کادمیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cd و عدد اتمی 48 قرار گرفته است. کادمیم عنصری نسبتا" کمیاب، نرم، رنگ سفید مایل به آبی و فلز انتقالی سمی می باشدکه در سنگ معدن روی وجود داشته و در باطریها به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می گیرد.
خصوصیات قابل توجه
کادمیم فلز دو ظرفیتی است نرم، چکش خوار، انعطاف پذیر و به رنگ سفید مایل به آبی که با چاقو به راحتی بریده می شود.این عنصر از بسیاری جهات شبیه روی است اما کادمیم ترکیبات پیچیده بیشتری بوجود می آورد. معمولی ترین حالت اکسیداسیون کادمیم 2+ می باشد، گرچه نمونه های کمیابی از 1+ نیز می توان پیدا کرد.
کاربردهـــــــــا
تقریبا" سه چهارم کادمیم در باطریها استفاده می گردد( بخصوص باطریهای Ni-Cd) و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتا" جهت رنگها، پوششها، آبکاری و بعنوان مواد ثبات بخش در پلاستیکها بکار می رود. کاربردهای دیگر :
در بعضی از آلیاژهای زود ذوب به کار می رود. به علت ضریب اصطکاک پائین و مقاومت بسیار خوب در برابر خستگی، در آلیاژهای بلبرینگ از آن استفاده می شود. 60% از کادمیم یافت شده در آبکاری الکتریکی به کار می رود. انواع بسیاری از لحیم ها حاوی این فلز هستند. بعنوان مانعی برای کنترل کافش اتمی( nuclear fission) به کار می رود . ترکیبات حاوی کادمیم در مواد درخشان تلویزیونهای سیاه و سفید ونیز در مواد درخشان آبی و سبز در لامپ تصویر تلویزیونهای رنگی بکار می روند. کادمیم نمکهای مختلفی را بوجود می آورد که معمول ترین آنها سولفات کادیم است. از این سولفید بعنوان رنگدانه زرد استفاده می شود. در برخی نیمه هادی ها کاربرد دارد. بعضی از ترکیبات کادمیم بعنوان تثبیت کننده در Polyvinyl Coloride بکار می رود.
تاریخچــــــــــــــه [ویرایش]
کادمیم ( لاتین cadmia، یونانی kadmeia به معنی کالامین) در سال 1817 در آلمان توسط Friedrich Stromeyer کشف شد.او این عنصر جدید را درون یک ناخالصی در کربنات روی پیدا کرد( کالامین) و برای مدت 100 سال تنها تولید کننده مهم این فلز باقی ماند.این فلز به همان واژه لاتین کالامین نامگذاری شد چون آنرا در ترکیب روی یافته بودند. Stromeyer متوجه شد بعضی از نمونه های ناخالص کالامین هنگام حرارت تغییر رنگ می دهند اما کالامین خالص اینگونه نیست. گرچه کادیم وترکیبات آن به شدت سمی هستند، از سال 1907 British Pharmaceutical Codex اعلام می دارد که یدید کادیم بعنوان دارویی برای معالجه ورم مفاصل، سل غدد لنفاوی و سرمازدگی مورد استفاده قرار می گرفته است. در سال 1927 کنفرانس بین المللی اوزان و مقادیر، متر را با توجه به یک خط طیف کادیم قرمز دوباره تعریف نمود.(یعنی : طول موجهای 164.13،553،1=m1)این تعریف اکنون تغییر یافته( به krypton نگاه کنید)
پیدایش
سنگهای معدن که حاوی کادمیم می باشند کمیاب بوده و در صورت یافت شدن به مقادیر خیلی کم وجود دارند . CdS) Greenockite )، تنها کانی مهم کادیم، تقریبا همیشه به ZnS) sphalerite ) متصل است.درنتیجه کادمیم عمدتا" بعنوان یک محصول جانبی از استخراج، خالص سازی و تصفیه سولفید اوره حاصل از سنگ معدن روی، و به میزان کمتر سرب و مس تولید می شود.
مقدار کمی از کادمیم (تقریبا" 10% مصرف )از منابع ثانویه- که عمدتا" از خاکه حاصل ازبازیافت تکه های آهن و فولاد است- بدست می آید.تولید در آمریکا از سال 1907 آغاز گردید اما بعد از وضعیت زندگی استاد در جنگ جهانی اول بود که این عنصر کاربرد فراوانی پیدا کرد.
ایزوتوپ ها [ویرایش]
کادمیم بطورطبیعی شامل 6 ایزوتوپ پایداراست. 27 ایزوتوپ پرتوزا(radioisotopes )شناخته شده که پایدارترین آنها Cd-113 با نیمه عمر 7/7 کوادریلیون سال،109 Cd- با نیمه عمر6/426 روز و Cd-115 با نیمه عمر 46/53 ساعت می باشد.مابقی ایزوتوپهای رادیو اکتیو دارای نیمه عمری کمتر از 5/2 ساعت بوده که اکثر آنها نیمه عمرشان کمتر از 5 دقیقه است.این عنصر دارای 8 ایزومر هسته ای «meta state) است که پایدار ترینشان Cdm-113 ( با نیم عمر 14.1 سال) ، Cdm-115 (با نیم عمر 44.6 روز) و Cdm-117 ( با نیمه عمر 3.36 ساعت) می باشد. ایزوتوپهای کادمیم از نظر وزن اتمی در بازه از واحد Cd-97» amu )، تا Cd-138) amu129.934 ) قراردارند. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله، پیش از دومین ایزوتوپ پایدار فراوان ، Cd-12، الکترون گیری و حالت بلافاصله بعدی، کاهش بتا می باشد .محصول فروپاشی اصلی قبل از Cd-112، عنصر 47 «نقره) و محصول بعد از آن عنصر 49 ( ایندیم) است.
هشدارهــــــــا
کادمیم از معدود عناصری است که هیچگونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد.این عنصر و محلول ترکیبات آن حتی به میزان بسیار کم، سمی هستند و در اندامها و محیط زیست، ذخیره می شوند. استنشاق گرده های کادمیم به سرعت در دستگاه تنفسی و کلیه ها ایجاد مشکلاتی می کند که می توانند کشنده باشند ( اغلب از نارسائی کلیوی). خوردن هر مقدار قابل ملاحظه ای ازکادمیم موجب مسمومیت سریع کبد وکلیه ها می گردد.ترکیباتی که محتوی کادمیم هستند نیز باعث مسمومیت میشوند.
سرباز عنصرهای شیمیایی واسطه در جدول تناوبی است. سرب همچنین در رده فلزها قرار دارد. این فلز تشعشعات هستهای را عبور نمیدهد. سرب در طبیعت به شکل کانی به نام گالن (سیستم تبلور کوبیک یا مکعبی) یافت میگردد.
سرب عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Pb و عدد اتمی ۸۲ وجود دارد. سرب عنصری سنگین، سمی و چکش خوار است که دارای رنگ خاکستری کدری میباشد. هنگامیکه تازه تراشیده شده سفید مایل به آبی است اما در معرض هوا به رنگ خاکستری تیره تبدیل میشود. از سرب در سازههای ساختمانی، خازنهای اسید سرب، ساچمه و گلوله استفاده شده و نیز بخشی از آلیاژهای لحیم، پیوتر و میباشد. سرب سنگینترین است.
