de polônio com HCl, HBr ou HI.

Outros compostos de polônio incluem polonita de potássio como polonita, polonato, acetato, bromato, carbonato, citrato, cromato, cianeto, formato, (II) e (IV) hidróxidos, nitrato, selenato, selenito, monossulfeto, sulfato, dissulfato e sulfito.

Uma química limitada de organopolônio é conhecida, principalmente restrita a polonídeos de dialquil e diaril (R₂Po), haletos de triarilpolônio (Ar₃PoX) e di-halogenetos de diarilpolônio (Ar ₂PoX₂). O polônio também forma compostos solúveis com alguns agentes quelantes, como 2,3-butanodiol e tioureia.

Isótopos

O polônio tem 42 isótopos conhecidos, todos radioativos. Eles têm massas atômicas que variam de 186 a 227 u. 210Po (meia-vida de 138,376 dias) é o mais amplamente disponível e é feito por meio de captura de nêutrons por bismuto natural. O ²⁰⁹Po de vida mais longa (meia-vida 125,2±3,3 anos, o mais longo de todos os isótopos de polônio) e ²⁰⁸Po (meia-vida de 2,9 anos) pode ser feito através do bombardeamento alfa, próton ou deutério de chumbo ou bismuto em um ciclotron.

História

Chamado provisoriamente de "rádio F", o polônio foi descoberto por Marie e Pierre Curie em julho de 1898 e recebeu o nome da terra natal de Marie Curie, a Polônia (latim: Polónia). A Polônia na época estava sob partição russa, alemã e austro-húngara e não existia como um país independente. Era a esperança de Curie que nomear o elemento com o nome de sua terra natal divulgaria sua falta de independência. O polônio pode ser o primeiro elemento nomeado para destacar uma controvérsia política.

Este elemento foi o primeiro descoberto pelos Curie enquanto investigavam a causa da radioatividade da pechblenda. A pechblenda, após a remoção dos elementos radioativos urânio e tório, era mais radioativa do que o urânio e o tório combinados. Isso estimulou os Curie a procurar elementos radioativos adicionais. Eles primeiro separaram o polônio da pechblenda em julho de 1898 e, cinco meses depois, também isolaram o rádio. O cientista alemão Willy Marckwald isolou com sucesso 3 miligramas de polônio em 1902, embora na época ele acreditasse que era um novo elemento, que ele apelidou de "rádio-telúrio", e foi somente em 1905 que foi demonstrado ser o mesmo que polônio.

Nos Estados Unidos, o polônio foi produzido como parte do Projeto Dayton do Projeto Manhattan durante a Segunda Guerra Mundial. Polônio e berílio foram os principais ingredientes do 'Ouriço' iniciador no centro do poço esférico da bomba. 'Ouriço' iniciou a reação nuclear em cadeia no momento da crítica imediata para garantir que a arma não fracassasse. 'Ouriço' foi usado nas primeiras armas dos EUA; as armas americanas subsequentes utilizaram um gerador de nêutrons de pulso para o mesmo propósito.

Grande parte da física básica do polônio foi classificada até depois da guerra. O fato de ter sido usado como iniciador foi classificado até a década de 1960.

A Comissão de Energia Atômica e o Projeto Manhattan financiaram experimentos humanos usando polônio em cinco pessoas na Universidade de Rochester entre 1943 e 1947. As pessoas receberam entre 9 e 22 microcuries (330 e 810 kBq) de polônio para estudar sua excreção.

Ocorrência e produção

O polônio é um elemento muito raro na natureza por causa das meias-vidas curtas de todos os seus isótopos. Sete isótopos ocorrem em vestígios como produtos de decaimento: ²¹⁰Po, ²¹⁴Po e ²¹⁸Po ocorrem na cadeia de decaimento de 238U; ²¹¹Po e ²¹⁵Po ocorrem na cadeia de decaimento de 235U; ²¹²Po e ²¹⁶Po ocorrem na cadeia de decaimento de 232Th. Destes, ²¹⁰Po é o único isótopo com meia-vida superior a 3 minutos.

