عناصر و کانی های سمی موجود در محیط زیست و تاثیر آن بر انسان و نقش زمين شناسي پزشكي

عناصر و کانی های سمی موجود در محیط زیست و تاثیر آن بر انسان و نقش زمين شناسي پزشكي

شايد به نظر برسد كه زمين شناسي ارتباطي با سلامت انسانها ندارد، اما سنگها و كاني ها ساختار اصلي زمين را تشكيل داده و عناصر نيز نقش بسيار مهمي را در طبيعت ايفا مي كنند. همه عناصري كه در طبيعت يافت مي شوند هركدام به نحوي در زندگي موجودات زنده نقش دارند وجود بعضي از آنها براي سلامت انسانها و حيوانات و ساير موجودات زنده لازم و ضروري است در صورتي كه بعضي ديگر از عناصر حتي در مقادير كم مي توانند براي انسان و حيوانات مضر و حتي كشنده محسوب شوند.

امروزه با پيشرفت و گسترش علوم مختلف، تأثير انسان بر محيط زيست و همچنين محيط زيست برانسان كاملاً روشن است البته در گذشته هم به تأثير زندگي بر روي سلامت انسان كم و بيش پي برده بودند به طوري كه بقراط بر اين باور بود كه سلامت با محيط زندگي انسان در ارتباط است در اين تحقيق سعي شده كه بعد از معرفي عناصر سمي، به بررسي آثار سوء برخي از آنها پرداخته شود؛ علاوه برآن تأثير بعضي از كاني ها و سنگها بر روي سلامت انسان نيز مورد بررسي قرار گرفته است. در ادامه نيز به اثرات مثبت و مفيد بعضي از عناصر بر روي سلامت انسان، هرچند به صورت مختصر اشاره شده است.



تعريف زمين شناسي پزشكي

زمين شناسي پزشكي، علمي است كه درباره ارتباط بين عوامل زمين شناسي طبيعي و سلامت انسانها و حيوانات بحث مي كند و تأثير عوامل معمول محيطي را بر پراكندگي جغرافيايي مسائل مربوط به سلامت مورد بررسي قرار مي دهد.

زمين شناسي پزشكي بيشتر روي فرآيندها و تأثير مواد تشكيل دهنده زمين روي انـسان ها و حيوانات تمــركز مي كند و در حقيقت مكمل پزشكي محيطي است.

اين شاخه كه محققان مختلفي را از رشته هايي مانند زمين شناسي، پزشكي و علوم محيطي را گرد هم مي آورد بيشتر به مسائل و مشكلات و همچنين ارتباط بين مواد تشكيل دهنده زمين(مانند سنگها، كاني ها و آب) و فرآيند هاي زمين شناسي (مانند فوران هاي آتشفشاني) با سلامت موجودات زنده و بويژه انسان مي پردازد.

به عنوان مثال فوران آتشفشاني كه پديده هايي طبيعي هستند مي توانند حجم گسترده اي ازعناصر مانند آرسنيك،برليم، كادميوم،جيوه، سرب، رادون و اورانيوم را در محيط زيست پراكنده كند كه بسياري از اين عناصر مي توانند براي سلامت انسان و ساير موجودات مضر باشند.



عناصر سمي

همانطور كه گفته شد وجود بسياري از عناصر براي سلامت انسان لازم و ضروري مي باشند. برخي از عناصر هم در سلامت انسان چندان تأثيري ندارند اما اگر همين عناصر مقدارشان در بدن موجود زنده خيلي كم يا خيلي زياد شود مي توانند مشكلاتي را براي سلامتي او به وجود آورند.

عناصر سمي عناصري هستند كه وجود انها حتي به مقدار خيلي كم نيز براي سلامتي انسان مضر مي باشد در جدول شماره1 عناصري كه به عنوان عناصر سمي شناخته مي شوند آورده شده است.

البته لازم به ذكر است كه براي برخي از عناصر تمام ظرفيت هاي مربوط به آنها ممكن است بي خطر بوده و فقط يكي از ظرفيت هاي آن سمي و مضر باشد. به عنوان مثال عنصر كرم داراي ظرفيت هاي مختلفي است كه تنها ظرفيت 6 آن براي انسان مضر بوده و خاصيت سرطان زايي دارد.



در كل مسموميت و خطر ناشي از عناصر سمي(فلزات سنگين) تحت تأثير عوامل گوناگوني صورت مي گيرد:

1-شكل شيميايي عناصر سمي: شكل شيميايي به دليل اثري كه بر قابليت انحلال در آب و در نهايت تأثيري كه بر قابليت دسترسي بيولوژيك دارد، حائز اهميت است.