سرب فلزی است براق، انعطاف پذیر، بسیار نرم، شدیداً و به رنگ سفید مایل به آبی که از خاصیت هدایت الکتریکی پایینی برخوردار میباشد. این فلز حقیقی به شدت در برابر پوسیدگی مقاومت میکند و به همین علت از آن برای نگهداری مایعات فرسایشگر (مثل اسید سولفوریک) استفاده میشود. با افزودن مقادیر خیلی کمی آنتیموان یا فلزات دیگر به سرب میتوان آنرا سخت نمود.
بقراط حکیم در سال 370 قبل از میلاد شکم درد شدید را بعنوان یکی از نشانه های مسمومیت ناشی از سرب کارها تشخیص داد. بقراط حکیم در سال 370 قبل از میلاد شکم درد شدید را بعنوان یکی از نشانه های مسمومیت ناشی از سرب کارها تشخیص داد. منابع
نقره → کادمیم ← ایندیم
Zn
↑
Cd
↓
ادامه مطلب...
در سال 1700 میلادی رامازین Ramazzine در بین کوزه گران که با سرب کار می کردند بیماری خاصی را مشاهده نمود. Kehoe و همکارانش در سال 1933 حضور وسیع فلز سرب را در محیط زیست متوجه شدند. مطالعات آنان نشان داد که اگر چه سرب یک فلز حیاتی در بدن نیست اما مقادیر قابل اندازه گیری در بافتها و سیالات بدن تمام بزرگسالان وجود دارد. امروزه در مورد اثرات سرب مقالات متنوع موجود است. این اثرات از علایم آشکاری تا اثرات نامحسوس مسمومیت ناشی از سرب ( مانند کاهش IQ، اثرات رفتاری و کاهش شنوایی ) را شامل می شود.
در سال 1700 میلادی رامازین Ramazzine در بین کوزه گران که با سرب کار می کردند بیماری خاصی را مشاهده نمود. Kehoe و همکارانش در سال 1933 حضور وسیع فلز سرب را در محیط زیست متوجه شدند. مطالعات آنان نشان داد که اگر چه سرب یک فلز حیاتی در بدن نیست اما مقادیر قابل اندازه گیری در بافتها و سیالات بدن تمام بزرگسالان وجود دارد. امروزه در مورد اثرات سرب مقالات متنوع موجود است. این اثرات از علایم آشکاری تا اثرات نامحسوس مسمومیت ناشی از سرب ( مانند کاهش IQ، اثرات رفتاری و کاهش شنوایی ) را شامل می شود.
سرب بطور طبیعی در سنگهای با غلظت های متفاوت وجود دارد و در حین هوازدگی و فرسایش شیمیایی كانی ها به درون خاك، آب و هوا وارد می شود و در نهایت با ورود به گیاهان به زنجیره غذایی راه می یابد. با این حال چون سرب برای اغلب گیاهان سمی است تمركز آن در گیاهان پائین می باشد. میانگین غلظت سرب در گیاهانی كه در خاكهای طبیعی رشد می كنند دارای گستره ای بین 26 تا 85 میكروگرم در گرم خاكستر آنها می باشد. در حالی كه گیاهانی كه در مناطق و خاك های آلوده به سرب رشد می كنند صدها برابر بیشتر است. به طور طبیعی آلودگی گیاهان به سرب در مناطقی كه خاك از سنگ های غنی از سرب تشكیل شده است رخ می دهد. با این حال در بسیاری از موارد گیاهان توسط سربی كه در اثر فعالیت های معدن كاری به محیط رها شده و ذرات موجود در هوا و نیز استفاده از بنزین سرب دار در اتومبیل ها آلوده می شوند.
معمولاً آبهای با PH كم (اسیدی)، سرب بیشتری را در خود نگه می دارند. ذرات سرب موجود در هوا در فواصل طولانی مهاجرت می كنند و در صورت ورود به خاك به ذرات خاكی می چسبد.
منابع آلودگی :
•باطله های معادن قدیمی سرب باعث آلودگی خاك و آب می شود.
•سرب اساساً از 2 طریق (دود اگزوز ماشین های سنگین و دود حاصل از سوزاندن صنعتی زغال ) وارد هوا می شود.
•معدن كاری و فرآوری سرب و ذخایر مرتبط با آن.
•خوردن آب و غذا و استنشاق دود آلوده به سرب از راههای انتقال سرب و مسمومیت حاصل از آن دربدن انسان می باشد.
تمركز سرب محلول در بیشتر آب های طبیعی كه دارای دی اكسید كربن و PH حدود 7 هستند بسیار پایین است و معمولاً كمتر از ده میكروگرم در لیتر می باشد. حلالیت كم سرب به سبب توانایی این عنصر، در تشكیل تركیبات كربناته (PbCO3)، سولفات ها (PbSO4) و هیدروكسیدهاست كه معمولاً در آب تركیبات نامحلول را ایجاد می كند، بنابراین حلالیت سرب در آب ها توسط كربنات سرب و نیز درجه قلیایی بودن كنترل می شود. بنابراین تحت شرایط طبیعی غذا، آب و هوا منبع آلودگی سرب تلقی نمی شوند. از طرف دیگر آب هایی با PH پایین، دارای تمركز بالایی از سرب می باشند. حد مجاز تمركز سرب در آب، بین 10 تا 50 میكروگرم در لیتر است.
میزان سربی كه از منابع طبیعی وارد محیط می شود، در مقایسه با منابع صنعتی و تولید شده توسط انسان بسیار ناچیز است. سربی كه خاك را آلوده می سازد، بیشتر از منابع انسان ساخت حاصل می شود. در شهرها سرب در غبار هوا وجود دارد.
گرچه میزان سرب وارد شده به دستگاه گوارش انسان از طریق غذا و آب سیال بیشتر از سرب تنفس شده از هوای شهرهاست، ولی سرب وارد شده به دستگاه تنفسی آسان تر جذب می شود. در حقیقت، حدود 20 تا 40 درصد از سرب جذب شده احتمالاً از هوا وارد بدن انسان می شود و طبیعتاً چنانچه میزان سرب در هوا زیاد باشد، میزان آن در خون نیز بالاتر می رود.
سرب در حیوانات و انسان به طور عمده همراه با كلسیم و استرانسیوم در استخوان ها تجمع حاصل كرده و در بلوغ طبیعی در مغز استخوان دخالت می كند، همچنین از سنتز هموگلوبین در سلول ها جلوگیری به عمل می آورد. در طول عمر انسان، بیشتر سرب ورودی به بدن در استخوان ها تجمع می یابد. با توجه به سن افراد، بافت ها و اندام های نرم بدن نظیر جگر، كلیه ها و لوزالمعده دارای تمركز های متفاوت از سرب ولی بسیار كمتر از استخوان ها هستند. مطالعات مختلف نشان می دهد كه افزایش سرب از مصونیت بدن می كاهد و در فعالیت بسیاری از آنزیم ها دخالت می كند.
