بررسی اثار فلزات سنگین و اثر ان بر محیط زیست

بررسی اثار فلزات سنگین و اثر ان بر محیط زیست - نسخه‌ی قابل چاپ

+- تالار گفتگوی کیش تک/ kishtech forum (http://forum.kishtech.ir)
+-- انجمن: پردیس فناوری کیش (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=1)
+--- انجمن: گروه کشاورزی،محیط زیست و شیلات (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=170)
+--- موضوع: بررسی اثار فلزات سنگین و اثر ان بر محیط زیست (/showthread.php?tid=70837)

بررسی اثار فلزات سنگین و اثر ان بر محیط زیست - Fatemehjedarihashemi - 25-05-2022

بسیاری از فلزات سنگین برای انسان سمی هستند و چهار فلز جیوه، سرب، کادمیوم و آرسنیک فلزاتی هستند که به علت کاربرد گسترده و سمیت و توزیع وسیع آنها بیشترین خطرات زیست محیطی را دارند . البته هیچ یک از این عناصر هنوز به آن اندازه در محیط زیست پخش نشده تا اینکه خطری گسترده بشمار آید اما در هر حال در بعضی مناطق درسطوحی سمی یافت گردیده است . تفاوت فلزات با ترکیبات آلی سمی در این است که فلزات تخریب ناپذیرند و در محیط زیست تجمع حاصل می کنند ، چگالی فلزات سنگین بدلیل قرار گیری آنها در پائین جدول تناوبی بیشتر از سایر مواد متداول است. اگر چه فلزات سنگین را به عنوان آلاینده های آب و آلاینده های موجود در مواد غذائی تلقی می کنیم ولی باید دانست که این فلزات بطور عمده از مکانی به مکانی دیگراز طریق هوا نیز منتقل میشوند و این انتقال عموما بصورت جذب در روی ذرات صورت می گیرد . برای مثال بیش از نیمی از ورودی فلزات سنگین در دریاچه های بزرگ بدلیل رسوب کردن آنها از هوا میباشد .

فلز سنگین کادمیوم بصورت متراکم و عنصر آزاد سمیت خاصی ندارد ولی به هر حال به شکل کاتیونی و متصل به زنجیر کوتاهی از اتمهای کربن خطرناک است و مکانیسم اثر سمی آن از نظر زیست شیمیائی ناشی از تمایل شدید کاتیون آن نسبت به گوگرد است . به این ترتیب گروههای سولفید ریل SH (که معمولا در آنزیمهائی که سرعت واکنشهای سوخت وسازی مهم بدن را کنترل می کنند یافت می شود) به آسانی به کاتیونهای فلز سنگین یا ملکولهائیکه این فلزات را در بر دارند و بلعیده شده اند متصل می شوند . از آنجا که پیوند فلز- گوگرد حاصله بر روی آنزیم اثر می گذارد این آنزیم نمی تواند وظیفه عادی خود را انجام دهد و سلامتی انسان به خطر افتاده و گاهی به مرگ منتهی میشود .

فلزات سنگین از سمی ترین آلاینده ها در محیط زیست بشمار می روند که از منابع مختلفی مانند مواد زائد معادن ، شیرابه اماکن دفن بهداشتی، فاضلابهای شهری ، روانابهای شهری و فاضلابهای صنعتی متفاوت بخصوص آبکاری ، الکترونیک و صنایع فلزی به محیط زیست تخلیه می شوند .این فلزات می توانند عوارضی نظیر مسمومیت سرطان و اثرات ژنتیکی کوتاه مدت و بلند مدت را ایجاد نمایند .

همچنین آلودگی خاک و آب با فلزات سنگین یکی از معضلات زیست محیطی عمده در جوامع بشری است که علاوه بر کاهش عملکرد و کیفیت محصول ، پایداری تولیدات کشاورزی را دچار مخاطره نموده و سلامتی افراد جامعه را نیز به خطر می اندازد . در این میان فلز کادمیوم دارای اهمیت ویژه ای است زیرا ریشه گیاهان به راحتی آنرا جذب می کند و سمیت آن برای گیاه تا 20 برابر سایر فلزات سنگین می باشد .

فلزات سنگین عناصر طبیعی پوسته زمین نیز بشمار میروند که آنها را نمیتوان کم کرد یا از بین برد . مقداری از آنها از طریق غذا و نوشیدن و آب وهوا وارد بدن ما میشوند . بعنوان عناصر کم مقدار Trace برخی از این عناصر مثل مس و سلنیم و روی برای حفظ متابولیسم بدن انسان ضروری اند اما در غلظتهای زیاد می توانند سبب مسمومیت شوند .

فلزات سنگین ممکن است انباشتگی زیستی bioaccumulate ایجاد کنند . انباشتگی زیستی یعنی افزایش غلظت یک ماده شیمیائی در یک ارگانیسم بیولوژیکی در طی زمان در مقایسه با غلظت مواد شیمیائی در محیط . ترکیبات در موجودات زنده وقتی که سریعتر یا قبل از شکسته شدن یا دفع شدن جذب و ذخیره شوند ، انباشته شده یعنی رسوب می کنند .

همانگونه که ذکر شد فلزات سنگین بطرق گوناگونی منتشر می شوند ، توسط زباله های صنعتی و مصرفی وارد منابع آبی شوند یا حتی توسط بارانهای اسیدی که خاک را تجزیه کرده و فلزات سنگین را داخل نهرها، دریاچه ها ، رودخانه ها و آبهای زیر زمینی آزاد نمایند .