2-محيط شميايي: اين عامل مي تواند سميت را كاهش و يا افزايش دهد به عنوان مثال وجود كلسيم اثر سمي بسياري از عناصر از جمله كادميوم را كمتر مي سازد. وجود مواد كلوئيدي نيز باعث كاهش تحرك عناصر سنگين در خاك مي شوند.

3-اختلاف حساسيت موجود در بين افراد و گونه ها

در اينجا به معرفي چند نمونه از عناصر جدول فوق پرداخته و تأثيرات منفي آنها بر سلامت انسان مورد بررسي قرار گرفته اند.



آرسنيك:

چنانچه مي دانيم يكي از مهمترين عناصر سنگين و بسيار سمي كه تا كنون باعث پديد آمدن مشكلات بهداشتي فراواني براي انسان و محيط زيست شده است، عنصر آرسنيك مي باشد اين عنصردر بيش از 200 گونه كاني وجود دارد. آرسنيك طبيعي معمولاً در تركيب با گوگرد يا فلزاتي مانند مس، كبالت، سرب، روي و غيره يافت مي شود.زماني كه سنگها به صورت شيميايي تجزيه مي شوند، آرسنيك به صورت نمكهاي اسيدي حل شده و وارد محيط زيست مي شود.آرسنيك به صورت آلي هم(توسط ميكروارگانيسم ها) ايجاد مي شود اما آرسنيك به شكل معدني، خطرناكتر از نوع آلي آن است. آرسنيك3 ظرفيتي نيز بسيار خطرناك تر و سمي تر از آرسنيك 5 ظرفيتي مي باشد.بسياري از تركيبات آرسنيك در آب محلول هستند. بنابراين آلودگي آب با اين تركيبات به سادگي صـورت مي گيرد.آرسنيك در اكوسيستم هاي آبي از منابع كشاورزي(علف كش هاي آلي) يا از طريق سوختهاي فسيلي و صنعتي ناشي مي شود.به طور كلي آرسنيك در خاك بيشتر از سنگها و در سنگها بيشتر از آبها است. (جدول2و3) البته آرسنيكي كه محلول در آب است به دليل اينكه به راحتي مي تواند وارد بدن موجود زنده شود، مهمتر و خطرناكتر مي باشد(به زنجيره غذايي هم توجه شود)

گرانيت
بازالت
شيل
سنگ آهك
خاك
5/1
5/1
13
1
6

آب دريا
آب شيرين
گياهان در خشكي
ماهيچه پستانداران
استخوان
ماهيهاي دريا
0037/
0005/.
7-2/.
09/.-007/.
6/1-08/.
10-2/.

توجه: واحد ارائه شده در جدول ها، ميلي گرم در كيلوگرم وزن خشك است.



سازمان بهداشت جهاني(WHO) حداكثر ميزان روزانه جذب آرسنيك را ppb 130 پيشنهاد مي كند. حد مجاز اين عنصر در آب آشاميدني بر اساس آخرين استانداردهاي ارائه شدهppb20 مي باشد(ppm 02/.)اثرات سوءآرسنيك برروي بدن:سبب بروز ضعف عمومي در عضلات، كاهش اشتها، تهوع، التهاب غشاهاي مخاطي چشم، بيني و حنجره و همچنين ضايعات پوستي مي شود. تومورهاي بدخيم و تظاهرات عصبي نيز در اثر قرارگيري در معرض آرسنيك مشاهده مي شود البته در بعضي موارد داروهاي محتوي آرسنيك به منظور درمان كم اشتهايي، اختلالات تغذيه، بيماري هاي عصبي، روماتيسمي، ديابت و اختلالات سلولهاي خوني استفاده مي شود.



جيوه:

جيوه فلزي نقره اي رنگ است كه در طبيعت به صورت جامد، مايع و گاز وجود دارد. اين فلز در دماي معمولي اطاق به حالت مايع است.اين عنصر در بيشتر سنگهاي آذرين به وفور يافت مي شود. در سنگهاي آتشفشاني و چشمه هاي معدني نيز يافت مي شود. غلظت آن در اغلب خاكها بين ppb60-10 مي باشد.معمول ترين شكل هاي جيوه عبارتند از: جيوه عنصري، جيوه معدني و متيل جيوه كه هرسه در مقادير نسبتاً زياد آثار زيانباري بر روي سلامت انسان دارند.متيل جيوه در آب محلول است و به خوبي جذب بافتهاي زنده مي شود. در اكوسيستم هاي آبي به دليل تراكم بالاي زنجيره غذايي و در دسترس بودن اين عنصر جهت ورود به بدن موجود، از اهميت ويژه اي برخوردار است. كساني هم كه از غذاهاي دريايي آلوده به جيوه استفاده مي كنند بيشتر در معرض مسموميت قرار دارند.متيل جيوه در ليپيدها محلول است در نتيجه مي تواند به سوي مغز، نخاع و اطراف جفت جنين منتقل شود.سلنيم مي تواند تا حدودي از سمي جيوه را براي ماهي ها و موجوداتي كه از انها تغذيه مي كنند را كاهش دهد.سازمان بهداشت جهاني(Who) و خواروبار جهاني(FAO) حد مجاز قرار گرفتن در معرض جيوه را ppm5/1-5/. معين كرده است.