كودكان كمتر از شش سال، بیشتر از افراد دیگر در معرض خطرآلودگی سرب قرار دارند و آلودگی با سرب نشانه هایی نظیر كم خونی، ناراحتی های گوارشی و یا بیماری التهاب مغز (encephalopath) را در بر دارد. مورد اخیر موجب مرگ زودرس یا صدمات مغزی دائم در كودكان می شود كه گاهی این امراض را با معالجه می توان التیام بخشید.
مسمومیت مزمن سرب، به مرور زمان اتفاق می افتد. در این صورت، این عارضه را از طریق علائم و نشانه هایی نظیر سردرد، خارش، تغییر در رفتار و خلق و خوی، یبوست، كاهش در توانایی های عصبی، درد شكم، كاهش وزن، خستگی مفرط و مسائل مربوط به دردهای عضلانی و عصبی می توان تشخیص داد.
یكی دیگر از مسائل مربوط به آلودگی سرب، پوسیدگی دندان در كودكان است. آمار بدست آمده از مناطقی که در آنجا فعالیت های معدنی جهت استخراج فلزات پایه می باشد، نشان می دهد که پوسیدگی دندان در كودكان بسیار زیاد است و خاك های كشاورزی و باغچه ها در این مناطق به فلزات سنگین آلوده اند. در این خصوص، آلودگی سرب از میزان قابل توجهی برخوردار بوده است.
آب شرب یکی از منابع مهم ورود سرب به بدن انسان و بخصوص کودکان می باشد. این عنصر می تواند از منابع طبیعی و یا تانکر های سربی، لوله های سربی وارد آب جاری و یا نزوالت جوی شود. محتوای سرب اب شرب در اتحادیه اروپا و آمریکا ی شمالی با وضع استانداردهای کیفیت کنترل می شود. اتحادیه اروپا میزان سرب مجاز محلول در آب آشامیدنی انسان را تا 50 مشخص کرده است در حالیکه آژانس حفاظت از محیط زیست( EPA ) در امریکا در حال تلاش جهت پایین اوردن میزان این تا 5 است. در اب اشامیدنی تا بیش 300 سرب گزارش شده است. آبهایی که حاوی مقدار زیادی سرب هستند نرم بوده، پایین و دمای بالایی دارند. بعنوان مثال آبهای گرم و ثابتی که مدتها در لوله های سربی باقی مانده اند می توانند حاوی سرب بالایی باشند.
اتمسفر سالانه در حدود 10×24 تن سرب از منابع طبیعی و 10×450-350 تن سرب از منابع مصنوعی حاصل از فعالیت انسان اتمسفر می شود. بیشترین سرب از طریق صنایع خودرو وارد اتمسفر می گردد. بسیاری از کشور ها تلاش می کنند میزان سرب مجاز در بنزین را کاهش دهند. اتحادیه اروپا اخیراً حد g/L 15/0 را برای سرب افزوده شده به بنزین ( بصورت تترا اتیل سرب) وضع نموده است. در ایالات متحده EPA ( آپانس حفاظت از محیط زیست ) در سال 1982 میزان سرب مجاز در بنزین را 29/0 گرم در لیتر و در 1986 برابر 026/0 گرم در لیتر تعیین کرده است. در بررسی هایی که بین سالهای 1976 تا 1980 توسط مرکز کنترل بیماری ها (CDC) در امریکا تنجام شد علت اصلی کاهش 37 درصدی میزان سرب موجود در خون کودکان سرتاسر آمریکا، کاهش سرب در بنزین تشخیص داده شد. از نقطه نظر دیگر توسعه اقتصادی – اجتماعی را می توان بعنوان عامل این کاهش در نظر گرفت. سرب حاصل از کارخانجات صنعتی مانند ذوب کننده های فلزات و کارخانه های استحصال فلز در سرب موجود در اتمسفر دخیل است. منابع دیگر تنها 10 درصد سرب ورودی به اتمسفر را تامین می کنند. میزان سرب محیطی در نزدیکی ذوب کننده های اولیه و ثانویه می تواند دارای اهمیت بالایی باشد. در Elpaso تگزاس در سال 1971 میزان متوسط سرب m3/ل1.f 72/2 -46/0 و حداکثر سرب محیطی m3 /g 1. f 22 اندازه گیری شده است. در یوگوسلاوی بیشترین حد سرب متجاوز از m3 / g 1.f 200 گزارش شده است. میزان سرب در مناطق نزدیک به منبع عمولا" بین m3 /g 1.f 1 – 1/0 و برای مناطق روستایی m3 /g 1. f 1/0 می باشد. ضوابط کیفیت هوا میزان مجاز سرب محیطی را بین m3 /g 1. f 2-5/1 تعیین کرده اند به این منظور که این در راکاهش دهند. بعنوان مثال EPA پیشنهاد داده است. تا استاندارد ها از m3 /g 1. f 5/1 به m3 /g 1.f 5/0 کاهش یابد.
خاک طبیعی میتواند حاوی 2 تا 200 گرم در تن سرب داشته باشد. میزان سرب خاک تحت تأثیر فعالیت های انسانی به شدت تغییر می کند. تنها تعداد کمی استاندارد جهت میزان سرب خاک وضع شده است، اگر چه در بیشتر کشور ها حد نهایی سرب مجاز در خاک 500 تا 1000 گرم در تن فرض شده است.
گرد و خاک های حاوی سرب بخصوص برای بچه های کم سن و سال بسیار خطرناک هستند. این امر بعلت رفتار کودکان در حین بازی و بلعیدن اینگونه خاکها توسط آنان است. تمرکز سرب در گرد و خاک خیابان و خاک سطحی بخصوص در نزدیکی آزاد راه ها می تواند بسیار بالا باشد. نمونه های خاک برداشت شده از مناطق پر ترافیک و نکور کانادا حاوی 1545 گرم در تن سرب بودند که این میزان تقریبا" مشابه نمونه هایی است که از 6/1 کیلومتری یک مجموعه بزرگ اولیه ذوب سرب برداشت شده است( 1662 گرم در تن).
پیمایش گرد و غبار خیابانها در 77 شهر در باختر میانه آمریکا نشان داد که میزان متوسط سرب در مناطق مسکونی ppm 1600 و در مناطق صنعتی ppm 2400 است.
رژیم غذایی سرب (بیشتر ترکیبات آلی) می تواند از طریق پوست، تنفس و یا تغذیه و سیستم گوارش ئارد بدن انسان شود که از این میان تغذیه تنفس اصلی را داراست. سرب موجود در رپیم غذایی ممکن است از منابع متعددی ناشی شود،بعنوان مثال ورود سرب به گیاهان، نهشته شدن و رسوب سرب روی گیاهان، از طریق آب یا خاک و یا طریق لحیم سربی در غذاهای کنسرو.
