ما هي الآثار الصحية أو البيئية للمعادن الثقيلة؟ - علم - 2026

تعتبر الآثار الصحية والبيئية للمعادن الثقيلة خطيرة للغاية ، لأنها مواد سامة بتركيزات منخفضة. يتكون من أكثر من 50 عنصرًا كيميائيًا بوزن ذري أكبر من 20 وكثافة أكبر من 4.5 جم / سم 3.

بعض المعادن الثقيلة ضرورية في النظام الغذائي للإنسان مثل الحديد والكوبالت والنحاس والحديد والمنغنيز والموليبدينوم والفاناديوم والسترونتيوم والزنك. ومع ذلك ، فإن حالات أخرى مثل الرصاص والكادميوم والزئبق والزرنيخ شديدة السمية لكل من البشر والكائنات الحية الأخرى.

التلوث بالزرنيخ. المصدر: Bochr

توجد المعادن الثقيلة في الطبيعة ، لكن الأنشطة البشرية تعزز انتشارها وتركيزها الاصطناعي. خاصة لاستخدامه في الدهانات والأصباغ ، وكذلك المحفزات في العمليات المختلفة ، على سبيل المثال في صناعة الورق والبلاستيك.

في بعض الحالات يكون التلوث من مصادر طبيعية ، كما في بعض الحالات بالزرنيخ والكادميوم. على أي حال ، يمثل التلوث بالمعادن الثقيلة مشكلة خطيرة للمجتمع وللنظم البيئية الطبيعية.

تحدد منظمة الصحة العالمية (WHO) التركيزات القصوى من المعادن الثقيلة المقبولة في الماء والغذاء للاستهلاك البشري. الواقع الحالي هو أنه في العديد من مناطق العالم ، تجاوزت التركيزات المكتشفة هذه الحدود

الآثار الصحية

كل معدن ثقيل ملوث له آلية عمل خاصة به ويتراكم في أنسجة أو أعضاء معينة.

مرض ميناماتا (اليابان)

في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم اكتشاف متلازمة عصبية الطفولة في سكان ميناماتا الساحلية في اليابان. كان من الممكن تحديد أن السبب كان تناول الأسماك الملوثة بالزئبق من صناعة تستخدم كلوريد الزئبق.

أثر الزئبق على الأمهات اللائي لم يولدن بعد وحدثت مشاكل عصبية خطيرة على الأطفال حديثي الولادة. بحلول عام 2009 ، تم التعرف على 2271 ضحية وأكثر من 10000 حالة.

التسمم بالرصاص أو التسمم

يحدث هذا المرض بسبب تناول الرصاص ، إما من الماء أو الهواء أو الطعام الملوث. الرصاص سام للأعصاب ، أي أنه يؤثر على الجهاز العصبي ، ويسبب تلف الخلايا العصبية ، خاصة في الدماغ.

كما أنه يؤثر على نخاع العظام ويتراكم في الكلى مسبباً الفشل الكلوي يؤدي وجود الرصاص في الدم إلى فقر الدم عن طريق منع تكوين الهيموجلوبين.

تلوث الكادميوم

يسبب تناول الكادميوم المرض المعروف باسم إيتاي إيتاي أو هشاشة العظام ، والذي يؤثر بشكل رئيسي على أنسجة العظام. يسبب هذا المرض هشاشة العظام مع كسور متعددة وفقر الدم وتلف الكلى والرئة.

يمكن أن يدخل الكادميوم في مجرى الفم والجهاز التنفسي ، ويصل إلى الدورة الدموية ويتراكم في الكلى والكبد. السجائر هي مصدر للكادميوم بسبب تلوث التربة حيث يزرع التبغ.

التلوث بالزرنيخ أو الزرنيخ

يتجاوز عدد سكان العالم المعرضين لخطر التعرض للزرنيخ 150 مليون شخص. يسبب الزرنيخ مشاكل في الجهاز التنفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز الهضمي وقد تم تحديده كسبب لسرطان الرئة والمثانة والجلد من بين أمور أخرى

تلوث النحاس

يتسبب التلوث بهذا المعدن في تلف الكبد والكلى وفقر الدم وتهيج الأمعاء الدقيقة والغليظة. تؤدي المستويات العالية من تلوث كبريتات النحاس إلى حدوث نخر في الكبد ، مما يؤدي إلى الوفاة.