O polônio pode ser encontrado em minérios de urânio em cerca de 0,1 mg por tonelada métrica (1 parte em 10¹⁰), que é aproximadamente 0,2% da abundância de rádio. As quantidades na crosta terrestre não são prejudiciais. O polônio foi encontrado na fumaça do tabaco das folhas de tabaco cultivadas com fertilizantes fosfatados.

Por estar presente em pequenas concentrações, o isolamento do polônio de fontes naturais é um processo tedioso. O maior lote do elemento já extraído, realizado na primeira metade do século 20, continha apenas 40 Ci (1,5 TBq) (9 mg) de polônio-210 e foi obtido com o processamento de 37 toneladas de resíduos da produção de rádio. O polônio agora é geralmente obtido pela irradiação do bismuto com nêutrons ou prótons de alta energia.

Em 1934, um experimento mostrou que quando o 209Bi natural é bombardeado com nêutrons, é criado ²¹⁰Bi, que então decai para ²¹⁰Po via decaimento beta-menos. A purificação final é feita piroquimicamente seguida por técnicas de extração líquido-líquido. O polônio agora pode ser produzido em miligramas neste procedimento que usa altos fluxos de nêutrons encontrados em reatores nucleares. Apenas cerca de 100 gramas são produzidos a cada ano, praticamente tudo na Rússia, tornando o polônio extremamente raro.

Esse processo pode causar problemas em reatores nucleares resfriados de metal líquido à base de chumbo-bismuto, como os usados no K-27 da Marinha Soviética. Medidas devem ser tomadas nesses reatores para lidar com a possibilidade indesejada de ²¹⁰Po ser liberado do refrigerante.

Os isótopos de vida mais longa do polônio, ²⁰⁸Po e ²⁰⁹Po, podem ser formados pelo bombardeio de prótons ou deutérios de bismuto usando um ciclotron. Outros isótopos mais deficientes em nêutrons e mais instáveis podem ser formados pela irradiação de platina com núcleos de carbono.

Aplicativos

Fontes de partículas alfa à base de polônio foram produzidas na antiga União Soviética. Tais fontes foram aplicadas para medir a espessura de revestimentos industriais via atenuação da radiação alfa.

Devido à intensa radiação alfa, uma amostra de um grama de ²¹⁰Po aquecerá espontaneamente acima de 500 °C (932 °F), gerando cerca de 140 watts de potência. Portanto, ²¹⁰Po é usado como fonte de calor atômico para alimentar geradores termoelétricos de radioisótopos por meio de materiais termoelétricos. Por exemplo, fontes de calor ²¹⁰Po foram usadas nos veículos lunares Lunokhod 1 (1970) e Lunokhod 2 (1973) para manter seus componentes internos aquecidos durante as noites lunares, bem como nos Kosmos 84 e 90 satélites (1965).

As partículas alfa emitidas pelo polônio podem ser convertidas em nêutrons usando óxido de berílio, a uma taxa de 93 nêutrons por milhão de partículas alfa. As misturas de Po-BeO são usadas como fontes passivas de nêutrons com uma razão de produção de raios gama para nêutrons de 1,13 ± 0,05, menor do que para fontes de nêutrons baseadas em fissão nuclear. Exemplos de misturas ou ligas Po-BeO usadas como fontes de nêutrons são um gatilho ou iniciador de nêutrons para armas nucleares e para inspeções de poços de petróleo. Cerca de 1.500 fontes desse tipo, com uma atividade individual de 1.850 Ci (68 TBq), foram usadas anualmente na União Soviética.