جذب سرب توسط روده بزرگسالان 5 تا 10 درصد و کودکان 25 تا 55 درصد است. خوردن رنگ های حاوی سرب توسط کودکان، علت اصلی مسمویت ناشی از سرب در ایالات متحده قلمداد می شود. میزان سرب جذب شده توسط گوارش شدیدا" تحت تأثیر فشار های عصبی، کم خوری و روزه و حلالیت ترکیبات سرب تغییر می کند.، بعنوان مثال حلالیت استات سرب در مایع روده ای 25 برابر بیشتر از سولفید سرب است.
کارگردانی که در کارخانه های ذوب اولیه و ثانویه سرب و کارخانه های تولید فلز و ترکیبات سرب کار می کنند در معرض خطرات ناشی از جذب سرب واقعند. بعلت بخار سرب بعلت ریزی ذرات و حلالیت بالا به آسانس وارد دستگاه تنفس شده و جذب خون می شود. استاندارد سرب کارگاه ها در اتحادیه اروپا و شمال آمریکا بین 05/0 تا 15/0 میلی گرم در متر مکعب تعیین شده است.
میزان MAK برابر m3 /mg 1/0 و میزان TLV-TWA برابر m3 /mg 15/0 است. این امر موجب انگیزش صنایع جهت توسعه تکنولوژی های جدید، پیشرفت کنترل های مهندسی و استفاده سختگیرانه تر از وسایل حفاظت شخصی و در نتیجه کاهش قرار گرفت کار گران در معرض سرب می گردد.
جذب و دفع سرب توسط بدن شدیداً تحت تأثیر اندازه ذرات و حلالیت موارد حاوی سرب می باشد. 20 تا 60 درصد سرب در دستگاه تنفس بدن باقی می ماند. ذرات سرب به ابعاد mm 1/0 به آسانی به لثه می رسند و از آنجا توسط دستگاه گردش خون جذب می شوند. ذرات بزرگتر از mm 2-1 غبار ریز سرب در مقایسه با ذرات درشت تر تأثیر به مراتب شدیدتری بر میزان سرب خون کارگران می گذارد. جذب ترکیبات غیر آلی سرب از طریق پوست از اهمیت بسیار کمی برخوردار است در حالیکه ترکیبات آلی سرب ماند تترا اتیل سرب یا نفتنات سرب به آسانی از طریق پوست جذب می شوند.
تقریباً 90 دردصد سرب هضم شده، جذب نمی شود و وارد مدفوع می گردد. سرب جذب شده توسط گردش خون به بافتهای نازک منتقل شده و به تدریج در استخوان جمع می گردد. مقداری از سرب نیز از طریق ادرار دفع می شود. اگر میزان ورود سرب به بدن ثابت باشد، تمرکز در خون، بافت های نرم و استخوان به تعادل می رسد.
بیماری های ناشی از قرار گیری در معرض سرب :
•Amaurose (نابینایی)
•سرب از طریق جایگزین شدن به جای آهن در بدن باعث ایجاد كم خونی می شود.
•سرب از طریق جمع شدن در استخوان ها، باعث كمبود كلسیم بدن می شود.
•فشار خون
•یبوست
•قرار گرفتن در معرض سرب Schizophrenia (اسکیزوفرنی)
علائم ناشی از آلودگی به عنصر :
•تغییر شكل ستون فقرات
•اختلال در سیستم عصبی (بخصوص در بچه های با سن کمتر)
•اختلال در کار خون و مغز
•از دست رفتن حس جهت یابی
•بی خوابی
•ناراحتی های معده و مسمومیت
•افزایش فشار خون
•دردهای عصبی
•دردهای عضلانی
•كاهش وزن
•سرگیجه
•در مورد زنان بار دار منجر به سقط جنین
•قرار گرفتن درازمدت در معرض سرب و یا نمک های آن(بخصوص نمک های محلول یا اکسید قوی آن PbO2 )می تواند باعث Nephropathو Colic-like abdominal pains گردد.
اثرات حاد:
متوسط ورود روزانه سرب به بدن mg 150 تا mg 300 تخمین می شود. این میزان برابر L/mg 1025 در خون است. خون گرفته شده از افراد طبیعی در 16 کشور مختلف در سال 1960 بطور متوسط L /mg سرب داشت.
اثرات خونی:
یکی از اثرات زیانبار سرب بر روی خون و بافت های خون ساز رخ می دهد. سرب تقریبا" از تمام مراحل بیوسنتز هموگلوبین و گلوبین جلوگیری می نماید.
اثرات عصبی:
در اوایل این قرن در معرض سرب قرار گرفتن طولانی مدت کارگران موجب بروز بیماری های مغزی و تضعیف ماهیچه ها در آنان شد. این اثرات تا مدتها نادیده گرفته می شد.
امروزه بیشترین توجه به تأثیرات نرولوپیک برروی کودکان ارتباط داده شده است. در ایالات متحده در سال 1985 پیشینه قابل توجه سرب خون از 40 تا L / mg 1/25 کاهش یافت.
اثرات کلیوی:
کلیه محل اصلی دفع سرب جذب شده توسط بدن انسان است. کلیه همچنین یکی از دستگاه هایی است که تحت تاثیر مسمومیت ناشی از سرب قرار می گیرد. در بیشتر حالات عدم کارایی کلیه که در نتیجه در معرض سرب قرار گرفتن مزمن بیماری بروز می کند و منجر به تخریب شدید بافتهای کلیه می گردد، اتفاق نمی افتد. اگر چه تخریب برگشت ناپذیر کلیه ممکن است در نتیجه تجمع طولانی مدت سرب فراوان در بدن رخ دهد. تنش های عصبی نیز ممکن است در پی این علائم بروز کند.
اثرات تولید مثلی:
میزان مسموم کننده سرب ممکن است منجر به نازایی در مردان و سقط جنین در زنان شود. جنین مستعد مسمومیت است، چون سرب می تواند از دیواره جنین عبور کند.اگر سرب خون مردان به بیش از L / mg 70 -60 برسد ممکن است تعداد و تحرک اسپرم آنها کاهش یابد.
سرطان زایی:
اخیراً EPA، پتانسیل سرب و ترکیبات آنرا بعنوان عامل تولید کننده سرطان مورد بررسی دقیق قرار داده است. آپانس بین المللی مطالعه سرطان ترکیبات آلی سرب را در گروه B 2 ( عامل هایی که ممکن است باعث بروز سرطان در انسان شود) قرار داده است، اما این مسئله تعمیم مشاهداتی است که به فسفات و استات سرب محدود می شود.
ô آزمایش خون معمولاً در كودكان برای تشخیص مسمومیت ناشی از سرب استفاده می شود.
عنصر سرب فاقد هرگونه نقش بیولوژیك بوده و حتی در مقادیر اندك نیز سمی است. مشهور است كه اشرافزادگان در رم باستان، به علت مصرف ظروف سربی برای تغذیه و شرب، دچار مسمومیت حاصل از سرب شده و در بین زنان آنان سقط جنین و نازایی فراوان بوده است كه این خود به انقراض آنان كمك نموده است. همچنین پیشگامانی كه به آمریكا پانهاده بودند بدلیل استفاده از ظروف مسی دچار مسمومیت شده بودند.