ویژگی های عمومی فلزات سنگین عبارتند از :

1- تجمع پذیری در بافتها

2-تجزیه ناپذیری

3-مقاومت به تغییرات بیولوژیکی در محیط زیست

که عوامل نامبرده سبب ورود آنها به چرخه حیات و زنجیره غذائی ، تجمع در بافتهای چرب و تغییر و تبدیل در بافتهای مصرف کننده می گردد .

حال عمده خطرات فلزات سنگین برای سلامتی انسان در ذیل ذکر می گردد :

همانگونه که در بالا ذکر شد فلز کادمیوم یکی از خطرناک ترین فلزات سنگین به شمار میرود که اگر به میزان بیش از حد مجاز آن وارد بدن انسان گردد باعث بیماری گرفتگی ریه ها شده و یکی از عوامل مهم بروز سرطان ریه می باشد ، همچنین پوکی استخوان نیز از عوارض دیگر این فلز در انسان و حیوان می باشد .

از جمله فلزات سنگین می توان فلز آنتیموآن را نام برد که در رنگ مایه های باتری ، سرامیک و شیشه یافت می شود . ا مدت کوتاهی در معرض آن بودن باعث استفراغ ،تهوع و اسهال می گردد . اگرکسی مدت طولانی در معرض آن قرار داشته باشد احتمال سرطان زائی این فلز وجود دارد .

کروم هم دیگر فلز سنگینی است که در آلیاژهای فلزی ، رنگ مایه های رنگها ، سیمان ، کاغذ ، پاک کن و مواد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد که عمده ترین مصرف آن در فرآیند آبکاری می باشد ،قرارگیری به مدت کوتاه در معرض کروم سبب تحریک یا ایجاد زخم در پوست شده اما طولانی بودن این مساله می تواند به صدمه به کلیه ، کبد ، گردش خون و بافتهای عصبی منجر شود .

مس نیز از جمله فلزات سنگین به شمار میرود که البته ماده ای ضروری برای حیات انسان است اما مقادیر بالای آن می تواند موجبات کم خونی ، صدمه به کبد و کلیه و معده و همچنین تحریک روده ها را فراهم می آورد . مس معمولا از آب آشامیدنی عبور کرده از لوله های مسی وارد بدن انسان می گردد.

سرب فلزی است که بیشترین اثر منفی را بر نوزاد و جنین در حال رشد دارد و همچنین آثار بیو شیمیائی منفی در همه افراد از جمله اثرات مخرب بر روی کلیه ها ، دستگاه گوارش ، روده ها ، مفاصل و سیستم تناسلی داشته و موجب وارد آمدن آسیب حاد یا مزمن به سیستم عصبی می گردد . گاها مسمومیت سربی آن قدر شدید است که رشد عصبی و روانی کودک را مختل می سازد و مطالعات نشان داده است که در کودکان افت IQ تا 2 نمره نیز امکان وقوع دارد .

جیوه فلزی است که غیر جامد می باشد که در باتری ها ،لامپ ها و دماسنج ها مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین در دندانپزشکی جهت پر کردن دندان بکار میرود و در دارو سازی نیز کاربرد فراوانی دارد . بدبهی است که مشکلات ناشی از فلز جیوه در انسان از اشکال بسیار سمی آن نشات می گیرد که این اشکال عبارتند از : منو متیل جیوه و دی متیل جیوه که بسیار سمی بوده و موجب نارسائی ها و مشکلات عصبی می شوند و مهمترین راه انتقال جیوه به انسان زنجیره غذائی است و نه تنفس.

در مورد نیکل باید این مساله مد نظر قرار گیرد که مقادیر کم این فلز برای تولید گلبولهای قرمز لازم است اما قرار داشتن به مدت طولانی در معرض آن می تواند موجب کاهش وزن ، آسیب به قلب و کبد ،و تحریکات پوستی گردد . این فلز بیشتر بر اثر فعالیت های آبکاری ، باطری سازی و صنایع الکترونیکی به محیط زیست ما وارد می شود .

سلنیم نیز به مقادیر کم برای انسان و حیوان لازم است اما مقادیر زیاد آن می تواند موجب آسیب به سیستم عصبی ، خستگی بیش از اندازه و حسا سیت (تحریک پذیری) گردد . سلنیم قابلیت انبا شته شدن در با فتهای زنده را دارا ست که در این صورت مشکلات بسیار بیشتری را برای سلامتی بوجود می آورد از جمله : کم شدن مو و شکننده شدن ناخن ، آسیب به کلیه ها و بافت کبد ، آسیب به دستگاه گردش خون و آسیبهای جبران ناپذیر به سیستم عصبی .

با توجه به مطالب ذکرشده در بالا و مضرات اغلب این فلزات برای انسان می بایست اطلاعات بیشتری در خصوص نحوه ورود این فلزات به بدن ما یا طرق جذب آن، تاثیرات منفی فلز بر بافتهای بدن ، هدف مورد تخریب آنها ،راههای جلوگیری از تاثیرات منفی این فلزات ، راههای کاهش تجمع یا حذف این فلزات کسب شود که سعی می شود در این خصوص اطلاعات مفصل تری در مطالب بعدی ارائه گردد .