بخشی از مقاله
تاثیرات آلودگی ناشی از فلزات سنگین بر سلامت انسان و گیاه (مطالعه موردی سرب)
چکیده :
هدف این پژوهش قصد دارد تا سرب را بعنوان یکی از آلایندههای مهم و منبع خطرناکی براس سلامتی مورد بررسی قرار دهد از این جهت ویژگیها، مضرات و اثرات سرب بیان گردیده است. روش: این تحقیق از روش کاربدی استفاده شده که به آزمون مفاهیم نظری و حلف مشکلات میپردازد. یافتهها : تحقیقات درباره سرب سبب دستیابی به تاثیرات آن بر محکیط و سلامت افراد ور وشهای پیشگیری و تشخیص مسمومیتهای سربی و ... شده است. نتیجهگیری : عنصر سرب توسط منابع مختلف به محیط زیست وارد میشود و اثرات سمی آن در بدن تایید شده است. بنابراین ضرورت دارد در استفاده از آن وقت لازم صورت گیرد و از ورود بی رویه آن به محیط زیست جلوگیری شود.
کلمات کلیدی: سرب ، محیط زیست ، آلاینده ، سلامت
-1مقدمه :
زندگی در شهرهای بزرگ دنیا ، علاوه بر مزیتها ، مشکلات و معایب بسیاری دارد . یک یاز بزرگترین معایب آن این است که ساکنان آن فرصت استنشاق هوای تازه را ندارند و اکسیچن کمتری را دریافت میکنن د. آلودکی هوا موجب تشدید بیماریهای مختلف میشود که میتواند در دراز مدت اثرات جبران ناپذیری را بر جای گذارد .
آمارها نشان میأهد سالانه 3 میلیون نفر در جهان در اثر آلودگی هوا جان خود را از دست میدهند که % 90 آنان در کشورهای توسعه یافته زندگی میکنند . این افراد با مشکلات متعددی از جمله جذب co2 ، سرب و گازهای سمی دیگر روبرو هستند .
از بین این عناصر ذکر شده سرب ( فراوان ترین و پر مصرفترین فلز سنگین ، سمی و چکخوار و به رنگ خاسکتری میباشد ) . کارکردن با سرب به علت نقطه ذوب کم ( ( 327 اسان بوده ، به سادگی میتوان آن را به اشکال گوناگون در آورد به علت کاربردهایی که سبب پارکندگی مهار نشدنی این عصنر شده است ، غلظت زیست محیطی آندر بیشتر کشورها رو به افزایش است .
سرب به طور طبیعی در سنگهای باغلظت متفاوت وجود دارد و در حین هوا زدگی و فرسایبسشیمیایی کانیها به درون خاک ، آب و هوا وارد میوشد و در نهایت با ورود به گیاهان به زنجیره غذایی راه مییابد و از راه دستگاه گوارش یا تنفس وارد بدن می شود . مقدار کمی سرب به بدن همه افراد وارد میشود که معمولا مشکلی ایجاد نمیکند مقدار خیلی زیاد سرب در بدن میتواند پیامدهای ناگواری را داشته باشد . از جمله تاثیر بر آنزیمهای مسیر بیونستند هموگلوبین ، سیستم عصبی ، سیستم گوارشی ، سیستم تنفسی و گردش خون دارد . بهترین ترکیب صنعتی سرب ، تترااتیل سرب نام دارد که هدف از اضافه کردن این ماده به بنزین جلوگیری از کوبش انفجار ضربهای ) است . مصرف بنزینهای سرب دار در اتومبیلها باعث وارد شدن سرب در هوا میشود .
-2 مواد و روش ها:
آلودگی هوا
آلودگی هوا به معنای مخلوط شدن هوا با گازها، قطرات و ذراتی چون کربن دی اکسید، سرب و... است که کیفیت هوا را کاهش می دهند. در شهرها ماشین ها، اتوبوس ها و هواپیماها و نیز صنایع و ساختمان سازی ممکن است باعث آلودگی هوا شوند. در خارج شهرها غبار حاصل از شخم زدن زمین ها به وسیله تراکتورها، ماشین ها و کامیون هایی که در جاده های شنی یا خاکی می رانند، ریزش کوه و دود حاصل از آتش سوزی بیشه ها و مزارع باعث آلودگی هوا می شود.