در زمان حاضر نیز مسمومیت حاصل از سرب، گریبانگیر عده زیادی از كارگران شاغل در كارخانههایی كه از سرب به عنوان مواد اولیه استفاده میكنند و همچنین كارگران معادن سرب و كاركنان و ساكنان اطراف كارخانجات ذوب سرب میباشد. همچنین آلودگی با سرب نزد كودكانی كه قطعات و اسباببازیهای آلوده به سرب را به دهان میبرند، بسیار مشاهده شده است. بالاخره آلودگی هوا، آب و خاك به وسیله سرب و مسمومیت با آن فقط گروه خاصی را تهدید نمیكند، بلكه تمام جمعیت جهان را در معرض خطر قرار داده است. منابع عمده انتشار سرب حاصل از فعالیت انسان در اتمسفر شامل موارد زیر میباشد :
الف- كارخانههای ذوب و تصفیه سرب
ب – كارخانههایی كه در آن سرب را به عنوان یكی از مواد اولیه به مصرف میرسانند.
ج – معادن سرب
د- دود حاصل از اتومبیلهای بنزین سوز
اثر سرب در آلودگی محیط زیست
در سالهای اخیر به آلودگی سرب با منشاء صنعتی و غیرصنعتی توجه خاصی شده است. بعضی مطالعات نشان میدهند كه سطح اقیانوسها نسبت به اوایل پیدایش آنها (حدود 2 میلیون سال پیش) بیش از 10 برابر به سرب آلوده شده است. همچنین 5000 سال است كه بشر آب و خاك و هوا را با سرب آلوده میكند و خود انسان نیز از سه هزار سال پیش با كاربرد ظروف و وسایل سربی در معرض آلودگی به سرب بوده است.
تأثیر سرب برسلامتی انسان
سرب عنصری سمی است و فاقد هرگونه نقش بیولوژیكی میباشد. اثرات فیزیولوژیكی شناخته شدهتر سرب، سرگیجه، كم خونی، از دست رفتن حس جهتیابی، اغماء و مرگ هستند. در واقع گفته شده است كه سرب باعث سقوط امپراطوری روم شده است زیرا عوارض مسمومیت در برخی از رهبران اواخر امپراطوری ظاهر شده است. این فرضیه با توجه به بالا بودن غلظت سرب در استخوان برخی از اشراف روم تقویت میشود.
اثرات عصبی سرب، طیف گستردهای از كاهش عملكرد سلولهای عصبی تا عفونت مغزی را در برمیگیرد. سرب بسیاری از این اثرات را از راه رقابت موفقیتآمیز با سایر عناصر حیاتی در واكنشهای مهم بیوشیمیایی برجای میگذارد. برای نمونه سرب از طریق جایگزین كردن آهن در تركیبات موردنیاز تولید هموگلوبین باعث ایجاد كم خونی میشود. همچنین از راه جمع شدن در استخوانها كه منبع اصلی كلسیم بدن به شمار میآید، میتواند باعث كمبود كلسیم بدن شود. به رغم این اثرات منفی، سرب به عنوان عامل سرطانزا شناخته نشده است. سرب را میتوان با مصرف تركیبات آلی حلقوی مانند EDTA كه كمپلكسهای محلول پایدار سرب را تشكیل میدهند از بدن خارج كرد.
در مسمومیت با سرب دو حالت حاد و مزمن مشاهده گردیده است. مسمومیت حاد كه با مقادیر زیاد سرب عارض میشود ممكن است به سه طریق زیر ایجاد شود :
الف – مسمومیت اتفاقی
ب – مسمومیت دارویی
ج- مسمومیت شغلی
مسمومیتهای اتفاقی، اغلب علت غذایی دارند، در این موارد ممكن است غذا با املاح سرب آغشته شده باشد. به عنوان مثال میتوان از وجود سرب در قوطیهای كنسروی كه با قلع لحیم گشتهاند و یا آب آشامیدنی كه از لولههای حاوی سرب گذشته و در اثر اسیدی بودن (PH) آبهای شیرین، مقداری سرب را در خود حل نموده ذكر نمود.
مسمومیت دارویی نادر است و اغلب سرب در ساخت محلولهای موی سر و بعضی پمادها و ظروف محتوی خمیر دندان بكار میرود.
از مسمومیتهای حاد دیگر سرب، مسمومیت شغلی است كه یكی از بیماریهای مهم حرفهای را تشكیل داده و از قدیمیترین مسمومیتهای شناخته شده است.
این مسمومیتها به اشكال مختلف ظاهر میشوند و هر كدام از عوارض متعدد آن ممكن است در اوایل مسمومیت یا بعدها مشاهده شوند. معمولاً عوارض حاد در ابتدا و عوارض مزمن بعدها ظاهر میشود. از عوارض حاد میتوان تغییرات لثهها، قولنج سربی، راشیتیسم سربی، عوارض عصبی سربی، فلج عصبی و بالاخره كم خونی را نام برد. عوارض مزمن مسمومیتهای سربی نیز شامل نفریت سربی و عوارض دستگاه تناسلی میباشند.
مسمومیتهای حاد سربی در نزد كارگرانی كه با این فلز سروكار داشتهاند بسیار رواج داشته است ولی امروزه، با پیشگیریهای دقیق و رعایت اصول بهداشتی از این نوع مسمومیت كمتر دیده میشود. در عوض علائم زیادی از مسمومیتهای مزمن نزد بسیاری از افراد ساكن در مناطق شهری و صنعتی بخصوص در كودكان موجود است. عدهای از محققین، سرب هوا را مسئول این آلودگی میدانند و معتقدند كه روزانه یك سوم سرب وارد شده به بدن افراد شهرنشین از هوا میباشد.
مقدار سرب در بدن انسان به عوامل مختلفی بستگی دارد. كودكان حساسترین افراد به آلودگیهای سربی میباشند. شغل افراد نیز در مقدار سرب بدن آنها مؤثر است. همچنین محل سكونت نیز عامل مهمی در مقدار سرب موجود در بدن میباشد. مثلاً غلظت سرب در خون ساكنین مجاور یك بزرگراه پر تردد، نسبت به افراد ساكن در كنار دریا بالاتر است. همچنین سرب در بدن ساكنین طبقات بالای ساختمانهای بلند مستقر در كنار اتوبانها عدد كمتری را نسبت به ساكنان همكف نشان میدهد.
قسمت اعظم سربی كه از طرق مختلف وارد بدن میشود از راههای دفعی، دفع میشود و بخش كوچكی از آن در بدن ذخیره میگردد. مقدار سرب ورودی به بدن در یك شبانه روز 400-150 میكروگرم بیان شده است كه 10 درصد آن جذب بدن میشود. بیشترین مقدار سرب كه در بدن ذخیره میشود در كلیه و كبد ظاهر میشود كه نشانه دفع این عنصر از این اندامها میباشد.
6-3-1- راههای ورود سرب به بدن
راههای ورود سرب به بدن شامل موارد زیر هستند :
الف- دستگاه گوارش
ب – دستگاه تنفس
ج – پوست و مخاط
درادامه راجع به موارد مذكور توضیحاتی ارائه میگردد.
