آئروسل های معدنی و اثرات آن بر سلامت انسان
آئروسل های معدنی و اثرات آن بر سلامت انسان
آئروسل های معدنی و اثرات آن بر سلامت انسان
فرمت: PDF تعداد صفحات: 5
منصور شبانی ، شهرام بیک پور ، علیرضا جعفری راد
1- دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی زیست محیطی
2 و 3- عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران
استخراج و بهره برداری به شیوه ی روباز در سطح بسیاری از معادن سبب تولید حجم قابل توجهی آئروسل جوی در محدوده معادن می شود. آئروسل های معدنی حاصل انفجار و خردایش سنگ های میزبان و ماده معدنی است کوه حاوی مقادیر قابل توجهی از عناصر بالقوه سمی می باشد. این فلزات به دلیل پایداری، سمناکی و متابولیزه نشدن در بدن انسان و سایر جانواران از مهمترین آلاینده های زیست محیطی محسوب می شوند. با توجه به عملیات گسترده استخراج و خردایش کانسنگ، احتمال وجود عناصر بالقوه سمی در ذرات آئروسل ناشی از فرآیند معدن کاری وجود دارد و هرچه مراحل بیشتری از فرآوری صورت بگیرد، ریسک ایجاد و انتشار آئروسل ها بیشتر می شود. وجود عناصر بالقوه سمی همچون سرب، روی، کادمیوم و آرسنیک در ذرات آئروسل کمتر از 2/5 میکرون خطر سلامتی در کارکنان معدن را افزایش میدهد، چرا کوه بخش دانه ریز این ذرات قابلیت نفوذ به ریه ها و ورود به جریان خون را داشته و بیماری های خونی، تنفسی و قلبی مختلفی را ایجاد می نمایند.
همچنین ذرات حاوی عناصر بالقوه سمی از طریق بارش های تر بر روی سطح خاک و آب ته نشین شده و باعث آلودگی منابع آبی و خاکی می شوند، که این آلودگی ها طی چرخه بیوژئوشیمیایی دوباره به انسان باز می گردد. بنابراین، آنجا مطالعات پایشی آلودگی در محدوده های معدنی ضروری به نظر می رسد.
کلمات کلیدی: آئروسل معدنی، فرایند معدنکاری، عناصر بالقوه سمی، چرخه بیوژئوشیمیایی، بیماری.
1. مقدمه
آئروسل ها (Aerosols) شامل قطرک های مایع و ذرات جامد (غبار، دود و ذرات معلق) پراکنده در جو زمین هستند و اندازه آنها تا 22 میکرون میباشد (Griffin, 2007; Eby, 2004). بخش دانه ریز این ذرات (5- 2/21 میکرون) قابلیت نفوذ به ریه ها و ورود به جریان خون را داشته و بیماری های تنفسی و قلبی مختلفی را ایجاد مینمایند. آئروسل ها همچنین از طریق بارش های تر بر روی سطح خاک و آب رسوب کرده و باعث آلودگی منابع آبی و خاکی می شوند. در مناطق معدن کاری معمولا آئروسل ها حاوی عناصر بالقوه سمی (PTEs) هستند که در ماده معدنی وجود دارند و در مراحل مختلف فعالیت هوای
معدنی (اکتشاف، استخراج، فرآوری) وارد هوا می شوند (Yongming, 2006). با نشست ذرات حاوی عناصر بالقوه سومی بر خاک های سطحی به ویژه خاک های کشاورزی، این آلاینده ها وارد محصولات کشاورزی شده و نیز با نشست بر روی گیاهان و از طریق جذب منفذی وارد چرخه غذایی جانوران و انسانها می شوند (Absalon, 2010). همچنین این ذرات از perven بر سلامت افراد اثر می گذارند (derm) و تماس پوستی (ingestion) بلع ،(inhalation) سه مسیر استنشاق (et al, 2016)، که میزان ریسک سلامت با میزان مواجهه فردی رابطه مستقیم دارد (قدیمی، 1935).
