آهن پويا - فروش و صادرات آهن آلات

سمیت این عناصر فلزی به حدی است که حتی  ورود مقدار کمی از آنها به اعضای بدن انسان خطر افرین است . 

چکیده

فلزات سنگین عناصر طبیعی هستند که وزن اتمی آنها و چگالی شان پنج  برابر بیشتر از آب است . کاربردهای چند جانبه ی آنها در صنایع ، کشاورزی ، تکنولوژی و پزشکی سبب شده است تا آنها در سراسر طبیعت گسترش یابند و باعث افزایش نگرانی هایی درخصوص سلامت انسان و محیط زیست شده اند . سمیت آنها به عوامل مختلفی بستگی دارد .

این عوامل عبارتند از دوز ،  مسیر پخش ، گونه های شیمیایی و همینطور سن و جنسیت ، عوامل ژنتیکی و وضعیت تغذیه ی افراد در معرض خطر .
 آرسنیک ، کادمیوم ، کروم ، سرب و جیوه از نمونه های فلزات اولیه هستند که تاثیر بسزایی در سلامت عمومی جامعه دارند . سمیت این عناصر فلزی به حدی است که حتی  ورود مقدار کمی از آنها به اعضای بدن انسان خطر افرین است .

بر اساس گفته ی سازمان حافظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا و تیم تحقیقاتی بین المللی سرطان  ، این مواد به عنوان مواد سرطان زا شناخته می شوند . این بررسی ، تحلیلی از وقوع محیطی ، تولید و استفاده ، پتانسیل گستردگی در میان انسان ها و مکانیزم های مولکولی سمیت ، سمیت ژنتیکی و وقوع سرطان را فراهم آورده است . 

مقدمه

فلزات موادی هستند که رسانایی الکتریکی و چکش خواری و درخشش  زیادی دارند و الکترون های آنها از دست می رود تا یون های مثبت بدست آید . فلزات بطور طبیعی از پوسته ی زمین بدست می آیند و ترکیبات ساختاری آنها بسته به محل های جمع آوری شان متفاوت است و در نتیجه تفاوت هایی در غلظت مواد سازنده شان پدید می آید .

گستردگی فلزات در اتمسفر بواسطه ی عوامل مختلفی کنترل می شود . هدف اصلی این مقاله ، بررسی دقیقی در خصوص فلزات سنگین و تاثیرات منفی آنها بر محیط زیست و جانداران زنده است . فلزات سنگین  به فلزاتی گفته می شود که دارای چگالی بیش از 5 گرم بر سانتی متر مکعب باشد و بر محیط زیست و جانداران زنده تاثیر سوء می گذارد .

این فلزات برای نگهداری و حفظ کارکرد های بیومکانیکی و فیزیولوژیکی مختلف در موجودات زنده ضروری هستند و زمانی که چگالی شان از حد مشخصی تجاوز کند ، سمی می شوند . 

اگرچه ثابت شده است که فلزات سنگین تاثیرات منفی بر سلامت انسان می گذارند و این تاثیرات به مدت طولانی باقی می ماند اما استفاده از این فلزات در سراسر جهان در حال افزایش است . فلزات سنگین در آلودگی زیست محیطی تاثیر می گذارند و سمیت آنها مشکلی افزاینده در عوامل محیطی ، تغذیه ای ، اکولوژیکی است .

مهم ترین فلزات یافت شده در آب پسماند ، آرسنیک ، کادمیوم ، کروم ، مس ، سرب ، نیکل و روی است که تمام آنها برای سلامت انسان و محیط زیست  مضر است . فلزات سنگین در محیط بوسیله ی ابزار  طبیعی و از طریق فعالیت های انسان ایجاد می شوند . منابع مختلف فلزات سنگین ، شامل آلودگی خاک ، معدن کاری ، هوازدگی طبیعی پوسته زمین ، رواناب صنعتی ، تخلیه فاضلاب ، حشرات و یا عوامل کننترل کننده ی بیماری  و ... است . 

اگرچه این فلزات کارکرد های اساسی بیولوژیکی بر گیاهان و حیوانات دارند اما برخی اوقات هماهنگی شیمیایی و خواص کاهش اکسیداسیون برای آن‌ها مزیت دیگری به ارمغان آورده‌است تا آن‌ها بتوانند مکانیزم های کنترل کننده مانند انتقال ، هم ایستایی ، تقسیم و اتصال به اجزای سازنده را از دست بدهند .

این فلزات از طریق محل های پروتیینی متصل می شوند که باعث از بین رفتن سلول ها و در نهایت سمیت می شود . در تحقیق قبل مشخص شد که زوال اکسید بیولوژیکی ، عمدتا ناشی از اتصال فلزات سنگین به DNA  و پروتیین های هسته ای است . 