يمكن أيضًا أن يتلوث الطعام المخزن في حاويات نحاسية بهذا المعدن.

الآثار المترتبة على النظم البيئية

يعد التلوث بالمعادن الثقيلة من أخطر أسباب تدهور البيئات المائية والبرية. تؤثر المعادن الثقيلة على كل من النباتات والحيوانات.

التراكم البيولوجي

المعادن ثابتة وبالتالي لا يمكن أن تتحلل أو تتلف. وبالتالي ، فإنها تتراكم في الأنسجة ويتم تناولها من رابط إلى آخر في سلاسل الغذاء.

التراكم البيولوجي في الأسماك. المصدر: MercuryFoodChain-01.png: Ground Truth Trekking.Moby69 في en.wikipediader العمل التشغيلي: Osado

على سبيل المثال ، تمتص بعض أنواع ذوات الصدفتين والمحار والرخويات الكادميوم والزئبق من الماء وتراكمه في أجسامها. ثم يتم استهلاك هذه الكائنات الحية من قبل الحيوانات المفترسة من المستوى الغذائي التالي ، بما في ذلك البشر. في حالة الكادميوم ، يمكن للحيوان الذي يستهلك كيلو جرام واحد أن يركز من 100 إلى 1000 ميكروجرام.

مثال من ميناماتا (اليابان)

في خليج ميناماتا ، تم استهلاك الزئبق الذي أطلقته شركة البتروكيماويات شيسو بين عامي 1932 و 1968 ومعالجته بواسطة البكتيريا. تم استهلاك هذه البكتيريا إما عن طريق العوالق أو الزئبق الذي يذوب في الدهون ، ومن هناك تنتقل إلى بقية السلسلة الغذائية.

خريطة ميناماتا (اليابان). المصدر:

في هذه العملية ، تتراكم في الأنسجة الدهنية للأسماك بتركيزات متزايدة. الحلقة الأخيرة في تلك السلسلة الغذائية كان الإنسان ، مع العواقب الوخيمة التي أنتجها.

تلف النباتات

يعتبر الكادميوم ، على سبيل المثال ، أحد المعادن الثقيلة ذات الميل الأكبر للتراكم في النباتات. يتسبب هذا المعدن في اختلالات شديدة في عمليات التغذية ونقل المياه في النباتات.

النباتات الملوثة بالكادميوم تظهر تغيرات في فتحة الفم ، التمثيل الضوئي والنتح.

محبة الحيوانات

تتسبب المعادن الثقيلة بمجرد تلويثها للنظام البيئي في أضرار جسيمة للحياة البرية. على سبيل المثال ، يتسبب تلوث الحيوانات بالزئبق في مشاكل شديدة في الفم والأمعاء والكلى.

كما يتأثر جهاز الدورة الدموية ، مما يتسبب في حدوث اضطرابات في نظم القلب. كما أنه يقلل من الكفاءة الإنجابية من خلال التأثير على الخصوبة والتشوهات في الأجنة والتسبب في الإجهاض.

تلوث المسطحات المائية

تعد كل من النظم البيئية المائية البحرية والمياه العذبة من بين أكثر الأنظمة تضرراً بسبب الحركة العالية للمعادن الثقيلة في هذه البيئة. تعتبر حالة الزئبق واحدة من أخطر مشاكل تلوث المسطحات المائية بالمعادن الثقيلة.

حالات حمأة التعدين

في أوماي (غيانا ، 1995) انكسر سد يحتوي على حمأة التعدين في منجم ذهب. في هذه المناجم ، يتم استخدام السيانيد لفصل المعادن عن حجر الأساس وتصل النفايات إلى نهر بوتارو ، مما تسبب في موت الأسماك والطيور والحيوانات الأخرى.

استخدام الزئبق في تعدين الذهب. المصدر: commons.wikimedia.org

حدثت حالة مماثلة في أزنالكولار (إسبانيا ، 1998) مع كسر السد في منجم البيريت. في هذه المناسبة ، تلوثت النفايات التي تحملها المياه أو يتم تصريفها مباشرة حوض نهر Guadalquivir.

أدى ذلك إلى تلوث محمية المحيط الحيوي Doñana في مصب Guadalquivir. تشمل المعادن الثقيلة الملوثة الزرنيخ والرصاص والكادميوم والنحاس والحديد والمنغنيز والأنتيمون والزئبق.