راه اصلی ورود عناصر بالقوه سمی از طریق آئروسل ها به صورت استنشاق می باشد و با توجه به اینکه عناصر بالقوه سمی موجود در آئروسل ها بیشتر به صورت ذرات PM2.5 می باشند (قدیمی و همکاران، 1935)، که به صورت مستقیم وارد چرخه خون می شود. همچنین این ذرات می توانند به بخش های انتهایی ریه وارد شوند و کارایی ریه را کاهش دهند (Boulevard et al, 2014). بنا به میزان مواجهه افراد در طول شبانه روز با آئروسول هوای حاوی عناصر بالقوه سمی؛ اثرات آن بر سلامت افراد، متفاوت خواهد بود. کارکنان معادن از جمله اقشار جامعه می باشند که با توجه به نوع شغل، مدت زمان بیشتری را در تماس با آئروسل های حاوی عناصر بالقوه سمی می باشند و از طریق استنشاق این ذرات را وارد سیستم بدن خود می نمایند. با توجه به اینکه کارکنان مقیم معادن به طور طولانی مدت در تماس مستقیم با این نوع آلودگی ها می باشند، احتمال میرود ضریب مواجهه فردی این افراد با آلودگی به عناصر بالقوه سمی نسبت به کارکنان ساعتی بالا رفته و غلظت این عناصر در بدن این افراد تجمع بیشتری داشته باشد. بدین ترتیب در مناطق معدنی، مطالعه و بررسی غلظت عناصر بالقوه سمی در آئروسل های استنشاقی و بررسی اثرات زمین پزشکی حاصل از آنها از اهمیت زیست محیطی بسیار بالایی برخوردار است.
2. بررسی آئروسل های معدنی به روش SEM (Scaning Electron Microscope)
با بهره گیری از میکروسکوپ الکترونی جهت مطالعات ذرات آئروسل می توان درصد و میزان پراکنش ذرات، فر شکلی ذرات، انبوه های مختلف موجود در ذرات را مورد بررسی قرار داد و در نهایت منشاء ذرات را تعیین نمود. در بررسی های SEM جهت تعیین فر شکلی ذرات، می توان رابطه ای میان فر شکلی و ترکیب کانیایی ذرات برقرار نمود، که نتایج حاصل از میکرو آنالیزر (EDX) ذرات می تواند تاییدی بر آن باشد. به طور کلی فر شکلی ذرات به صورت نامنظم و بی شکل، گرد شده (کروی و بیضوی)، کشیده (سوزنی و بادامی)، گوشه دار منظم (منشوری، لوزی و مربع) می باشند. تصاویر SEM و آنالیز شیمیایی EDX نشان می دهد که نمونه ها از نظر ریخت شناسی و کانی شناسی از یکنواختی خاصی برخوردارند. نامنظم و بی شکل (کانی های کوارتز، فلدسپات، پیروکسن)، بادامی شکل (کلریت)، کشیده و منشوری (آمفیبو و ژیپب)، بیضوی و کروی با انبوهی خوشه ای (کانی های رسی ( آلومینوسیلیکات))، لوزی (کلسیت)، مربع (پیریت)، ذرات مضرس با درخشش بالاتر نسبت به سایر ذرات (ذرات حاوی فلزات سنگین) می یاشد (شکل 9).
ذرات کروی با اندازه های زیر 5 میکرون بیشتر از کان های رسی (آلومینوسیلیکات) تشکیل شده اند که انبوهه های خوشه ای را ایجاد می کنند. (شکل-9- ب). ساختارهای بلوری منظم در اندازه های 22-12 میکرون بیشتر بلورهای کلسیت هستند که بیشتر با اندازه های PM10 تمرکز بالایی دارند. بلورهای با اندازه 12 میکرون به بالا که ماکل منشوری دارند مربوط به آمفیبول و با اندازه های کمتر از 12 میکرون غالبا ژیپس هستند که در نمونه های مطالعاتی فراوانی کمتری دارند. کانی های کوارتز بیشتر به صورت تک کانی و با فر شکلی نا منظم و در ذرات PM10 فراوانی بیشتری دارند. اندازه ذرات محدوده ی مطالعاتی از 2/25 میکرون تا 21/78 میکرون است، که در مناطق بالا دستی و پائین دستی PM10 > PM2.5 و در محدوده ی معدن کاری PM2.5 > PM10 می باشد، که نشان میدهد ترکیب کانی شناسی و ریخت شناسی ذرات آئروسول مرتبط با زمین شناسی منطقه و تحت تاثیر باد غالب و نیز فعالیت های معدن کاری می باشد. کانی های رسی همراه با ذرات آئروسل بیشتر منشاء فرا محلی داشته و نشان از یک محیط هوازدهی رسوبی است.