الف- دستگاه گوارش
ورود سرب به بدن از راه تغذیه توسط مواد غذایی، نوشیدنیها و به خصوص در كودگان از راه خوردن خاك و گچ و به دهان بردن وسایل بازی آلوده به سرب امكانپذیر است. در گزارشهای متعددی سهم هرگروه از مواد غذایی را در انتقال سرب به بدن معین كردهاند كه متوسط آنها به قرار زیر است : 39% از گوشت، 22% از سبزیجات و كنسروها، 10% از میوهجات، 9% از لبنیات و تخممرغ، 10% از نان، 10% بقیه از سایر مواد غذایی وارد بدن میشود ]6 و23[.
به هرحال سربی كه از راه مواد غذایی وارد بدن میشود با تغییراتی كه در دستگاه گوارش مییابد، سرانجام جذب خون میگردد. عوامل مؤثر در جذب سرب و بروز مسمومیت عبارت از كمبود كلسین یا فسفر در بدن هستند. از آنجا كه خواص شیمیایی و در نتیجه متابولیسم سرب شبیه كلسیم میباشد، كمبود كلسیم در بدن تغییرات متابولیكی زیادی را باعث میشود و در این هنگام سرب به جای كلسیم عمل میكند.
ب- دستگاه تنفس
به طور كلی سرب به صورت ذرات آمیخته با گرد و غبار و بخارات سربی از طریق دستگاه تنفس وارد بدن میشود. مقادیر سربی كه روزانه از راه ریه جذب اولاً به مقدار آلودگی سرب محیط زندگی، ثانیاً به اندازه ذرات سرب و مقدار هوایی كه برای تنفس مورداستفاده قرار میگیرد و بالاخره به حالتهای فیزیولوژیكی شخص كه در عبور ذرات سرب از حبابهای ششی مؤثر است بستگی دارد. جذب املاح سرب توسط دستگاه تنفس بستگی به اندازه ذرات، تركیبات و مواد طبیعی درون مجاری تنفسی دارد.
در مورد اندازه ذرات قابل جذب عقیده براین است كه ذرات سربی كه اندازهشان بزرگتر از 5 میكرون میباشد اكثراً براثر سنگینی برروی زمین رسوب میكنند، ولی اگر مقدار آنها زیاد باشد و تنفس شوند در قسمتهای فوقانی بینی در ترشحات مخاطی بینی گیر میكنند و در اثر جریان مخاط و عمل مژهها به حلق هدایت میشوند ودر آنجا از راه خلط یا توسط ترشحات بینی از بدن خارج شده و یا بلعیده میشوند. اما ذراتی كه كوچكتر هستند و قطرسان حدود 5-2 میكرون میباشد، در قسمتهای فوقانی لولههای تنفسی مدتی باقی مانده و عدهای نیز به بخشهای كوچكتر لولههای تنفسی مانند نایژهها رفته و در آنجا متوقف میشوند. ذرات كوچكتر از 1 میكرون همگی به حبابهای ششی میروند. ذراتی كه اندازهشان كوچكتر از 3/0 میكرون است با بازدم خارج میشوند، لیكن كلیه ذراتی كه به حبابهای ششی رسیدهاند جذب میگردند.
ج – جذب از طریق پوست و مخاط
تركیبات آلی سرب مانند تترا اتیل سرب از این راه جذب میشوند ولی جذب تركیبات معدنی از این راه مشكوك است. برخی معتقدند كه املاح سرب با اسیدهای چرب پوست، صابونی شده و جذب میگردند. این جذب در فرورفتگی بین موها انجام میشود. اگر جذب سرب از طریق پوست سالم مورد تردید باشد، در جذبش از طریق پوست و مخاطهای آسیب دیده تردیدی نیست.
اثرات زیانآور سرب در بدن انسان
اثرات سمی عناصر غیرضروری مانند سرب در بدن در نتیجه پیوندهایی است كه این عناصر با مواد بیولوژیكی همچون چربیها، اسیدهای آمینه، آنزیمها و پروتئین ایجاد میكنند. رایجترین عوارض مسمومیت سرب، كم خونی است. كم خونی عموماً با عوارض دیگر حاصل از مسمومیت سرب همراه بوده و شاید تنها عارضه بالینی باشد كه در مسمومیت مزمن بامقادیر كم سرب مشاهده میشود. كم خونی حاصل از سرب گلبولهای قرمز را كوچكتر از اندازه طبیعی كرده و سطح آنها را چروكیده میكند و كم شدن ضریب رنگی در خون در اثر كمبود آهن مشاهده میشود.
دفع سرب از بدن انسان
دفع سرب از بدن از راههای مختلف صورت میگیرد. صفرا و مدفوع مهمترین راه دفع سرب هستند. روزانه به طور متوسط 270-220 میلیگرم از هر گرم سرب وارد شده به بدن از این طریق دفع میشود. دفع از طریق ادرار، عرق، موها و همچنین بزاق دهان نیز امكانپذیر است.
تشخیصهای آزمایشگاهی در مسمومیتهای سربی
در تشخیص و تعیین مسمومیتهای سربی این اندازهگیریها متداول است :
اولاً : وجود بیش از 80 میكروگرم سرب در 100 میلیلیتر خون و بیش از 150 میكروگرم سرب در 100 میلی لیتر ادرار.
ثانیاً : وجود 13 گرم یا كمتر هموگلوبین در یك میلیلیتر از خون در مردان.
معالجه مسمومیتهای سربی
عوامل اساسی در معالجه این مسمومیتها، آنهایی هستند كه از تجمع سرب در بافتها جلوگیری میكنند. برای مقادیر كم سرب، قطع ارتباط با سرب، مقدار سرب خون را به كمتر از 80 میكروگرم در 100 میلیلیتر خواهد رساند، برای مقادیر بیشتر از 120 میكروگرم در 100 میلیلیتر خون، از مادهای به نام CaEDTA استفاده میشود كه این ماده سبب حل شدن و خروج مقداری از سرب و جانشینی كلسیم با آن میشود ]25[.
تأثیر سرب در آلودگی هوا
به طور كلی دو دوره اصلی برای افزایش غلظت سرب هوا در نیمكره شمالی شناخته شده است. دوره اول حاصل از رشد سریع صنعت در قرون هجدهم و نوزدهم میلادی بوده است. دوره دوم حاصل از گسترش ترافیك و وسایل نقلیه موتوری پس از جنگ جهانی دوم است.