O polônio também fazia parte de pincéis ou ferramentas mais complexas que eliminam cargas estáticas em placas fotográficas, fábricas têxteis, rolos de papel, folhas de plástico e em substratos (como automotivos) antes da aplicação de revestimentos. As partículas alfa emitidas pelo polônio ionizam as moléculas de ar que neutralizam as cargas nas superfícies próximas. Algumas escovas antiestáticas contêm até 500 microcuries (20 MBq) de ²¹⁰Po como fonte de partículas carregadas para neutralizar a eletricidade estática. Nos EUA, dispositivos com até 500 μCi (19 MBq) de (lacrado) ²¹⁰Po por unidade podem ser comprados em qualquer quantidade sob uma "licença geral", o que significa que um comprador não precisa ser registrado por nenhuma autoridade. O polônio precisa ser substituído nesses dispositivos quase todos os anos por causa de sua meia-vida curta; também é altamente radioativo e, portanto, foi substituído por fontes de partículas beta menos perigosas.

Pequenas quantidades de ²¹⁰Po às vezes são usadas em laboratório e para fins de ensino - normalmente da ordem de 4–40 kBq (0,11–1,08 μCi), na forma de fontes seladas, com o polônio depositado em um substrato ou em uma matriz de resina ou polímero - são frequentemente isentos de licenciamento pelo NRC e autoridades similares, pois não são considerados perigosos. Pequenas quantidades de ²¹⁰Po são fabricadas para venda ao público nos Estados Unidos como "fontes de agulhas" para experimentação em laboratório, e são vendidos por empresas de suprimentos científicos. O polônio é uma camada de revestimento que por sua vez é revestida com um material como o ouro, que permite a passagem da radiação alfa (usada em experimentos como câmaras de nuvens) enquanto evita que o polônio seja liberado e apresente um risco tóxico.

As velas de ignição de polônio foram comercializadas pela Firestone de 1940 a 1953. Embora a quantidade de radiação das velas fosse minúscula e não representasse uma ameaça para o consumidor, os benefícios de tais velas diminuíram rapidamente após aproximadamente um mês por causa do polônio' Sua meia-vida curta e porque o acúmulo nos condutores bloquearia a radiação que melhorava o desempenho do motor. (A premissa por trás da vela de ignição de polônio, bem como do protótipo de vela de rádio de Alfred Matthew Hubbard que a precedeu, era que a radiação melhoraria a ionização do combustível no cilindro e, assim, permitiria que o motor disparasse com mais rapidez e eficiência..)

Biologia e toxicidade

Visão geral

O polônio pode ser perigoso e não tem função biológica. Em massa, o polônio-210 é cerca de 250.000 vezes mais tóxico que o cianeto de hidrogênio (o LD50 para ²¹⁰Po é inferior a 1 micrograma para um adulto médio (veja abaixo) em comparação com cerca de 250 miligramas para o cianeto de hidrogênio). O principal perigo é sua intensa radioatividade (como emissor alfa), o que dificulta seu manuseio com segurança. Mesmo em quantidades de microgramas, o manuseio de ²¹⁰Po é extremamente perigoso, exigindo equipamentos especializados (uma caixa de luvas alfa de pressão negativa equipada com filtros de alto desempenho), monitoramento adequado e procedimentos de manuseio rigorosos para evitar qualquer contaminação. As partículas alfa emitidas pelo polônio danificam facilmente o tecido orgânico se o polônio for ingerido, inalado ou absorvido, embora não penetrem na epiderme e, portanto, não sejam perigosas enquanto as partículas alfa permanecerem fora do corpo. Usar luvas quimicamente resistentes e intactas é uma precaução obrigatória para evitar a difusão transcutânea de polônio diretamente através da pele. O polônio fornecido em ácido nítrico concentrado pode se difundir facilmente através de luvas inadequadas (por exemplo, luvas de látex) ou o ácido pode danificar as luvas.

O polônio não possui propriedades químicas tóxicas.

Foi relatado que alguns micróbios podem metilar o polônio pela ação da metilcobalamina. Isso é semelhante à maneira como o mercúrio, o selênio e o telúrio são metilados nos seres vivos para criar compostos organometálicos. Estudos investigando o metabolismo do polônio-210 em ratos mostraram que apenas 0,002 a 0,009% do polônio-210 ingerido é excretado como polônio-210 volátil.