گونههای آلاینده سرب
سرب تا زمانی که بهصورت آزاد و غیر یونی باشد، مشکل زیست محیطی بهحساب نمیآید، بلکه سرب بهصورت حل شده یا یونی ، آلاینده زیست محیطیبهشمار میرود. شکلهای آلاینده سرب بهصورت زیر میباشد .
پایدارترین یون سرب میباشد. کانی سرب (گالن) ، شامل N میباشد وتقریبا تمام سرب از این کانی استخراج میشود. در صورت تماس با آبهای اسیدییا استفاده از شبکه آبرسانی قدیمی که از سرب ساخته شدهاند و آب جاری درون آنهااسیدی یا نرم باشد، سرب در آب حل شده ، وارد آبمیشود .انحلالپذیری با غلظت آببطور خطی افزایش مییابد. غلظتهای خطرناک یون سرب میتواند در آبهای کاملا اسیدی کهدر تماس با کانیهای نامحلول سرب قرار دارند، رخ دهد. سرب در آب سخت به دلیل وجودیون کربنات حل نمیشود. این یون همراه بااکسیژنلایه انحلال ناپذیر از در سطح سربتشکیل و از حل شدنفلززیرین در آب جلوگیریمیکند .در محیطهای کاملا اکسنده ، سرب میتواند یون +4 تشکیل دهد. قرمز سرب کهبهعنوان ضد زنگ بکار میرود، ترکیبی از میباشد. عنصرسرب و
دیاکسید سرب بهعنوان الکترود در باتریهای انبارهای بکار میروند. عملیاتبازگردانی باتریهای انبارهای سربی منبع عمده انتشار سرب در جوامع شهری میباشد وباتریهایی که بازگردانی نمیشوند، منبع اصلی سرب در ضایعات شهری هستند .
کاربردهای سرب
کاربرد سرب به 3800 سال قبل از میلاد میرسد.امروزه هم از سرب در صنعت استفاده های متعددی میگردد. کاربردهای اولیه سرب عبارتند از: سازه های ساختمانی ، رنگدانه های مورداستفاده در لعـاب سـرامیک و لولـه هـای
انتقال آب. کاخها و کلیساهای بزرگ اروپا دروسایل تزئینی ، سقفها ، لوله ها و پنجره هایشان دارای مقادیر قابل توجهی سـرب هستند .این فلز ( در حالت عنصری ) پس ازآهن،آلومینیوم،مس روی یشترین کاربرد رادارد.
در باطریهای اسید سرب ، در اجزای الکترونیکـی ، روکـش کابـل ، مهمـات ، در شیشـه CTR هـا ، سـرامیک ، شیشههای سُربدار ، لولههای سربی ، در رنگها ، آلیاژها ، پیوتر ، اتصالات و مواد پر کننده دندان.
همچنین در بامها بعنواندرزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران مورد استفاده قرار میگیرد.
گفته میشود استفاده از سرب برایفشردن سیب جهت تهیه آب سیب ، عامل بیماری Devon colic میباشد.
منابع آلودگی سرب
سرب بطور طبیعی در سنگهای با غلظت های متفاوت وجود دارد و در حین هوازدگیو فرسایش شیمیایی کانی ها به درون خاک، آب و هوا وارد می شود و در نهایت با ورود بهگیاهان به زنجیره غذایی راه می یابد. با این حال چون سرب برای اغلب گیاهان سمی استتمرکز آن در گیاهان پائین می باشد.
➢ باطله های معادن قدیمی سرب باعث آلودگی خاک و آب می شود.
➢ سرب اساساً از 2طریق (دود اگزوز ماشین های سنگین و دود حاصل از سوزاندن صنعتی زغال ) وارد هوا میشود.
➢ خوردن آب و غذا واستنشاق دود آلوده به سرب از راههای انتقال سرب و مسمومیت حاصل از آن دربدن انسان می باشد.