موتورهای وسایل نقلیه جهت تبدیل سوخت معدنی بكار مفید، از اكسیژن هوا استفاده كرده و در مقابل نتایج احتراق را كه همان باقیمانده تركیبات شیمیایی اكسیژن و سوخت است وارد هوای اتمسفر مینمایند. تعداد گازهای خروجی بالغ بر 50 نوع میباشد كه اغلب آنها مضر و آلودهكننده هستند. از مهمترین آنها میتوان به اكسید كربن، اكسیدهای ازت، آلدئیدها، اتیلن، هیدروكربورهای معطر و بالاخره سرب اشاره كرد. سرب به صورت تترا اتیل یا تترا استیل سرب به بنزین (جهت جلوگیری از دقه زدن موتور) اضافه میشود. در اثر احتراق بنزین، فشار تراكم در موتور بالا رفته و در انتهای ضربه تراكم، احتراق غیرعادی توأم با انتشار امواج صوتی در موتور ایجاد خواهد كرد. این عمل كه به نام دقه زدن موتور مشهود است، در صورتی در اتاق احتراق اتفاق میافتد كه سوخت مناسب با فشار تراكم زیاد انتخاب نشده باشد. جهت جلوگیری ار دقه زدن موتور كه فوقالعاده عمر موتور را كوتاه میكند. از مواد دقهزن در سوخت استفاده میشود. در نتیجه برای بالا بردن بازده موتورهای احتراق داخلی، نوع بنزینی لازم است كه ضریب زیاد تراكم موتور گرفته شود.
در محلهای معدنی نیز گرد و غبار بلند شده از سطوح خشك سدها و یا دپوهای باطله اولین منبع آلودگی هوا است. سدهای باطله به طور كامل توسط آب پوشیده نشده و در نتیجه ذرات قسمت خارج از آب توسط وزش باد جابجا میشوند.
قسمت اعظم سرب موجود در جو به صورت ذرات بسیار ریز نمكهای غیرآلی سرب است. ممكن است مقادیر كمی نیز بخارهای سرب آلی وجود داشته باشد. ذرات سرب حاصل از سوخت بنزین اتومبیلها با ذرات سرب حاصل از منابع دیگر تفاوت دارد. اندازه این ذرات بین 01/0 میكرون تا چند میكرون میباشد.
همچنین تا درصد آنها كوچكتر از یك میكرون میباشند. بیش از 80 درصد سرب هوا منشاء بنزین دارد. زمان ماندن سرب در هوا بستگی به اندازه ذرات آن و همچنین چگونگی سرب اضافه شده به بنزین دارد. زمان ماندن سرب در هوا را یك تا چهار هفته حدس میزنند. سربی كه از اتومبیلها حاصل میشود، در اتمسفر كنار جاده به صورتهای مختلف تهنشین شده و به خاك افزوده میشود و مقداری از آن از راه تنفس وارد بدن جانواران و گیاهان میشود. غلظت سرب در كنار جادهها و راههای ارتباطی علاوه برفاصله از جاده به عواملی نظیر حجم ترافیك، نزدیكی به جادههای دیگر، بادهای دائمی، فصل سال، زمان، روز و اوضاع جوی دارد.
تأثیر سرب در آلودگی خاكها
كلارك سرب ppm15 است. سرب موجود در اتمسفر نیز به خاك افزوده میگردد. از منابع عمده تولید سرب در اتمسفر میتوان به دود حاصل از صنایع، گاز خروجی از اگزوز اتومبیلها و بعضی از مواد شیمیایی مثل حشرهكشها اشاره كرد. ضمناً سرب توسط كودهای شیمیایی و سوپر فسفاتها نیز به خاك افزوده میگردد. همچنین سربی كه از طریق اتمسفر برروی درختان وجود دارد توسط آب باران یا مستقیماً در اثر تماس برگهای خشكیده با سطح زمین به خاك افزوده میگردد. معمولاً غلظت سربی كه در سطح خاك در مناطق غیرآلوده وجود دارد حدوداً10-20 میکروگرم برگرم وزن خشك خاك بوده و در خاكهای كشاورزی به200- 2میکروگرم برگرم میرسد(27 و 28).
تأثیر زیست محیطی فعالیتهای معدنی برروی خاكها، معمولاً با فرسایش و آلودگی است. فرسایش ممكن است در اثر كندن و حذف نباتات در ارتباط با فعالیتهای معدنكاری صورت گیرد. تحت چنین شرایطی رخدادهایی ماننند ذوب برف ممكن است سبب فرسایش بیشتر خاك شوند. آلودگی خاكها ممكن است در اثر تخلیه مواد معدنی و باطله، زهآبها، جریانهای ناشی از لیچینگ و نفوذ از سدهای باطله صورت خواهد گرفت. همچنین جابجایی ذرات ریز موجود در سدهای باطله صورت گیرد. همچنین جابجایی ذرات ریز موجوددر سدهای باطله خشك میتواند سبب آلودگی خاكها شود. دیگر منابع آلودگی خاكها شامل سوختها،مواد شیمیایی بكار رفته در فرآیند فلوتاسیون، محلولهای بهداشتی و تمیزكننده بكار رفته و یا ذخیره شده در محل است.
خاكهای آلوده میتوانند به عنوان منبع آلودگی برای آبهای سطحی و زیرزمینی عمل كرده و در نتیجه منع آلوده كننده دیگر مناطق باشند. در برخی موارد نیز مانند تخلیه استخرهای باطله و یا استفاده از مواد معدنی به عنوان مصالح ساختمانی، بشر مستقیماً با این خاكهای آلوده سر وكار دارد.
سربی كه از اتمسفر برروی خاك مینشیند، ابتدا مقدار زیادی از آن جذب ذرات رس موجود در خاك میگردد و بقیه كه به صورت نمكهای هالوژنه به خاك افزوده میگردند در اثر رطوبت خاك یونیزه شده و با آنیونهای موجود در خاك مانند سولفات (2-)،فسفات(2-) ،کربنات(2-)، تولید نمكهایی مثل سولفات سرب میدهند كه این نمك به علت عدم حلالیتش در آب، در قسمتهای سطحی خاك باقی میماند.
تأثیر سرب در آلودگی آبها
پراكندگی و آلودگی سرب در محیط زیست نه تنها هوا و خاك بلكه آبها را نیز در برمیگیرد. امروزه بسیاری از رودخانهها، دریاچهها و آبهای سطحی در معرض آلودگی به سرب حاصل از صنایع، امور كشاورزی، استخراج معادن و دود حاصل از وسایل نقلیه موتوری هستند.
در آبهای اشامیدنی، سرب بندرت بیش از حد مجاز و این هنگامی است كه PH در آب هنگام عبور از لولهها اسیدی بوده و در نتیجه مقداری از سرب موجود در لولههای آب را در خود حل كرده و غلظت سرب در آب را افزایش دهد. در مناطقی كه آبهای آنها اسیدی است، با افزودن مقداری مواد قلیایی ماننند كربنات كلسیم، PH آب را بالا برده و خط برطرف میشود.
منابع آلودهكننده آبهای زیرزمینی و سطحی شامل زهآبها، جریانهای ناشی از لیچینگ و جریانهای نفوذی از سدهای باطله، پیتهای معادن و عملیات معدنكاری میباشد. در معادن سرب حاوی كانیهای سولفوری در نتیجه اكسیداسیون سولفیدها اسید تولید میشود كه در این صورت آب اسیدی دارای قدرت بیشتری جهت لیچینگ فلزات سنگین از این منابع و مناطقی كه عبور میكند بوده و میزان آلودگی افزایش مییابد. فاكتورهایی كه كیفیت اسید تولید شده را تحت تأثیر قرار میدهند شامل نوع و میزان سولفید، ظرفیت بافری كانهها و یا باطلهها، در معرض قرار گرفتن كانی در یك محیط اكسیدكننده، رطوبت و هیدرولوژی منطقه میباشد. برخی باكتریها مانند فرواكسیدان تیوباسیلوس عامل فعل و انفعالات شیمیایی جهت اكسیداسیون كانیهای حاوی سولفور برای تولید اسید میشوند. این باكتریها مسائل خاصی در دپوهای سنگهای واسطه و سدهای باطله ایجاد میكنند.