Efeitos agudos

A dose letal mediana (LD₅₀) para exposição aguda à radiação é de cerca de 4,5 Sv. A dose efetiva equivalente ²¹⁰Po é de 0,51 µSv/Bq se ingerida e 2,5 µSv/Bq se inalada. Uma dose fatal de 4,5 Sv pode ser causada pela ingestão de 8,8 MBq (240 μCi), cerca de 50 nanogramas (ng) ou inalação de 1,8 MBq (49 μCi), cerca de 10 ng. Um grama de ²¹⁰Po poderia, em teoria, envenenar 20 milhões de pessoas, das quais 10 milhões morreriam. A toxicidade real de ²¹⁰Po é menor do que essas estimativas porque a exposição à radiação que se estende por várias semanas (a meia-vida biológica do polônio em humanos é de 30 a 50 dias) é um pouco menos prejudicial do que um dosagem instantânea. Estima-se que uma dose letal média de ²¹⁰Po é de 15 megabecquerels (0,41 mCi) ou 0,089 microgramas (μg), ainda uma quantidade extremamente pequena. Para comparação, um grão de sal de mesa tem cerca de 0,06 mg = 60 μg.

Efeitos de longo prazo (crônicos)

Além dos efeitos agudos, a exposição à radiação (interna e externa) acarreta um risco de morte por câncer a longo prazo de 5 a 10% por Sv. A população em geral é exposta a pequenas quantidades de polônio como um derivado do radônio no ar interno; acredita-se que os isótopos ²¹⁴Po e ²¹⁸Po causem a maioria das 15.000 a 22.000 mortes por câncer de pulmão estimadas nos EUA todos os anos que foram atribuídas ao radônio interno. O tabagismo causa exposição adicional ao polônio.

Limites regulamentares de exposição e manuseio

A carga corporal máxima permitida para ²¹⁰Po ingerida é de apenas 1,1 kBq (30 nCi), o que equivale a uma partícula com massa de apenas 6,8 picogramas. A concentração máxima permitida no local de trabalho de ²¹⁰Po no ar é de cerca de 10 Bq/m³ (3×10⁻¹⁰ µCi/cm ³). Os órgãos-alvo do polônio em humanos são o baço e o fígado. Como o baço (150 g) e o fígado (1,3 a 3 kg) são muito menores que o resto do corpo, se o polônio estiver concentrado nesses órgãos vitais, é uma ameaça maior à vida do que a dose que seria sofrida (em média) por todo o corpo se fosse distribuído uniformemente por todo o corpo, da mesma forma que o césio ou o trítio (como T₂O).

²¹⁰Po é amplamente utilizado na indústria e prontamente disponível com pouca regulamentação ou restrição. Nos EUA, um sistema de rastreamento executado pela Comissão Reguladora Nuclear foi implementado em 2007 para registrar compras de mais de 16 curies (590 GBq) de polônio-210 (suficiente para perfazer 5.000 doses letais). A AIEA "está considerando regulamentações mais rígidas... Há rumores de que ela pode aumentar a exigência de relatório de polônio por um fator de 10, para 1,6 curies (59 GBq)." A partir de 2013, este ainda é o único material de subproduto emissor de alfa disponível, como uma Quantidade Isenta de NRC, que pode ser mantida sem uma licença de material radioativo.

O polônio e seus compostos devem ser manuseados em um porta-luvas, que é posteriormente fechado em outra caixa, mantida a uma pressão ligeiramente superior à do porta-luvas para evitar que os materiais radioativos vazem. Luvas de borracha natural não oferecem proteção suficiente contra a radiação do polônio; luvas cirúrgicas são necessárias. As luvas de neoprene protegem melhor a radiação do polônio do que a borracha natural.