با توجه به حضور کانی های حاوی عناصر بالقوه سمی در ذرات آئروسل و با توجه به گسترش آنها در PM2.5 و بیشتر بودن ایون ذرات در محدوده ی معدنی
نسبت به سایر بخش ها و نیز بیشتر بودن این ذرات در مناطق پائین دستی معدن نسبت به مناطق بالادستی معدن، گفته می شود این ذرات مرتبط با معدن و فعالیت های معدنکاری (انسانزاد) می باشد که با تاثیر باد غالب در منطقه به نقاط پائین دستی انتشار داده شده است.
3. بررسی کانی شناختی و سلامت
اثرات بهداشتی متنوع ذرات آئروسل به ترکیب شیمیایی و فیزیکی (بیشتر ترکیبات شیمیایی) آن بستگی دارد. ذرات ریزتر (PM2.5) پتانسیل نفوذ بیشتری در ریه ها داشته و ممکن است حتی به ناحیه آلوئل ها هم برسند، بنابراین اثرات کوتاه مدت و بلند مدت بیشتری مثل مرگ زودرس، افزایش علائم و بیماری های تنفسی، کاهش کارایی ریه ها و ایجاد تغییرات در بافت های ریوی را داشته باشد. ذرات ریزتر از لحاظ بهداشتی از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. از بزرگترین نگرانی ها در مطالعات اخیر وجود ارتباط بین مواجهه با (PM2.5) و مرگ زودرس در بیماران قلبی- ریوی و به ویژه افراد مسن می باشد.
مطالعات انجام شده در ایالات متحده نشان میدهد که تماس با ذرات (PM2.5) منجر به رسوب بالای پلاکت در شریان ها و در نتیجه التهاب عروقی و آترواسکلروز یا سخت شدن عروق و کاهش انعطاف پذیری می شود که میتواند به حملات قلبی و دیگر مشکلات قلبی- عروقی منجر گردد.
با توجه به اینکه در محدوده ی مطالعاتی ذرات آئروسل حاوی فلزات سنگین بیشتر در ذرات PM2.5 گسترش داشته اند و این گسترش در محدوده ی معدنی بیش از سایر نقاط است، باید میزان مواجهه افراد شاغل در معدن را به اندازه ای رساند کوه از
نظر سلامت میزان خطر را به حداقل رسانید. زراسوندی و همکاران؛ 1932 آنالیز SEM را بر روی دو نمونه ماسک (سلولزی ساده و سلولزی فیلتردار) آنجا دادند، نتایج این پژوهش نشان می دهد که قطر متوسط منافذ این ماسک ها بین 5 الی 42 میکرومتر تغییر می کند، لذا منافذ بالای 22 میکرومتر در این ماسک ها توانایی عبور این ذرات را دارند (شکل-4)، ولی با نمناک کردن این ماسک ها تقریباً بالای 32 درصد ذرات را روی فیلترهای تشکیل دهنده ی ماسک ها نگه می دارند. از طرفی این ماسک های مرطوب در رو به رو شدن با گرد و غبار با حداکثر دید افقی که بیشتر در حد PM2.5 هستند، بسیار
خوب عمل کرده است. کانی های با اندازه بزرگ و شکل تیله ای و شعاعی نیز به دلیل به دام افتادن در الیاف ماسک ها کمترین خطر عبور را دارند.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)