اثرات سوء جيوه بر روي بدن:

جيوه روي سيستم عصبي(مغز، نخاع، بويژه مخچه) آثار زيانباري دارد. بعلاوه روي سيستم عصبي در حال تكامل جنين و كودكان خردسال نيز نقش تخريب كننده دارد.


كادميوم:

عنصر فلزي سنگين و بسيار سمي مي باشد و همانند آرسنيك، جيوه و سرب هيچگونه نقش بيولوژيكي مفيدي در بدن انسان ندارد.كادميوم همانند سرب به عنوان ماده معدني به شمار مي رود و به دنبال پاره اي از فعاليت هاي صنعتي و استخراج معادني مانند سرب و روي وارد هوا و غذا مي شود و محيط زيست را بشكل گسترده اي آلوده مي كند.به دليل اينكه كادميوم عنصري گوگرد دوست است، اغلب به شكل تركيب با گوگرد ديده مي شود.كادميوم همچنين در غلظت هاي كم كانسنگ هاي روي و در بعضي ازشيل هاي غني از ماده عالي نيز وجود دارد.كادميوم به دنبال فرسايش خاك، سنگ بستر و نيز در ته نشست آلودگي هاي ناشي از كارخانه هاي صنعتي و برخي كودهاي كشاورزي وارد محيط زيست مي شود.از طريق ذخيره سازي در اندام گياهان مانند گندم و برنج و همچنين جايگزيني توسط روي مي تواندوارد بدن انسان شود.سازمان بهداشت جهاني(Who) حداكثر ميزان روزانه قابل تحمل در بدن انسان را ppb60 تعيين كردهاند آژانس حفاظت از محيط زيست آمريكا(EPA) نيز حد مجاز اين عنصر در آب آشاميدني را ppb5 تعيين كرده است.


اثرات سوء كادميم بر روي بدن انسان:

جذب و تمركز بيش از حد كادميم در بدن حيوانات و انسان موجب بروز ناراحتي هايي همچون خستگي استخوان، برونشيت، تخريب كليه، افزايش فشار خون و تصلب شرايين مي شود.


كاني ها و زمين شناسي پزشكي:

ورميكوليت و آزبست از جمله كاني هاي خطرناكي هستند كه اثرات زيست محيطي ناگواري به همراه دارند.اگر انسان براي مدت طولاني در معرض تماس با يكي از اين كاني ها قرار گيرد ممكن است به بيماري هاي متفاوتي دچار شده كه بعضي ازآنها منجر به مرگ انسان مي شود.



آزبست

تاريخچه شناخت و استفاده از آزبست به 2500سال قبل از ميلاد مسيح مي رسد . در ايران هم در دوره هخامنشي استفاده از پارچه هايي كه جنس آنها از آزبست بوده است گزارش شده است.

آزبست ها در طبيعت به صورت بسته ها يا باندهاي فيبري يافت شده و حتي مي توانند به صورت رشته هاي نازك و باريك جدا و تجزيه گردند.

فيبرهاي آزبستي مي توانند به رشته هاي فوق العاده نازك تقسيم گردند؛ اين رشته هاي باريك داراي قابليت انعطاف بوده و تجزيه ناپذيرند. آزبست معمولاً در منابع آب خانگي يافت مي شود كه يكي از دلايل آن به كارگيري لوله هاي آزبستي(كريزوفيل كه نوعي آزبست است) در سيستم آبرساني شهري است.

در بسياري موارد، مواد غذايي آلوده به ذرات معلق، گرد و غبار و يا خاك به طور يقين داراي رشته هاي آزبستي مي باشند. علاوه برآن آزبست موجود در مواد غذايي مي تواند ناشي از مصرف آب و يا استفاده از پودر تالك خالص در تهيه برخي مواد غذايي باشد.

برخي از بيماري هايي كه در اثر تماس با فيبرهاي آزبستي ايجاد مي شوند در زير آورده شده است.



1- سرطان ريه(آزبستويس)

بيماري آزبستويس به بيماري ريوي ناشي از اثرات ازبست اطلاق مي شود و يك بيماري مزمن است كه با تغيير در بافت هاي ريه همراه است. در اين بيماري الياف آزبست به داخل نسوج ريه نفوذ كرده و قابليت انبساط و انقباض آنرا تخريب مي كند و سطح تبادل اكسيژن را نيز كاهش مي دهد. در واقع ديواره هاي نايژك ها و كيسه هاي هوايي، فيبري شده و سبب تغيير شكل و در نهايت از بين رفتن آنها مي گردد.




