العناصر الثقيلة و تاثيراتها علي الصحة العامة و البيئة (1)
سبق وأشرت في مقالة سابقة عن البحث الخاص بتوزيع العناصر الثقيلة الذي تم علي مجري نهرالنيل في مصروعن درجة ترسيبات العناصر الثقيلة ( Heavy Metals)علي طول النهروعلي فرعي رشيد ودمياط حتي المصب بالبحر المتوسط وإستكمالا لهذا الموضوع الهام رايت أنه من الأهمية بمكان أن نتعرف كمواطنين ومسئولين وقيادات عما يمكن أن يتعرض له المجتمع رجالا ونساءا أطفالا وشبابا وشيوخا من مخاطر شديدة صحيا و بيئيا وذلك من خلال تعرض الإنسان لمختلف السموم بسبب التلوث البيئي، بما في ذلك المبيدات الحشرية، والمعادن الثقيلة، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.
وخلافا لمعظم الملوثات العضوية، فإن الآليات الطبيعية لا تزيل المعادن الثقيلة من النظم البيئية. وفي البيئات الحيوية وغير الحيوية، فإنها تتراكم في كثيرمن الأحيان بكميات خطيرة. يمكن أن تدخل المعادن الثقيلة إلى بيئة نتيجة لكل من الأحداث الطبيعية مثل الانفجارات البركانية وتآكل التربة وحرائق الغابات، بالإضافة إلى الأنشطة التي من صنع الإنسان مثل التعدين والأسمدة والنفايات السائلة المنزلية والصناعية.
تعريف العنصر الثقيل :
العنصرالثقيل هوالذي يزيد عدده الذري عن 20و كثافته الذرية عن 5جرام في سم المكعب تنقسم العناصر الثقيلة إلي قسمين أساسية وغيرأساسية تحتاج الكائنات الحية إلى الأساسية للقيام بوظائفها الحيوية، بما في ذلك النمو والتمثيل الغذائي وتكوين الأعضاء المختلفة. تحتاج النباتات إلى مجموعة متنوعة من المعادن الثقيلة المهمة، بما في ذلك النحاس والحديد والمنجنيز والكوبالت والزنك والنيكل، لأنها تنتج عوامل مساعدة حاسمة للسلامة الهيكلية والوظيفية للإنزيمات والبروتينات الأخرى.
مداخل العناصر الثقيلة وأثرها على البيئة :
1. التربة
قد يحدث تلوث التربة عن المصادر الطبيعية والبشرية للمعادن الثقيلة، مثل تآكل التربة والإنفجارات البركانية وحرائق الغابات وعمليات التعدين والأنشطة الصناعية وإستخدامات الأسمدة والنفايات الحضرية. في الخامات توجد المعادن الثقيلة بشكل طبيعي في أشكال كيميائية مختلفة، مثل الكبريتيدات أو الأكاسيد. تتسبب عمليات التصنيع المتعددة، بما في ذلك إنتاج المواد الكيميائية، وتكرير النفط، ومعالجة المعادن، والطلاء، والدباغة، والبلاستيك، في التلوث الصناعي. العناصر الرئيسية التي تؤثر على حركة المعادن الثقيلة في التربة والمناظر الطبيعية هي الرياح والمياه والجاذبية. يتأثر توزيع المعادن بين مرحلتي الصلبة والمحلول بالأشكال الكيميائية للمعادن في كل خطوة وبالعناصر الكيميائية مثل الرقم الهيدروجيني وتركيز المعدن وتركيب التربة. قد يؤثر فقدان أعداد الحيوانات في التربة بسبب التسمم بالمعادن الثقيلة في التربة على خصوبة التربة.
2. هواء
في الغلاف الجوي، توجد المعادن الثقيلة في المقام الأول كجسيمات. يسمى خليط من الجزيئات الصلبة والسائلة المنتشرة في الهواء بالجسيمات. وهي تتألف من الجسيمات الأولية المنبعثة في الغلاف الجوي مباشرة والجسيمات الثانوية الناتجة عن الأكسدة الكيميائية للملوثات الغازية. تساهم الأنشطة الطبيعية (الإنفجارات البركانية، وتآكل التربة، والعواصف الرملية، وإعادة تعليق الغبار) والمصادر البشرية (بشكل رئيسي الإنبعاثات الصناعية والزراعية وإنبعاثات المركبات) في تركيز المعادن في الغلاف الجوي. فئة كبيرة من الجزيئات غيرالعضوية في الغلاف الجوي هي أكاسيد المعادن. وهي تخرج من إحتراق الوقود الذي يشمل المعادن. بشكل عام، يحتوي الشتاء على تركيزات أعلى من المعادن الثقيلة في الغلاف الجوي مقارنة بالصيف. ويرجع ذلك على الأرجح إلى إرتفاع درجات الحرارة في الصيف، وقدرات الإنتشار القوية، والطقس الممطر. في المقابل، يميل الصيف إلى أن يكون لديه معدلات ترسيب للمعادن الثقيلة في الغلاف الجوي أعلى من الشتاء.