فلزات سنگین و مکانیزم سمیت آنها 

آرسنیک 

آرسنیک یکی از مهم تری فلزات سنگین است باعث مشکلاتی در سلامت فردی و اکولوژی  محیط زیست می شود . این فلز دارای خواص شبه فلزی است و سمی و سرطان زا است و به شکل اکسید ، سولفید و یا نمک آهن ، سدیوم ، کلسیوم ، مس و غیره در دسترس است .

انسان ها با وسایل طبیعی ، منابع صنعتی یا از منابع ناخواسته ای با آرسنیک در تماس اند . آب آشامیدنی ممکن است از طریق آفت کش ها ، رسوبات مواد معدنی و یا دفع نامناسب مواد شیمیایی آرسنیکی آلوده شود . مصرف مواد آرسنیکی در موارد اقدام به خود کشی و یا مصرف ناخواسته توسط کودکان منجر به مسمومیت می شود .

آرسنیک یک سم پروپلاستیک است و بر گروه سولفیدریل سلول ها تاثیر می گذارد که باعث مشکلاتی در  تنفس ، آنزیم های سلوسی و میتوز می شود . 

سرب 

سرب یک فلز بسیار سمی است که استفاده ی گسترده از آن باعث آلودگی زیست محیطی و مشکلات سلامت انسان در تمام جهان می شود . سرب فلزی روشن و نقره ای رنگ است و در محیط های خشک به رنگ تقریبا آبی مشاهده می شود . سرب در تماس با هوا لکه دار می شود  و درنهایت باعث ایجاد ترکیب پیچیده ای می شود . 

منابع گسترش این فلز عبارتند از : فرآیند های صنعتی ، غذا و سیگار ، آب آشامیدنی و منابع منطقه ای  . منابع سرب در گذشته بنزین و رنگ خانه بود که بعد ها به گلوله های سربی ، لوله کشی ها ، مشربه های قلعی ، باتری های نگهدارنده ، اسباب بازی ها و شیرآب تعمیم پیدا کرد . 

در آمریکا سالانه حدودا 100 تا 200 هزار تن سرب از اگزوز وسایل نقلیه خارج می شود . مقداری از آن توسط  گیاهان جذب می شود ، مقداری در خاک می ماند و مقداری در اب وارد می شود و در نهایت مصرف انسان از آب یا غذای آلوده باعث ورود سرب به بدن وی می شود . 
سرب فلزی بسیار سمی است و فرآیند های فیزیولوژیکی گیاهان را تحت تاثیر قرار می دهد و برخلاف دیگر فلزات اعم از روی و مس و منگنز هیچ تاثیر بیولوژیکی ندارد . 

جیوه

جیوه  بطور طبیعی فلزی براق و نقره ای رنگ و مایع است و زمانی که گرما بگیرد بی رنگ و بی بو می شود . جیوه بسیار سمی است و تجمع زیستی آن زیاد است .تحقیقات زیادی انجام گرفته که نشان می دهد  وجود جیوه باعث تاثیرات منفی برای زیست محیط  دریایی می شود . منابع اصلی آلودگی جیوه عمدتا فعالیت های انسانی هستند مانند : فعالیت های کشاورزی ، معدن کاری ، تخلیه فاضلابات شهری ، و سوزاندن و دفع فاضلاب های صنعتی . 

جیوه عمدتا به سه شکل یافت می شود . عنصر فلزی ، نمک های معدنی و ترکیبات آلی . هر سه این اشکال ، دارای سمیت  و دسترسی زیستی متفاوت هستند . اشکال جیوه در منابع آبی من جمله دریاچه ها ، رودخانه ها و اقیانوس ها وجود دارد که در انجا توسط میکروارگانیسم ها استفاده می شود و میتل جیوه در میکروارگانیسم ها تبدیل می شود  و درنهایت باعث اختلالات زیادی در زندگی آبزیان می شود .

مصرف انسان از موجودات دریایی نیز باعث ورود جیوه به بدن انسان می گردد . جیوه عمدتا در ترمومتر ها ، بارومتر ها ، هیدرومتر ها ، لامپ های قوس جیوه و فلورسنت و بعنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار می گیرد . علاوه برموارد گفته شده ،  این عنصر ، در صنایع کاغذ سازی بعنوان جزیی از باتری ها و در صنایع دندانپزشکی ( آمالگام دندان ) وجود دارد . 

کادمیوم 

کادمیوم هفتمین فلز سمی در رتبه بندی ATSDR  است . این فلز یکی از فلزات فرعی گرفته شده از تولید روی است که انسان ها و حیوانات در محیط کار و درمحیط زیست می توانند در معرض آن قرار بگیرند . اگراین فلز وارد بدن انسان شود می تواند تا آخر عمر دربدن باقی بماند . این فلز برای اولین بار در جنگ جهانی اول بعنوان جایگزینی برای رنگدانه های قلع در صنایع رنگ کاری استفاده شد . امروزه از این فلز در باتری های قابل شارژ ، برای تولید  الیاژ های خاص و در تولید تنباکو استفاده می شود . 