2- مزوتيليوما و سرطان جنب و مفاق

تارهاي آزبستي در بيماران مبتلا به مزوتيليوما از ميزان متوسطي برخوردار است و برخلاف سرطان ريه، سيگار نقشي در تشديد آن ندارد. در واقع مزوتيليوما در نهايت به سرطان جنب و مفاق مي انجامد.



3- سرطان معده:

درصورتي كه تارهاي آزبستي بلعيده شوند و از طريق لوله گوارش وارد بدن گردند به دليل اينكه سوزني هستند مي توانند در بافت هاي معده فروروند وايجاد جراحت نمايند و مشكلات گوارشي و در نهايت سرطان ريه را ايجاد نمايند.

علاوه بر موارد فوق الذكر مي توان بيان كرد كه رابطه اي بين اسنشاق طولاني مدت آزبست با شيوع سرطان روده وجود دارد. همچنين رابطه اي بين تنفس زيادآزبست و سرطان تخمدان و حنجره نيز مشهور است.



ورميكوليت ها (vermiculite)

اين كاني در اثر دگرساني هيدروترمالي كاني هايي چون بيوتيت و نگولوپيت تشكيل مي شود و عمدتاً با بيوتيت همراه است. تفاوت اصلي آن با بيوتيت و فلوگوپيت در نداشتن پتاسيم است.

شبكه ورميكوليت را مي توان در اثر گرما تغيير داد يا به اصطلاح آب آن را گرفت.ورميكوليت ها موقعي خطرناك هستند كه فيبرهاي آزبستي داشته باشند به طوركلي بيشتر فرآورده هاي ورميكوليتي داراي مقدار كمي آزبست هستند. با افزايش درصد آزبست ورميكوليت ها، خطر بيماري زايي آنها نيز افزايش مي يابد.از جمله بيماري هاي ناشي از ورميكوليت هاي ناخالص(آزبست دار) مي توان به سرطان ريه و مزوتيليوما اشاره كرد.عناصر و كاني هايي كه در بالا اشاره شد معمولاً نقش منفي و مضر براي سلامتي انسان دارند.


كرم

كرم از عناصر اصلي است كه براي سوخت و ساز كربوهيدرات ها و چربي ها مورد نياز است كرم از طريق افزايش اتصال انسولين به سلول ها و نيز تعداد پذيرنده هاي انسوليني باعث افزايش حساسيت انسولين مي شود. مصرف ناكافي كرم باعث افزايش عوامل خطرزا در ارتباط با انواع ديابت و بيماري هاي قلبي و عروقي و نيز باعث اختلال در سيستم دفاعي بدن مي شود.


يد

يد اولين عنصري بود كه ضرورت وجود آن براي انسان شناسايي شد و بيماري گواتر نخستين بيماري بود كه باژئوشيمي محيط زيست مرتبط شد.

در اين بيماري به دليل كمبود يد غده تيروئيد به فعاليت شديد مجبور مي شود تا از حداقل يد موجود استفاده كند و در نتيجه بسيار بزرگ مي شود انسان يد مورد نياز خود را حدودppb120 در روز است بيشتر از طريق محصولات كشاورزي(ميوه ها و سبزيجات) و غذاهاي دريايي بدست مي آورد.

نوع محصول
درصد مصرف
عایق های حرارتی و الکتریکی
%1-4
پلاستیک
1%
پوشش پشت بام
%2-3
لنت ترمز و کلاچ
%2-3
کاشی کف
%4-7
کاغذهای آزبستی
%7-8
سیمان ( لوله و صفحه )
%65-70
سایر موارد
%13-15

منابع

- اكبري شمسي خان، محمد(1385) زمين شناسي پزشكي منطقه باغ برج جيرفت. پايان نامه. دانشگاه صنعتي شاهرود.

-مهرپرتو، ليلا، 1385؛ كادميوم و زمين شناسي پزشكي، ماهنامه علوم زمين و معدن، سال اول، شماره6، سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور

-تأثير زمين شناسي پزشكي سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور،1385.

تأثير يد بر سلامت محيط و موجودات زنده، ماهنامه علوم زمين و معدن، سال اول شماره دهم. سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور

-مهر پرتو، ليلا،1385، آرسنيك و زمين شناسي پزشكي، ماهنامه علوم زمين و معدن، سال اول شماره هفتم، سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور.

-مهرپرتو، ليلا، 1385. جيوه و زمين شناسي پزشكي، ماهنامه علوم زمين و معدن، سال اول، شماره چهارم. سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور.

-واحد زمين شناسي پزشكي سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور،1385. آثار متقابل انسان و زمين، سال اول، شماره ششم، سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني كشور.

-سايت اينترنتي همشهري

-سايتهاي اينترنتي لاتين.