Casos de envenenamento

Apesar das propriedades altamente perigosas do elemento, as circunstâncias em que o envenenamento por polônio pode ocorrer são raras. Sua extrema escassez na natureza, as meias-vidas curtas de todos os seus isótopos, as instalações e equipamentos especializados necessários para obter qualquer quantidade significativa e as precauções de segurança contra acidentes de laboratório tornam improváveis eventos de exposição prejudiciais. Como tal, apenas alguns casos de envenenamento por radiação especificamente atribuíveis à exposição ao polônio foram confirmados.

Século 20

Em resposta às preocupações sobre os riscos da exposição ocupacional ao polônio, quantidades de ²¹⁰Po foram administradas a cinco voluntários humanos na Universidade de Rochester de 1944 a 1947, a fim de estudar seu comportamento biológico. Esses estudos foram financiados pelo Projeto Manhattan e pela AEC. Quatro homens e uma mulher participaram, todos sofrendo de câncer terminal, com idades entre trinta e quarenta e poucos anos; todos foram escolhidos porque os experimentadores queriam indivíduos que não tivessem sido expostos ao polônio por trabalho ou acidente. ²¹⁰Po foi injetado em quatro pacientes hospitalizados e administrado por via oral a um quinto. Nenhuma das doses administradas (todas variando de 0,17 a 0,30 μCi kg⁻¹) se aproximou das quantidades fatais.

A primeira morte documentada diretamente resultante de envenenamento por polônio ocorreu na União Soviética, em 10 de julho de 1954. Um homem não identificado de 41 anos se apresentou para tratamento médico em 29 de junho, com vômitos intensos e febre; no dia anterior, ele havia trabalhado por cinco horas em uma área na qual, sem ele saber, uma cápsula contendo ²¹⁰Po havia se despressurizado e começado a se dispersar em forma de aerossol. Durante esse período, sua ingestão total de ²¹⁰Po no ar foi estimada em 0,11 GBq (quase 25 vezes o LD₅₀ estimado por inalação de 4,5 MBq). Apesar do tratamento, sua condição continuou a piorar e ele morreu 13 dias após o evento de exposição.

Também foi sugerido que a morte de Irène Joliot-Curie em 1956 por leucemia foi devida aos efeitos da radiação do polônio. Ela foi acidentalmente exposta em 1946, quando uma cápsula selada do elemento explodiu em sua bancada de laboratório.

Além disso, várias mortes em Israel durante 1957–1969 foram alegadas como resultado da exposição ²¹⁰Po. Um vazamento foi descoberto em um laboratório do Instituto Weizmann em 1957. Traços de ²¹⁰Po foram encontrados nas mãos do professor Dror Sadeh, um físico que pesquisava materiais radioativos. Os exames médicos indicaram nenhum dano, mas os testes não incluíram a medula óssea. Sadeh, um de seus alunos, e dois colegas morreram de vários tipos de câncer nos anos seguintes. A questão foi investigada secretamente, mas nunca houve admissão formal de ligação entre o vazamento e as mortes.

Século 21

A causa da morte em 2006 de Alexander Litvinenko, um ex-agente russo do FSB que havia desertado para o Reino Unido em 2001, foi identificada como envenenamento com uma dose letal de ²¹⁰Po; posteriormente foi determinado que o ²¹⁰Po provavelmente foi deliberadamente administrado a ele por dois ex-agentes de segurança russos, Andrey Lugovoy e Dmitry Kovtun. Como tal, a morte de Litvinenko foi a primeira (e, até agora, única) instância confirmada em que a toxicidade extrema do polônio foi usada com intenção maliciosa.

