الدكتورة إهداء أسامة تكتب :المعادن الثقيلة وخطورتها على الحيوانات والاسماك

 المعادن الثقيلة:

هي المعادن التي تحتوي على كثافة عالية نسبيا وسامة عند وجوده بكميات منخفضه على سبيل المثال الزرنيخ، الرصاص، الزئبق، الكادميوم، الكروم وهكذا. وهناك بعض المعادن الأخرى والتي تعتبر من العناصر الضرورية للجسم للحفاظ على التمثيل الغذائي لكنها تكون سامه عند وجودها بتركيزات عالية مثل النحاس والسيلينيوم والزنك وتدخل المعادن الثقيلة للأجسام عن طريق الطعام ومياه الشرب والهواء.1

وتعتبر الكميات الزائدة من المعادن الثقيلة ضارة لأنها تؤدي الى خلل في النظم الأيكولوجية بسبب تراكمها البيولوجي في الكائنات الجية وتؤدي الى العديد من التأثيرات السامة في معظم الكائنات الحية حيث انها تكون مركبات سامة قابلة للذوبان او تكون سامة في اشكال معينة مثل الرصاص أي كمية منه تكون سامة.2و3

أيضا بعص العناصر الأساسية في الجسم تكون سامة مثل الحديد في بعض الأحيان يمكن ان يتغير عمل العناصر الأساسية بواسطة المعادن السامة مما يؤدي الى التسمم من خلال التدخل في عملية التمثيل الغذائي لذا اغلب المعادن الثقيلة سامة بينما بعض المعادن اقل سمية مثل البزموت.

أيضا يمكن ان تحدث السمية الاشعاعية والكيمائية عن طريق المعادن المشعة. يمكن ايضا ان تكون المعادن في مراجل الاكسدة المختلفة سامة مثل الكروم الثلاثي وهو عنصر ضروري للجسم بينما الكروم الرباعي له تأثير مسرطن على الجسم ومن خطورة هذه المعادن الثقيلة أيضا انها تؤدي الى التداخل في عمليات التكاثر مما يسبب السرطان والموت ومن المعادن الأشد سمية هي المعادن العضوية مثل ميثيل الزئبق ورباعي ايثيل الرصاص.4

ومن اضرار المعادن الثقيلة انها تتراكم في الجسم وفي السلسة الغذائية لذلك تظهر سمية مزمنة. وقد أدت زيادة معدلات التصنيع الى زيادة الملوثات مثل المعادن الثقيلة وأنواع مختلفة من المواد العضوية وغير العضوية في البيئة وبالتالي فان المخلفات الصناعية مثل النفايات السائلة هي المصدر الرئيسي للتلوث المعدني للكائنات المائية ونظرا لأنها لا يتم التخلص منها في النظم المائية بالطرق الطبيعية مما يسبب ضررا شديدا للنظام المائي وقد اضافت صناعة المدابغ ملوثات للبيئة المائية وتسببت في احداث تأثيرات خطيرة على الكائنات المائية.

يعتمد وجود المعادن في أنواع الأسماك على عمر الأسماك وتطورها وعوامل فسيولوجية أخرى وتعتبر الأسماك هي أكبر مصدر للزرنيخ والزئبق للإنسان وهذه المعادن الثقيلة المنبعثة من الأنشطة المنزلة والصناعية وغيرها من الأنشطة التي من صنع الانسان يمكن ان تضر بشدة النظم المائية وتؤثر بشكل خطير على التوازن البيئي واختلاف أنواع الكائنات المائية. 5

المخاطر البيئية والصحية للمعادن الثقيلة:

تتراكم المعادن الثقيلة في الكائنات الحية عند تناولها وتخزينها بشكل أسرع من تكسيرها او افرازها في المياه عن طريق المواد الصناعية والاستهلاكية او من الامطار الحامضية التي تؤثر على التربة وتطلق المعادن الثقيلة في البحيرات والانهار والمياه الجوفية ومن امثلة هذه المعادن الثقيلة الرصاص والزئبق والكادميوم ومن مصادر التلوث بهذه المعادن ما يلي:

1-تلوث مياه الشرب من مواسير المياه

من انبعاث الادخنة من المصانع التي تحتوي على هذه الملوثات والتي بدورها تؤدي الي تلوث الهواء-2

3-من خلال تلوث الغذاء بهذه المعادن. وتكمن خطورة هذه المعادن الثقيلة في انها تؤدي الي التسمم عن طريق تراكمها في انسجة الكائنات الحية.1و3

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الرصاص:

يمكن ان يتسبب التعرض للرصاص في العديد من التأثيرات اعتمادا على كميته ومدة التعرض له. في الغالب يتم الحصول على الجزء الأكبر من الرصاص من الطعام ومع ذلك قد تكون المصادر الأخرى أكثر أهمية مثل مياه الشرب والهواء والثرية وغبار الطلاء القديم. ويعتبر الرصاص من بين أكثر المعادن المعاد تدويرها لذا فقد نما انتاجه بشكل ملحوظ.