➢ تمرکز سرب محلول در بیشتر آب های طبیعی که دارای دی اکسید کربن و PH حدود 7 هستند بسیار پایین است و معمولاً کمتر از ده میکروگرم در لیتر می باشد .حد مجاز تمرکزسرب در آب، بین 10 تا 50 میکروگرم در لیتر است .
➢ سرب حاصل از معدن کاری ، کارخانجات صنعتی مانند ذوب کننده های فلزات وکارخانه های استحصال فلز در سرب موجود در اتمسفر دخیل است. منابع دیگر تنها 10 درصدسرب ورودی به اتمسفر را تامین می کنند.
➢ آب شربیکی از منابع مهم ورود سرب به بدن انسان و بخصوص کودکان می باشد. این عنصر می توانداز منابع طبیعی و یا تانکر های سربی، لوله های سربی وارد آب جاری و یا نزوالت جویشود.
اثر سرب در آلودگی محیط زیست
1 ـ تأثیر سرب در آلودگی هوا :
به طور کلی دو دوره اصلی برای افزایش غلظت سرب هوا در نیمکره شمالی شناخته شده است. دوره اول حاصل از رشد سریعصنعت در قرون هجدهم و نوزدهم میلادی بوده است. دوره دوم حاصل از گسترش ترافیک ووسایل نقلیه موتوری پس از جنگ جهانی دوم است.
موتورهای وسایل نقلیه جهت تبدیلسوخت معدنی بکار مفید، از اکسیژن هوا استفاده کرده و در مقابل نتایج احتراق را کههمان باقیمانده ترکیبات شیمیایی اکسیژن و سوخت است وارد هوای اتمسفر مینمایند .تعداد گازهای خروجی بالغ بر 50 نوع میباشد که اغلب آنها مضر و آلودهکننده هستند .از مهمترین آنها میتوان به اکسید کربن، اکسیدهای ازت، آلدئیدها، اتیلن، هیدروکربورهای معطر و بالاخره سرب اشاره کرد.
در اثر احتراق بنزین،فشار تراکم در موتور بالا رفته و در انتهای ضربه تراکم، احتراق غیرعادی توأم باانتشار امواج صوتی در موتور ایجاد خواهد کرد. این عمل که به نام دقه زدن موتورمشهود است، در صورتی در اتاق احتراق اتفاق میافتد که سوخت مناسب با فشار تراکمزیاد انتخاب نشده باشد. جهت جلوگیری از دقه زدن موتور که فوقالعاده عمر موتور راکوتاه میکند. از مواد دقهزن در سوخت استفاده میشود. در نتیجه برای بالا بردنبازده موتورهای احتراق داخلی، نوع بنزینی لازم است که ضریب زیاد تراکم موتور گرفته شود.
در محلهای معدنی نیز گرد و غبار بلند شده از سطوح خشک سدها و یا دپوهایباطله اولین منبع آلودگی هوا است. سدهای باطله به طور کامل توسط آب پوشیده نشده ودر نتیجه ذرات قسمت خارج از آب توسط وزش باد جابجا میشوند.
2 ـ 6 ـ تأثیر سرب در آلودگی خاکها :
کلارک سرب ppm15 است. سرب موجود در اتمسفر نیز به خاک افزوده میگردد. ازمنابع عمده تولید سرب در اتمسفر میتوان به دود حاصل از صنایع، گاز خروجی از اگزوزاتومبیلها و بعضی از مواد شیمیایی مثل حشرهکشها اشاره کرد. ضمناً سرب توسطکودهای شیمیایی و سوپر فسفاتها نیز به خاک افزوده میگردد. همچنین سربی که از طریق اتمسفر برروی درختان وجود دارد توسط آب باران یا مستقیماً در اثر تماس برگهایخشکیده با سطح زمین به خاک افزوده میگردد. معمولاًغلظت سربی که در سطح خاک درمناطق غیرآلوده وجود دارد حدوداً-20 میکروگرم برگرم وزن خشک خاک بوده و درخاک های کشاورزی به2 -200میکروگرم برگرم میرسد.