الآثار المترتبة على المجتمع

المراضة والوفيات

الأمراض التي يسببها التلوث بالمعادن الثقيلة تسبب المراضة والوفيات. تسبب الأمراض مثل ميناماتا أو التسمم بالرصاص تأخيرات خطيرة في التعلم بسبب المشكلات العصبية التي تسببها.

سلامة الغذاء

تشير الدراسات الحديثة إلى وجود معادن ثقيلة وفلزات في الخضروات مثل الخس والملفوف والكوسا والبروكلي والبطاطس. من بين المعادن الثقيلة الملوثة الزئبق (Hg) والزرنيخ (As) والرصاص (Pb) والكادميوم (Cd) والزنك (Zn) والنيكل (Ni) والكروم (Cr).

الوسيط الأساسي لهذا التلوث هو مياه الري الملوثة. كما تم العثور على معادن ثقيلة بتركيزات مختلفة في الأسماك واللحوم والحليب الناتجة عن التراكم الأحيائي.

فقدان مياه الشرب

تعتبر مياه الشرب من الموارد الإستراتيجية اليوم ، لأنها أصبحت أكثر ندرة. يقلل التلوث بالمعادن الثقيلة في الأنهار وخزانات المياه الجوفية من مصادر مياه الشرب المتاحة.

خسائر اقتصادية

كل من تطهير المياه والتربة المتضررة من المعادن الثقيلة ، وكذلك النفقات الناتجة عن المشاكل الصحية ، تمثل نفقات اقتصادية كبيرة.

من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي التلوث بالمعادن الثقيلة إلى إبطال مصادر مهمة للدخل. مثال على ذلك هو القيود المفروضة على تصدير الكاكاو من مناطق معينة من فنزويلا بسبب تلوث التربة بالكادميوم.

حالة اليابان ومرض إيتاي إيتاي

في اليابان ، بسبب تلوث الأراضي الزراعية بالكادميوم من التعدين ، تم حظر زراعة الأرز على هذه الأراضي. تسبب هذا في خسائر اقتصادية جسيمة للمزارعين.

في عام 1992 ، بلغ إجمالي النفقات الناتجة عن تلوث الكادميوم 743 مليون دولار في النفقات الصحية. بلغت التعويضات عن الأضرار التي لحقت بالزراعة 1.75 مليار دولار وتم استثمار 620 مليون دولار سنويا في تطهير نهر جينزو.

المراجع

1. Bejarano-González F (2015). التلوث الكيميائي العالمي. عالم البيئة Nº 38: 34-36.
2. إليكا (2017). أنواع تلوث الغذاء. مؤسسة الباسك لسلامة الغذاء. 5 ص. (شوهد في ٢٦ أغسطس ٢٠١٩).
3. لوندونو فرانكو ، إل إف ، لوندونو مونيوز ، بي تي ومونيوز غارسيا ، إف جي (2016). مخاطر المعادن الثقيلة على صحة الإنسان والحيوان. التكنولوجيا الحيوية في قطاع الزراعة والصناعات الزراعية.
4. López-Sardi E. الكيمياء والبيئة. جامعة باليرمو. الأرجنتين. (شوهد في 26 أغسطس 2019)
5. مارتوريل ، JJV (2010). التوافر البيولوجي للمعادن الثقيلة في نظامين بيئيين مائيين على الساحل الأندلسي الجنوبي الأطلسي المتأثرين بالتلوث المنتشر. كلية العلوم ، جامعة قادس.
6. Reyes، YC، Vergara، I.، Torres، OE، Díaz-Lagos، M. and González، EE (2016). تلوث المعادن الثقيلة: الآثار المترتبة على الصحة والبيئة وسلامة الغذاء. مجلة البحث والتطوير الهندسي.
7. رضا آر وجي سينغ (2010). التلوث بالمعادن الثقيلة ونهج فهرسته لمياه الأنهار. المجلة الدولية لعلوم وتكنولوجيا البيئة ، 7 (4) ، 785-792.
8. Rodríquez-Serrano، M.، Martínez-de la Casa، N.، Romero-Puertas، MC، Del Río، LA and Sandalio، LM (2008). سمية الكادميوم في النباتات. النظم البيئية.
9. ترافيس سي سي وهستر إس تي (1991). التلوث الكيميائي العالمي. علوم وتكنولوجيا البيئة ، 25 (5) ، 814-819.