Em 2011, surgiu uma alegação de que a morte do líder palestino Yasser Arafat, que morreu em 11 de novembro de 2004 de causas incertas, também resultou de envenenamento deliberado de polônio e, em julho de 2012, concentrações anormalmente altas de ²¹⁰Po foram detectados nas roupas e pertences pessoais de Arafat pelo Institut de Radiophysique em Lausanne, na Suíça. No entanto, o porta-voz do Instituto enfatizou que, apesar desses testes, os relatórios médicos de Arafat não eram consistentes com o envenenamento por ²¹⁰Po, e a jornalista científica Deborah Blum sugeriu que a fumaça do tabaco poderia ter sido responsável, já que Arafat e muitos de seus colegas eram fumantes inveterados; testes subsequentes por equipes francesas e russas determinaram que os níveis elevados de ²¹⁰Po não foram resultado de envenenamento deliberado e não causaram a morte de Arafat.

Há também a suspeita de envenenamento de Roman Tsepov com polônio. Ele tinha sintomas semelhantes aos de Aleksander Litvinenko.

Tratamento

Tem sido sugerido que agentes quelantes, como o British Anti-Lewisite (dimercaprol), podem ser usados para descontaminar humanos. Em um experimento, os ratos receberam uma dose fatal de 1,45 MBq/kg (8,7 ng/kg) de ²¹⁰Po; todos os ratos não tratados morreram após 44 dias, mas 90% dos ratos tratados com o agente quelante HOEtTTC permaneceu vivo por 5 meses.

Detecção em espécimes biológicos

O polônio-210 pode ser quantificado em espécimes biológicos por espectrometria de partículas alfa para confirmar um diagnóstico de envenenamento em pacientes hospitalizados ou para fornecer evidências em uma investigação médico-legal de morte. A excreção urinária basal de polônio-210 em pessoas saudáveis, devido à exposição rotineira a fontes ambientais, está normalmente na faixa de 5 a 15 mBq/dia. Níveis superiores a 30 mBq/dia são sugestivos de exposição excessiva ao radionuclídeo.

Ocorrência em humanos e na biosfera

O polônio-210 está amplamente distribuído na biosfera, inclusive nos tecidos humanos, devido à sua posição na cadeia de decaimento do urânio-238. O urânio-238 natural na crosta terrestre decai através de uma série de intermediários radioativos sólidos, incluindo o rádio-226, até o gás nobre radioativo radônio-222, alguns dos quais, durante sua meia-vida de 3,8 dias, se difundem na atmosfera. Lá, ele decai por várias etapas até o polônio-210, grande parte do qual, durante sua meia-vida de 138 dias, é arrastado de volta para a superfície da Terra, entrando assim na biosfera, antes de finalmente decair para chumbo estável. 206.

Já na década de 1920, o biólogo francês Antoine Lacassagne [fr], usando polônio fornecido por sua colega Marie Curie, mostrou que o elemento tem um padrão específico de absorção nos tecidos do coelho, com altas concentrações, principalmente no fígado, rins e testículos. Evidências mais recentes sugerem que esse comportamento resulta da substituição do polônio por seu congênere enxofre, também no grupo 16 da tabela periódica, em aminoácidos contendo enxofre ou moléculas relacionadas e que padrões semelhantes de distribuição ocorrem em tecidos humanos. O polônio é de fato um elemento naturalmente presente em todos os seres humanos, contribuindo apreciavelmente para a dose natural de fundo, com amplas variações geográficas e culturais, e níveis particularmente altos em residentes do Ártico, por exemplo.

Tabaco

O polônio-210 no tabaco contribui para muitos dos casos de câncer de pulmão em todo o mundo. A maior parte desse polônio é derivada do chumbo-210 depositado nas folhas de tabaco da atmosfera; o chumbo-210 é um produto do gás radônio-222, muito do qual parece originar-se da decomposição do rádio-226 dos fertilizantes aplicados aos solos do tabaco.

A presença de polônio na fumaça do tabaco é conhecida desde o início dos anos 1960. Algumas das maiores empresas de tabaco do mundo pesquisaram maneiras de remover a substância - sem sucesso - durante um período de 40 anos. Os resultados nunca foram publicados.

Comida

O polônio é encontrado na cadeia alimentar, principalmente em frutos do mar.