3. ماء
أدى تفشي “مرض ميناماتا” و”إيتاي إيتاي” أو “مرض أوتش” في اليابان في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين إلى لفت إنتباه العالم إلى المخاطر البيئية الناجمة عن تلوث المياه بالمعادن الثقيلة. وقد حدث مرض أوتش بسبب تناول الأرز الملوث بمستويات مميتة من الكادميوم. في المقابل، ظهر مرض ميناماتا عن طريق تناول الأسماك والمحارالملوث بميثيل الزئبق السام.
تؤدي العمليات الطبيعية والعمليات التي من صنع الإنسان إلى دخول المعادن الثقيلة إلى البيئة المائية. يمكن أن يحدث الدخول مباشرة من خلال التصريف في المياه العذبة والموائل البحرية أو بشكل غير مباشر من خلال الترسيب الرطب والجاف. تشمل المصادر المحتملة للتلوث بالمعادن الثقيلة في البيئة المائية النفايات الناتجة عن الأنشطة البشرية، والهياكل الجيوكيميائية، والنفايات السائلة الناتجة عن التعدين. تتوزع المعادن الثقيلة عبر أربع حجرات متفاعلة بعد إدخالها إلى البيئة البحرية (الماء، والمواد العالقة، والرواسب، والكائنات الحية). يمكن العثورعلى المعادن في البيئة المائية على شكل مواد مذابة أو جسيمية. الآليات الأساسية التي تتحكم في توزيع المعادن الثقيلة في النظم البيئية المائية هي الترسيب، والإمتزاز ، والتخفيف، والتشتت. قد يرتفع تركيز المعادن الثقيلة في الكائنات الحية بسبب إمتصاصها من قبل كل من النباتات والحيوانات. الإخلاء البطيء يمكن أن يؤدي إلى التراكم البيولوجي ظاهرة يمكن أن تلوث السلسلة الغذائية المائية.
بعض تأثيرات العناصرالثقيلة على صحة الإنسان :
أحد أقدم المعادن الثقيلة، وهو الرصاص Pb) ) كان يُستخدم في السابق كمبيدات حشرية، وطلاء السيراميك، وأصباغ الشعر. إن تناول الطعام والماء الملوث والإستهلاك العرضي للغباروالأتربة هي الطرق الرئيسية التي يحدث بها التعرض للرصاص. يعد الطلاء المحتوي على الرصاص في المنازل القديمة طريقًا مهمًا آخر للتعرض. عندما يدخل الرصاص الجسم، فإنه ينتقل عبر الدم والأنسجة الرخوة قبل أن يتراكم في الجهاز الهيكلي. تعد قدرة الرصاص على التفاعل مع البروتينات وتقليل نشاط الإنزيم من خلال التنافس مع الكاتيونات المعدنية الضرورية لمواقع الإرتباط من الأسباب الرئيسية للتسمم بالرصاص. يمكن أن تؤدي السمية المزمنة إلى إضطرابات عصبية، وضعف إدراكي، والولادة المبكرة، وإصابة الدماغ، وإختلال وظائف الكلى، وأمراض الإنجاب، وتلف الكبد، والشلل، وحتى الموت. السمية الحادة يمكن أن تسبب التعب، والتهيج، والأرق، والصداع، وفقدان الشهية، والبلادة، وإرتفاع ضغط الدم، والدوار.
الطريق الأكثر أهمية لتعرض البشر للكادميوم هو المدخل الغذائي. وهناك طريق آخر للتعرض للمعدن الذي يحتوي على مستويات كبيرة منه وهو دخان التبغ. يزيد التدخين بشكل كبيرمن العبء الإجمالي للجسم لأن الرئتين تمتص الكادميوم بشكل أسرع بكثير من الجهاز الهضمي. إرتفاع ضغط الدم، وتأخرنمو الجنين، وفقدان الحمل، ونقص الحديد، ومشاكل الجهاز الهضمي، وكسور العظام، والسمية الكلوية، والخلل الكلوي، والقضايا العصبية، وتلف الرئة، وسرطان الرئة هي بعض من الآثار الضارة لسمية الكادميوم.
يعد تناول المأكولات البحرية ومادة حشوالأسنان من الأسباب الرئيسية لتعرض البشر للزئبق. وأيضا التعرض لإستنشاق بخارالزئبق. يتم إمتصاص الزئبق الأولي وميثيل الزئبق بسهولة في الأنسجة بسبب إرتفاع نسبة الدهون فيهما. المظاهر السريرية الرئيسية للتعرض الحاد والمزمن للزئبق هي الأرق، فقدان الوزن، القيء،الإسهال،السعال،ضيق التنفس،الحمى،الرعشة، إلتهاب اللثة، الإحمرار، الأوهام، الهلوسة، مرض ألم الأطراف، التشوه الخلقي، الخلل الأنبوبي الكلوي، والإضطرابات العصبية، الشلل والموت.
عسي الله أن يهدينا سواء السبيل للإنتباه للمخاطرالتي تهدد صحة المجتمع وهوسبحانه الموفق والمستعان .
الدكتور /محمد عبد المنعم صالح
إستشاري صحة البيئة والميكروبيولوجيا الطبية