فلزات سنگین چیست؟

نمی‌توان آن‌ها را تخریب یا نابود کرد. آن‌ها از طریق غذا، آب آشامیدنی و هوا می‌توانند وارد بدن ما شوند. به عنوان عناصر کمیاب، برخی از فلزات سنگین (به عنوان مثال مس، سلنیوم و روی) برای حفظ متابولیسم بدن انسان ضروری هستند. با این حال، در غلظت‌های بالاتر می‌توانند منجر به مسمومیت شوند. مسمومیت با فلزات سنگین می‌تواند به عنوان مثال، در اثر آلودگی آب آشامیدنی (به عنوان مثال لوله‌های سربی)، غلظت زیاد هوای محیط در نزدیکی منابع خروج مایعات یا مصرف از طریق زنجیره غذایی ایجاد شود.

فلزات سنگین خطرناک هستند زیرا تمایل به تجمع زیستی دارند. تجمع زیستی به معنای افزایش غلظت یک ماده شیمیایی در یک ارگانیسم بیولوژیکی در طول زمان است. فلزات سنگین می‌توانند از طریق زباله‌های صنعتی و مصرفی، یا حتی در اثر باران اسیدی و تجزیه خاک و آزادسازی آن‌ها به جویبارها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و آب‌های زیرزمینی، به منبع آب وارد شوند.

بررسی تاثیر برخی فلزات سنگین بر سلامتی انسان و محیط

اثرات آنتیموان بر محیط ‌زیست

آنتیموان فلزی است که در ترکیب با تری اکسید آنتیموان، به عنوان یک بازدارنده شعله استفاده می‌شود. این ماده را می‌توان در باتری‌ها، رنگ‌دانه‌ها و سرامیک‌ها و شیشه‌ها نیز یافت. قرار گرفتن در معرض سطح بالای آنتیموان برای مدت زمان کوتاه باعث حالت تهوع، استفراغ و اسهال می‌شود. اطلاعات کمی در مورد اثرات دراز مدت قرار گرفتن در معرض آنتیموان وجود دارد؛ اما این یک ماده سرطان‌زای انسانی خطرناک است. بیشتر ترکیبات آنتیموان در آبزیان تجمع زیستی ندارند.

آشنایی با فلزات سنگین و اثرات آن‌ها

اثرات کادمیوم بر محیط‌زیست

کادمیوم خاصیت سم‌شناسی خود را از شباهت شیمیایی آن به روی، یک عنصر ریزمغذی ضروری برای گیاهان، حیوانات و انسان بدست می‌آورد. کادمیوم مقاومت زیستی دارد و پس از جذب توسط ارگانیسم، سال‌ها (برای ده‌ها سال برای انسان) ساکن باقی می‌ماند، اگرچه در نهایت دفع می‌شود. اگر انسان به مدت طولانی در معرض این فلز قرار بگیرد، دچار اختلال عملکرد در کلیه خواهد بود. همچنین از علائم دیگر آن بیماری انسدادی ریه و در نهایت سرطان ریه می‌باشد. کادمیوم ممکن است در انسان و حیوانات پوکی استخوانی ایجاد کند.

میانگین مصرف روزانه برای انسان ۰.۱۵ میکروگرم از هوا و ۱ میکروگرم از آب تخمین زده می‌شود. یک بسته سیگار کشیدن حاوی ۲۰ نخ سیگار می‌تواند منجر به استنشاق حدود ۲-۴ میکروگرم کادمیوم شود، اما ممکن است سطح آن بسیار متفاوت باشد.

کادمیوم به چه شکلی ساطع می‌شود؟

کادمیوم نمونه‌ای از فلزات سنگین که به عنوان یک محصول جانبی اجتناب ناپذیر از تصفیه روی (بعضا سرب) تولید می‌شود، زیرا این فلزات به طور طبیعی در سنگ معدن خام اتفاق می‌افتند. با این حال، پس از جمع‌آوری کادمیوم، بازیافت آن نسبتاً آسان است.

کادمیوم در باتری‌ها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، باتری‌های حاوی کادمیوم از عمر طولانی و تحمل زیاد به فشارهای جسمی و الکتریکی برخوردار هستند. پوشش‌های کادمیوم در برابر خوردگی مقاومت خوبی را ایجاد می‌کنند، به ویژه در محیط‌های دارای تنش بالا مانند برنامه‌های دریایی و هوافضا که به ایمنی یا قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارند. سایر کاربردهای کادمیوم به عنوان رنگ‌دانه‌ها، تثبیت‌کننده‌های PVC، در آلیاژها و ترکیبات الکترونیکی است. کادمیوم همچنین به عنوان ناخالصی در چندین محصول از جمله کودهای فسفاته، شوینده‌ها و فرآورده‌های نفتی تصفیه شده، وجود دارد.

به طور کلی، مسیر اصلی جذب کادمیوم در افراد غیر سیگاری از طریق غذا، از طریق افزودن کادمیوم به خاک کشاورزی و جذب مواد غذایی و گیاهان علوفه‌ای صورت می‌گیرد. تماس اضافی با انسان از طریق حضور کادمیوم در هوای محیط و آب آشامیدنی ایجاد می‌شود.