وقد تؤدي المستويات العالية من الرصاص الي تأثيرات سامة علي البشر حيث انه يدخل في تركيب الهيموجلوبين ويؤثر على الكلي والجهاز الهضمي والتناسلي والمفاصل ويسبب اضرار حادة ومزمنة للجهاز العصبي 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الزئبق:

يعتبر الزئبق مادة سامة ليس لها وظيفة معروفة في الكمياء الحيوية للجسم ولها خصائص كيمائية وفزيائية معقدة ومن المصادر الطبيعية للزئبق الانبعاثات من البراكين والتبخر من المسطحات المائية الطبيعية ويدخل الزئبق بطرق غير مباشرة للهواء الجوي عن طريق استخدام الزئبق في الصناعات على نطاق واسع مثل صناعة البطاريات والمصابيح ومقاييس الحرارة ويستخدم أيضا في طب الاسنان كمادة تستخدم للحشوات وفي صناعة الادوية.

الزئبق الميثيلي هو أخطر شكل من اشكال الزئبق حيث انه يتجمع في اجسام الكائنات الحية خاصة الأسماك ومن اشكال الزئبق الميثيلي احادي ميثيل الزئبق وثنائي ميثيل الزئبق وهذه الاشكال من الزئبق شديده السمية وتسبب إضرابات عصبيه وتلف للجهاز العصبي المركزي ويسبب الإجهاض والتشوه في الأجنة ويؤثر على النمو لدى الطفال الصغار وميثيل الزئبق أكثر قابلية للذوبان في الدهون بألف مرة مقارنة بالماء بذا يتركز هذا المركب في الجهاز العصبي المركزي ويكون تركيزه في الأسماك أكثر من 10000 الى 100000 مرة من مستوياته في المياه المحيطة ويعتبر المصدر الرئيسي الوحيد لميثيل الزئبق للإنسان هو استهلاك الأسماك  6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الكادميوم:

يستمد الكادميوم سميته من تشابهه الكيميائي لعنصر الخارصين والذي يعتبر عنصر غذائي أساسي للنباتات والحيوانات والانسان يتم انتاجه كمنتج ثانوي لتكرير الزنك او الرصاص في بعض الأحيان ويستخدم الكادميوم في صناعه بطاريات النيكل والكادميوم.

يستخدم الكادميوم في الطلاء لأنه يوفر مقاومه جيده ضد التآكل كما انه يستخدم كصبغه ومثبت في السبائك والمركبات كما انه يوجد في العديد من المنتجات بما في ذلك الأسمدة الفوسفاتية والمنظفات والمنتجات البترولية المكررة متوسط نسبة التعرض اليومي للإنسان هو 0.15 ميكرو جرام من الهواء و1 ميكرو جرام من الماء.

إذا تم التعرض للكادميوم لفترة طويلة فقد يسبب هذا خللا في وظائف الكلى والانسداد الرئوي وسرطانات الرئة ولين وهشاشة العظام في الانسان والحيوان وأيضا يسبب ارتفاع ضغط الدم وامراض عضلة القلب 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها السيلينيوم:

يحتاج الانسان والحيوان السيلينيوم بكميات صغيره ولكن عند تعرض الانسان والحيوان لكميات كبيره يمكن ان تضر بالجهاز العصبي تراكمه في الأنسجة الحية للأسماك والحيوانات يؤدي الى مشاكل صحية خطيرة للإنسان على مدى العمر نتيجة للتعرض المفرط مثل تساقط الشعر والاظافر وتلف انسجه الكبد والكلى وخلل في الدورة الدموية وتلف في الجهاز العصبي 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الانتيمون:

يدخل في صناعه البطاريات والاصباغ والسيراميك والزجاج ويؤدي التعرض العالي له لمدة قصيرة الى الغثيان والقيئ والاسهال بينما التعرض طويل الأمد للانتيمون يؤدي الى للإصابة بالسرطانات 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها النحاس:

هو عنصر غذائي أساسي ولكن التعرض له بجرعات عالية يؤدي الى فقد الدم وتلف الكبد والكلى وتهيج المعدة والامعاء ويؤدي الى الإصابة بمرض ويلسون عند الانسان.