حدود سه چهارم کادمیوم در باتری های آلکالین بعنوان جزیی از الکترود و قسمت باقی مانده در روکش کاری ، رنگدانه و در آبکاری بعنوان ثتبیت کننده پلاستیک استفاده می شود . انسان ها می توانند بواسطه ی تنفس دچار این سم شوند  و دچار مسمومیت حاد شوند . 

کادمیوم پخش شده  در محیط می تواند تا دهه ها ، در خاک و رسوبات باقی بماند . گیاهان این فلز را جذب میکنند و وارد چرخه ی غذایی انسان می شود و به بدن انسان می رسد . سازمان مواد و بیماریهای سمی آمریکا اظهار می دارد سالیانه بیش از 500 هزار کارگر از طریق این فلز مسموم می شوند . تحقیقات نشان می دهد  در چین ، مساحت تقریبی 11 هزار هکتار خاک توسط کادمیوم آلوده می شود و میزان مصرف سالانه پسماند صنعتی کادمیوم در محیط بیش از 680 تن برآورد شده‌است . بیشترین میزان گسترگی کادمیوم در ژاپن و چین است . 

بیشترین مقدار کادمیوم در میوه ها و سبزیجات وجود دارد و علت این مساله این است که از طیق خاک مستقیما جذب گیاهان می شود . کادمیوم فلزی بسیار سمی و غیرضروری است که  برای تاثیر نامطلوب آن بر سیستم‌های آنزیمی سلول‌ها ، استرس اکسیداتیو و القای فقر مواد مغذی در گیاهان شناخته شده‌است .  

کروم

کروم  هفتمین عنصر آزاد در زمین است . کروم در چندین حالت اکسیداسیون از Cr2+  تا Cr6+ در محیط پدید می آید . انواع کروم برای حیوانات ، گیاهان و انسان ها خطرناک است . کروم طبیعتا از طرق مختلف مانند سوزاندن زغال سنگ و نفت ، کاتالیست ها ، فولاد کرومی ، کود ، حفاری چاه های نفت ، و دباغی فلزات بدست می آید . کروم ، از طریق فاضلاب و کود به محیط ‌زیست وارد می‌شود . 

کروم در صنایع مختلف من جمله متالورژی ، رنگ سازی ، آبکاری الکتریکی ، نگهداری چوب ، تولیدات شیمیایی و تولید کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد . این صنایع در آلودگی کرومی نقش بسزایی دارند و بر روی گونه های اکولوژیکی و بیولوژیکی تاثیر منفی می گذارند . فعالیت های صنعتی و کشاورزی زیادی وجود دارند که سطح سمیت کروم در محیط ر افزایش می دهند و نگرانی از تاثیرات منفی آن را زیاد می کنند . آلودگی کرومی علی الخصوص آلودگی بوسیله ی کروم شش گانه بزرگترین نگرانی سال های اخیر بود ه است . 

در طی تولید کرومات ، باقی مانده کروم و آب های آلوده شده باعث می شود تا زمین های کشاورزی بشدت آلوده شوند . با اجرای کشاورزی مدرن ، کروم مداوما در محیط گسترده می شود که منجر به آلودگی خاک بر سیستم گیاهی و سبزیجات و نیز اختلال در بازده تولید سبزیجات و کیفیت آنها می شود . 

مقدار کروم بیش از حد مجاز ، مخرب است زیرا برعوامل بیولوژیکی گیاهان تاثیر می گذارد و وارد چرخه ی غذایی انسان می شود . ذرت ، گندم ، جو ، گل کلم از جمله  گیاهانی هستند  که بیش از همه از این فلز سمی آسیب می بینند . 

آلومینیوم

الومینیوم سومین عنصر فراوان در پوسته ی زمین است . آلومینیوم بصرت طبیعی در هوا ، آب و خاک وجود دارد . معدن کاری و کار بر روی آلومینیوم مقدار آن را در سطح زمین افزایش می دهد . تحقیقات اخیر درمورد سمیت محیط نشان داده است که  آلومینیوم تهدید بزرگی برای انسان ها ، حیوانات و گیاهان است و باعث بروز بیماری ها می شود . عوامل زیادی من جمله pH آب و مواد آلی به شدت بر سمیت آلومینیوم تاثیر می‌گذارند .

با افزایش pH سمیت افزایش می یابد . همبستگی یون‌های سمی آلومینیوم ، ناشی از تغییرات در pH خاک و آب ناشی از باران اسیدی و افزایش اسیدی شدن جو اطراف ، تاثیری منفی بر محیط‌زیست دارد . این امر با خشک کردن جنگل‌ها ، مسمومیت گیاهی ، کاهش محصول و یا شکست ، مرگ حیوانات آبزی و همچنین عدم تعادل مختلف در عملکرد سیستم‌های انسانی و حیوانی ، آشکار می‌شود . آلومینیوم یکی از رایج‌ترین عناصر موجود در پوسته زمین است . 