آب آشامیدنی یکی از راه‌های انتقال فلزات سنگین به بدن است.

اثرات کروم بر محیط ‌زیست

کروم یکی دیگر از فلزات سنگین که در آلیاژهای فلزی و رنگ‌دانه‌ها برای رنگ، سیمان، کاغذ، لاستیک و سایر مواد استفاده می‌شود. قرار گرفتن در معرض سطح پایین کروم، می‌تواند باعث تحریک پوست و ایجاد زخم شود. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت می‌تواند باعث آسیب کلیه و کبد و آسیب رساندن به خون‌رسانی و بافت عصبی شود. کروم اغلب در آبزیان جمع می‌شود و حیات ماهی‌هایی که ممکن است در معرض مقادیر بالای کروم قرار داشته باشند، به خطر می‌اندازد.

اثرات مس بر محیط ‌زیست

مس یک ماده ضروری برای زندگی انسان است، اما در دوزهای بالا می‌تواند باعث کم‌خونی، آسیب کبدی و کلیوی و تحریک معده و روده شود. بیماری ویلسون در افرادی که بیش از حد در برابر مس قرار گرفتند، مشاهده می‌شود. مس به طور معمول در لوله‌های مسی برای انتقال آب آشامیدنی و همچنین مواد افزودنی ایجاد شده برای کنترل رشد جلبک وجود دارد.

اثرات سرب بر محیط‌ زیست

در انسان مسمومیت به سرب بسته به سطح و مدت‌زمان تماس، می‌تواند منجر به طیف وسیعی از اثرات بیولوژیکی شود. اثرات مختلفی در محدوده وسیعی از دوزها رخ می‌دهد، جنین و نوزاد در حال رشد حساسیت بیشتری نسبت به بزرگسالان دارند. در مقادیر بالا ممکن است منجر به اثرات بیوشیمیایی سمی در انسان شود که به نوبه خود باعث ایجاد مشکل در سنتز هموگلوبین، اثرات آن بر کلیه‌ها، دستگاه گوارش، مفاصل و سیستم تولید مثل و آسیب حاد یا مزمن به سیستم عصبی شود.

مسمومیت با سرب، به حدی شدید است که باعث ایجاد بیماری واضح می‌شود. با این حال، در غلظت‌های متوسط، شواهد قانع‌کننده‌ای وجود دارد که نشان می‌دهد سرب می‌تواند اثرات کوچک، ظریف و زیر بالینی، به‌ویژه بر تحولات عصب روان‌شناختی در کودکان داشته باشد. برخی مطالعات نشان می‌دهد که در اثر افزایش سطح سرب خون از ۱۰ به ۲۰μg / dl در کودکان خردسال، ضریب هوشی آن‌ها کاهش یافته است.

اثرات نیکل بر محیط‌ زیست

مقدار کمی نیکل برای تولید گلبول‌های قرمز در بدن مورد نیاز است. در مقادیر بیش از حد، می‌تواند تا حدودی سمی باشد. قرار گرفتن در معرض مقدار بالای نیکل در کوتاه مدت هیچ مشکلی در سلامتی ایجاد نمی‌کند، اما قرار گرفتن در معرض نیکل به مدت طولانی، می‌تواند باعث کاهش وزن بدن، آسیب به قلب و کبد و تحریک پوست شود. نیکل می‌تواند در آبزیان جمع شود، اما وجود آن در طول زنجیره‌های غذایی زیاد نمی‌شود.

اثرات سلنیوم بر محیط‌ زیست و انسان

سلنیوم جزء فلزات سنگین که به مقدار کم برای انسان و سایر حیوانات مورد نیاز است، اما در مقادیر بیشتر می‌تواند باعث آسیب به سیستم عصبی، خستگی و تحریک‌پذیری شود. سلنیوم در بافت‌های زنده تجمع می‌کند. درصد بالای آن ممکن است در سلامتی انسان مشکلات بیشتری ایجاد کند. این مشکلات سلامتی شامل ریزش مو، شکستن ناخن، آسیب به بافت کلیه و کبد، آسیب به بافت گردش خون و آسیب شدیدتر به سیستم عصبی می‌باشد.

نحوه تشخیص وجود فلزات سنگین در آزمایشگاه

برای اندازه‌گیری فلزات سنگین از دستگاهی به نام جذب اتمی (atomic absorption) در آزمایشگاه استفاده می‌شود. این دستگاه با جذب اشعه نوری توسط اتم، میزان غلظت یک عنصر در نمونه را شناسایی می‌نماید. هر عنصر طول موج خاص خودش را دارد که به غلظت آن عنصر بستگی دارد. فلزات سنگین از طریق هوا، غذا و آب می‌توانند به انتقال یابند. حضور بعضی از عنصرها برای بدن لازم و ضروری است. در صورتی که میزان عنصری بیش از حد تعیین شده باشد باعث مسمومیت خواهد شد. لذا باید راه‌های انتقال و حضور این فلزات سنگین را شناسایی و تشخیص داد. تا جایی که ممکن است برای در امان بودن از ضررهای ناشی از فلزات سنگین، باید در تماس با آن‌ها محتاط رفتار کنیم.