با افزایش میزان اسیدی شدن آب، قدرت لیچینگ و تحركپذیری فلزات و دیگر آلودهكنندهها افزایش مییابد. عناصر و كانیهای معمول كه با ذخایر سرب و روی همراه میباشند شامل جیوه، تلوریم، كبالت، تالیم، پیریت و پیروتیت هستند. پائین آمدن PH بر روی حلالیت این عناصر و كانیها تأثیر دارد و آنها را برای حمل توسط آبهای سطحی و زیرزمینی آماده میكند. معادن سطحی و زیرزمینی برای امكان استخراج كانه باید آبكشی شوند. جهت انجام این كار در طول فعالیت معدن ممكن است آب مستقیماً از مخزنهای درون معدن به بیرون از محوطه معدن پمپاژ شود و یا اینكه در محل معدن از طریق چاههایی كه حفر میشوند از سفره زیرزمینی پمپاژ گردد كه این كار سبب پائین رفتن سطح آب زیرزمینی و ایجاد مخروطی بر عكس در محل معدن میشود. بعد از اینكه معدنكاری خاتمه یافت، پمپاژ آب نیز متوقف میشود و در این صورت آبی كه در معرض كانیهای سولفوری در یك محیط اكسیدكننده (مانند معادن روباز و زیرزمینی) قرار میگیرد خاصیت اسیدی پیدا میكند.
در شرایط طبیعی معمولاً سرب آب كمتر از 10 میكروگرم در لیتر میباشد و این حالتی است كه حداكثر مقدار مجاز سرب در آب آشامیدنی در اغلب كشورهای جهان 50 میكروگرم در لیتر پذیرفته شده است. فعالیت سرب نیز در آبهای سبك حدود5/0 میلیگرم در لیتر و در آبهای سخت فقط 03/0 میلیگرم در لیتر میباشد و این تفاوت به واسطه وجود یونهای بیكربنات در آبهای سخت است.
تأثیر سرب در آلودگی گیاهان
سرب كه عنصری ضروری برای رشد و نمو گیاه نیست، توسط گیاهان جذب میشود و بدین طریق گیاه در معرض آلودگی به این عنصر سمی قرار میگیرد. در این حالت علاوه برآسیبهایی كه به خود گیاه میرسد، انسانها و حیواناتی كه از این گیاه تغذیه میكنند نیز در خطر آلودگی به سرب قرار میگیرند.
گیاهانی كه در معرض آلودگی به سرب هستند، در سه گروه درختان، علفهای هرز و بوتهها و گیاهان زراعی قرار دارند. جذب سرب در گیاهان به دو طریق انجامپذیر است :
الف- جذب از راه شاخ و برگ
ب- جذب از طریق ریشه
بعید به نظر میرسد نمكهای غیرمحلول سرب توسط ریشه درختان جذب گردند، اما به راحتی توسط ریشههای افشان و سطحی بوتهها و درختچهها جذب میگردند.
عوامل مؤثر در جذب سرب از خاك عبارت از ظرفیت تبادل كاتیونی خاك، مقدار فسفات موجود در خاك، كود،سایر فلزات سنگین، حرارت، مواد آلی موجود در خاك، سن گیاه، نوع آن و بالاخره تغییرات محیط هستند.
سرب بعد از جذب به آسانی درون گیاه حركت میكند. این انتقال بستگی زیادی به حالت فیزیولوژیكی گیاه دارد. ابتدا سرب در دیواره سلولی ریشه مشاهده میگردد. در همین زمان در برگها نیز با مقادیر كمتر وجود سرب ثابت شده است. در مورد شكل سرب در گیاه از گزارشها چنین استنباط میشود كه این عنصر بیشتر به صورت تركیبهای غیرمحلول بیشكل در گیاهان مشاهده میشود.
مقادیر سربی كه قادرند به گیاهان صدمه وارد كنند متفاوت ذكر گردیده است. به طور كلی عقیده براین است كه مقدار سرب خاك باید بالاتر از ppm1000 باشد تا بتواند اثرات نامطلوب در گیاه باقی گذارد.
باوجود تمام موارد ذكر شده، متأسفانه سرب آنچنان گسترده به وسیله بشر استفاده شده است كه مقدار سرب منتشر شده در اتمسفر، سالانه بالغ بر 300000 تن میباشد كه به مراتب بیشتر از 20000 تن سرب آزاد شده توسط فرآیندهای طبیعی است.
مهمترین منابع آلودگی سرب ناشی از فعالیتهای بشر، احتراق بنزین و ذغالسنگ است و ذوب كانسنگهای سولفیدی با فاصله زیادی از این دو منبع در جایگاه سوم قرار دارد.
خوشبختانه سه بازار كه در چند دهه گذشته سرب در آنها نقش مهمی داشته است اكنون دیگر وجود ندارند. مهمترین این بازارها تولید تترا اتیل سرب ]4(3H2[Pb(C و تركیبات وابسته به آن به عنوان مواد افزودنی به بنزین بوده است كه اساساً در كشورهای پیشرفته پایان یافته است، اگر چه تولید آن در برخی از كشورهای درحال رشد ماننند مكزیك و آفریقای جنوبی در حد ظرفیت پالایشگاههای محلی ادامه دارد. استفاده از اكسیدهای سرب در تولید رنگ ساختمان، شیشه، سرامیك و سایر مواد شیمیایی نیز به خاطر مشكلات مخاطرهآمیز آن كاهش یافته است كه تصور میشود از دلایل كم شدن مقدار سرب موجود در بدن افراد در چند دهه گذشته بوده است.
در كشورهای پیشرفته، مقدار بنزین به 15/0 تا 5/0 گرم در گالن محدود شده است و سیستمهای بازیاب بهتری نیز در نیروگاههای برق و كورهها نصب گردیده و مقدار مواد منتشر شده را به شدت كاهش داده است. با وجود این قوانین و تمیدات، حتی مقادیر ناچیز سرب نیز میتواند باعث كاهش توان یادگیری كودكان شود.
در كشور آمریكا در واكنش به نگرانیهای زیست محیطی، كنگره این كشور تصویب قانون مربوط به اخذ مالیات مستقیم از تولید سرب را مد نظر قرار داده است. اگر چه اخذ مالیات ممكن است به طور نظری و از لحاظ زیست محیطی مطلوب به نظر رسد، اما دارای عوارض جانبی ناخواستهای است، از آنجایی كه سرب با سایر فلزات رابطه نزدیكی دارد، اخذ مالیات باعث كاهش تولید داخلی فلزاتی مانند روی، كادمیوم و بیسموت به میزان خیلی زیاد و كمی نقره میشود