آلومینیوم در غلظت های بالا ، برای حیوانات ابزی تنفسی مانند ماهی بسیار سمی است و باعث شکست در ماریا در تولید یون های پلاسما و  لنف خونی می شود . فعالیت آنزیم های گیل که برای جذب یون ها ضروری است ، توسط شکل مونومریک از آلومینیوم در ماهیان  مهار می شود . ارگانیسم های زنده در آب مانند جلبک دریایی و خرچنگ خاردار ، نیز تحت‌ تاثیر سمیت آلومینیوم قرار دارند . 

آلومینیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد و برای میکروارگانیسم ها فلزی غیر ضروری است . مسیر های متابولیک در موجودات زنده شامل کلسیم ، فسفر ، فلوئور و ساخت و ساز آهن تحت تاثیر آلومینیوم قرار گرفته اند . ورود آلومینیوم در سلول های عصبی ، خونی و استخوانی بسیار مضر است . 

آهن

آهن دومین عنصر فراوان در پوسته ی زمین است و بیست و ششمین جایگاه در جدول تناوبی عناصر را از آن خود کرده است . آهن مهم ترین عنصر برای رشد تمام موجودات و ارگانیسم های زنده است . آهن یکی از حیاتی ترین اجزای جلبک ها ، و آنزیم ها مانند سیتوکروم ها و کاتالاز ها است و نیز در انتقال پروتیین های اکسیژن مانند هموگلوبین و مایوگلوبین نقش اساسی دارد . 

غلظت  آهن حل نشده در عمق اقیانوس ها عموما  0.6 nM or 33.5 × 10−9 میلی گرم بر لیتر است . در آب شیرین با تعیین سطح 5 میکروگرم بسیار پایین است ؛ درحالیکه در آب های زیر زمینی غلظت آهن حل شده ، با مقدار بیست میلی گرم بر لیتر بسیار بالاست . 

در کشور هایی مانند لیتوانی ، بسیاری از مردم در معرض سطح بالایی از آهن آب قرار گرفته اند چرا که آب های زیرزمینی جمع آوری شده از حد مجاز بیشتر هستند و به گفته ی اتحادیه اروپا برکیفیت آب آشامیدنی تاثیر گذاشته است . 

تحقیقی در زمینه ی سمیت آهن در گیاهان آبزی بویژه برنج انجام شده که نشان می دهد که رشد گونه های آبی با غلظت 1 میلی گرم در کل آهن مهار می شود . 
خاک های اسیدی رشد برنج را محدود می کند و علاوه بر آن کمبود زینک باعث اختلال ماکرونوتریت  در برنج های تالابی می شود . ویژگی های سمیت اهن در برنج شامل جذب زیاد  Fe2+ توسط ریشه ها ، انتقال تارک سو به برگ ها ، تیره شدن برگ های برنج و از دست داده بازه می باشد . 

تاثیرات فلزات سنگین بر انسان

35 نوع فلز وجود دارد که بخاطر وجود در محیط های سکونت و کار باعث ایجاد نگرانی برای انسان می شوند که از میان انها 23 مورد فلزات سنگین هستند : آنتیموان – آرسنیک – کادمیم – سریوم – کرومیوم – کبالت – مس – طلا – آهن – سرب  - منگنز – جیوه نیکل – پلاتینیوم– نقره – تلوریوم – قلع – اورانیوم – وانادیوم – روی – بیسموت – گالیوم . این فلزات سنگین عمدتا در محیط زیست و در رژیم غذایی انسان یافت می شوند .

در مقادیر کم برای سلامت انسان مفید و در مقادیر زیاد سمی و خطرناک هستند. سمیت فلزات سنگین می تواند باعث کم شدن سطح انرژی شود و به کارکرد مغز ، ریه ها ، کبد ، کلیه ها ، ساختار خون و اعضای مهم بدن اختلال وارد کند . 

در معرض قرار گرفتن بلند مدت این فلزات  می‌تواند منجر به پیشرفت  تدریجی فرآیندهای فیزیکی ، عضلانی و عصبی مانند بیماری‌ هایی مانند اسکلروز چندگانه ، بیماری پارکینسون ، بیماری آلزایمر و تحلیل عضلانی شود . در موارد حاد تر نیز می تواند باعث ایجاد سرطان شود . 
میزان سمیت برخی فلزات سنگین در محیط زیست باعث بروز بیماری ها می شود که از این رو دانش جامع درباره ی این فلزات می تواند باعث جلوگیری و انجام اقدامات دفاعی در برابر آنها شود .