خاکهای آلوده میتوانند به عنوان منبع آلودگی برای آبهای سطحی وزیرزمینی عمل کرده و در نتیجه منبع آلوده کننده دیگر مناطق باشند. در برخی موارد نیزمانند تخلیه استخرهای باطله و یا استفاده از مواد معدنی به عنوان مصالح ساختمانی،بشر مستقیماً با این خاکهای آلوده سر وکار دارد.
سربی که از اتمسفر برروی خاک مینشیند، ابتدا مقدار زیادی از آن جذب ذرات رس موجود در خاک میگردد و بقیه که به صورت نمکهای هالوژنه به خاک افزوده میگردند در اثر رطوبت خاک یونیزه شده و باآنیونهای موجود در خاک مانند سولفات (-2)، فسفات((-2 ،کربنات((-2، تولید نمکهاییمثل سولفات سرب میدهند که این نمک به علت عدم حلالیتش در آب، در قسمتهای سطحی خاکباقی میماند.
3 ـ 6 ـ تأثیر سرب در آلودگی آبها :
پراکندگی و آلودگی سرب در محیطزیست نه تنها هوا و خاک بلکه آبها را نیز در برمیگیرد. امروزه بسیاری ازرودخانهها، دریاچهها و آبهای سطحی در معرض آلودگی به سرب حاصل از صنایع، امورکشاورزی، استخراج معادن و دود حاصل از وسایل نقلیه موتوری هستند.
در آبهای آشامیدنی، سرب بندرت بیش از حد مجاز و این هنگامی است که PH در آب هنگام عبور ازلولهها اسیدی بوده و در نتیجه مقداری از سرب موجود در لولههای آب را در خود حلکرده و غلظت سرب در آب را افزایش دهد. در مناطقی که آبهای آنها اسیدی است، باافزودن مقداری مواد قلیایی ماننند کربنات کلسیم، PHآب را بالا برده و خطر برطرفمی شود.
منابع آلودهکننده آبهای زیرزمینی و سطحی شامل زهآبها، جریانهای ناشیاز لیچینگ و جریانهای نفوذی از سدهای باطله، پیتهای معادن و عملیات معدنکاریمیباشد. در معادن سرب حاوی کانیهای سولفوری در نتیجه اکسیداسیون سولفیدها اسیدتولید میشود که در این صورت آب اسیدی دارای قدرت بیشتری جهت لیچینگ فلزات سنگین ازاین منابع و مناطقی که عبور میکند بوده و میزان آلودگی افزایش مییابد.
در شرایط طبیع معمولاًسرب آب کمتر از 10 میکروگرم در لیتر میباشد واین حالتی است که حداکثر مقدار مجاز سرب در آب آشامیدنی در اغلب کشورهای جهان 50میکروگرم در لیتر پذیرفته شده است. فعالیت سرب نیز در آبهای سبک حدود0/5 میلیگرمدر لیتر و در آبهای سخت فقط 0/03 میلیگرم در لیتر میباشد و این تفاوت به واسطهوجود یونهای بیکربنات در آبهای سخت است.
4 ـ 6 ـ تأثیر سرب در آلودگی گیاهان :
سربکه عنصری ضروری برای رشد و نمو گیاه نیست، توسط گیاهان جذب میشود و بدین طریق گیاهدر معرض آلودگی به این عنصر سمی قرار میگیرد. در این حالت علاوه برآسیبهایی که بهخود گیاه میرسد، انسانها و حیواناتی که از این گیاه تغذیه میکنند نیز در خطرآلودگی به سرب قرار میگیرند .
گیاهانی که در معرض آلودگی به سرب هستند، در سهگروه درختان، علفهای هرز و بوتهها و گیاهان زراعی قرار دارند. جذب سرب در گیاهانبه دو طریق انجامپذیر است
الف- جذب از راه شاخ و برگ ب- جذب از طریق ریشه
بعید به نظر میرسد نمکهای غیرمحلول سرب توسط ریشه درختان جذب گردند، امابه راحتی توسط ریشههای افشان و سطحی بوتهها و درختچهها جذب میگردند.
راه های ورود سرب به بدن
راههای ورود سرب به بدن شامل موارد زیر هستند: الف- دستگاه گوارش ب – دستگاه تنفس ج – پوست و مخاط