يتم التعرض له عن طريق مياه الشرب من الانابيب النحاسية وعن طريق المواد المضافة للماء للتحكم بنمو الطحالب 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الكروم:

يستخدم الكروم على نطاق واسع في الصناعة حيث انه يستخدم في السبائك المعدنية والاصباغ والورق والمطاط والاسمنت والدهانات والطلاء المعدني كمثبط للتأكل وتدخل جزيئاته الى النظام المائي من خلال النفايات السائلة التي تصرف من المدابغ والتعدين والصباغة والطباعة والتصوير والصناعات الدوائية.

يستخدم الكروم بتركيبه سداسي التكافؤ بكثرة وهذا التركيب شديد السمية للإنسان والحيوان. يؤدي التعرض المزمن له الى تلف الكلى والكبد والخلايا العصبية وايضا خلل في الدورة الدموية.6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها النيكل:

هناك حاجة الى النيكل بكميات صغيرة لإنتاج خلايا الدم الحمراء ولكنه يصبح سام عند التعرض له بكميات كبيرة حيث ان التعرض المزمن له يؤدي الى انخفاض وزن الجسم وتلف القلب والكبد وتهيج الجلد.

يتراكم النيكل في الكائنات المائية لكن لا يتم تضخيم وجوده على طول سلاسل الغذاء. 6

المخاطر البيئية والصحية التي يسببها الزرنيخ:

يستخدم الزرنيخ في تصنيع المنتجات الزراعية مثل المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب ومبيدات الفطريات والطحالب والمواد الحافظة للأخشاب ومنشطات النمو للنباتات والحيوانات.

انبعاث الأشعة من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم تؤدي الى تلوث الغلاف الجوي وبالتالي تلوث النظام الغذائي.

وتعتبر المركبات الغير عضوية من الزرنيخ أكثر سمية من المركبات العضوية منه والزرنيخ ثلاثي التكافؤ أكثر سمية من الزرنيخ خماسي التكافؤ ويؤدي التسمم بالزرنيخ غير العضوي الى سرطانات الجلد والرئة والكبد والكلى والمثانة والبروستات.6

كيف تسبب المعادن الثقيلة السمية:

العديد من المعادن الثقيلة السامة لها اثارها السيئة عن طريق الإخلاص بأنظمة الانزيمات عن طريق ارتباطها بإنزيمات محدده ضرورية للوظيفة الخلوية وبالتاي تتنافس مع المواد الأخرى الضرورية للحفاظ على الخلايا واستمرارها وأيضا يكون للسموم تأثير في احداث نقص في المعادن الضرورية للجسم وأيضا تساعد المواد السامه في تكوين الشوارد الحرة (الاكسجين الحر) وهو في حد ذاته سام ويبدو انه مسؤول على نطاق واسع على الموت التلقائي للخلايا.6

المراجع:

1. Lenntech B.V., Heavy Metals, Available at Website: www.lenntech.co./periodic.periodic-chart.htm (2012)
2. Heavy Metals, Available at Website: www.google.com (2013)
3. Gupta V., Mammalian Feces as Bio-Indicator of Heavy Metal Contamination in Bikaner Zoological Garden, Rajasthan, India, Res. J. Animal, Veterinary and Fishery Sci., 1(5), 10-15, (2013).
4. Wikipedia, Metal toxicity, Available at Website: www.google.com (2013)
5. Praveena M., Sandeep V., Kavitha N. and Jayantha Rao K.,Impact of Tannery Effluent, Chromium on Hematological Parameters in a Fresh Water Fish, Labeo Rohita (Hamilton), Res. J. Animal, Veterinary and Fishery Sci., 1(6), 1-5 (2013).

6 Govind and Madhuri 2014  : Heavy Metals Causing Toxicity in Animals and FishesResearch Journal of Animal, Veterinary and Fishery SciencesVol. 2(2), 17-23, February (2014)

د. إهداء أسامه حامد محمد

باحث الطب الشرعي والسموم

معهد بحوث الصحة الحيوانية بالفيوم

مركز البحوث الزراعية – مصر