بسمه تعالى
آرسنيک و زمين‌شناسى‌پزشکى
ليلا مهرپرتوlmehrparto@yahoo.com
گروه زمين شناسى‌زيست محيطى
 
کليه عناصر به‌شکل طبيعى با غلظتهاى گوناگون در محيط وجود دارند. اين بدان معناست که خاک، آب و هوا در مقياس جهانى تا حدودى به‌وسيله عناصر‌سمى‌گوناگون آلوده هستند. شناسايى اين آلودگى‌ها نيازمند روشهاى تجزيه‌اى و شيميايى دقيق مى‌باشد. همانطور که مى‌دانيم آلودگيهاى عنصرى مى‌توانند منشاء طبيعى و يا غير طبيعى داشته باشند. آلودگى عنصرى با منشاء طبيعى بسيار حائز اهميت است، چراکه قرار‌گيرى سطحى کانيهايى که داراى غلظتهاى زيادى از عناصر سمى هستند و منجر به آلودگى هوا، آب، خاک و نهايتاً موجودات زنده مى‌شوند در‌بعضى موارد مى‌تواند بسيار خطرناکتر‌از قرارگيرى در‌معرض آلودگيهاى توليد‌شده به‌وسيله انسان مى‌باشد. شمارى از منابع غير‌طبيعى آلودگى‌هاى‌ عنصرى عبارتند از: فعاليتهاى کشاورزى، استفاده از آفت‌کشهاى معدنى، انتشار سرب ناشى‌از سوخت اتومبيلها، فاضلابهاى‌گوناگون و‌ آلودگى‌هاى ناشى‌از استخراج و فرآورى فلزات.
 
گرانيت
بازالت
شيل
سنگ‌آهک
سنگريزه
خاک
5/1
5/1
13
1
1
6
 
آب دريا
آب شيرين
گياهان در خشکى
ماهيچه پستانداران
استخوان
ماهيهاى دريا
0037/0
0005/0
7_2/0
09/0_007/0
6/1_08/0
10_2/0
*در اين دوجدول غلظت آرسنيک موجود در برخى از اجزاى محيطى ارائه گرديده است.(واحد ميلى‌‌گرم در کيلو‌گرم وزن خشک است.)
مسموميت ناشى‌از عناصر فلزى سنگين تحت تأثير عوامل گوناگونى صورت مى‌گيرد:
1.   شکل شيميايى عناصر سمى: اين امر به علت اثرى که بر قابليت انحلال در آب و در نهايت تأثيرى که برقابليت دسترسى بيولوژيکى دارد حائز اهميت است.
  1. محيط شيميايى: اين عامل مى‌تواند سميت را کاهش يا افزايش دهد. براى نمونه وجود کلسيم سميت بسيارى از عناصر مانند کادميوم را کمتر مى‌سازد.  همچنين در‌صورتى که ماده آلى و رس موجود‌در خاک با هم متصل شوند تا حدود زيادى از تحرک فلزات يونى مى‌کاهند.
  2. اختلاف حساسيت موجود‌در‌بين افرادِ جمعيتها و گونه‌ها.
چنانچه مى‌دانيم يکى از مهمترين عناصر‌سنگين و بسيار‌سمى که تاکنون باعث پديد‌آمدن مشکلات بهداشتى فراوانى براى انسان و محيط‌زيست شده عنصر‌آرسنيک مى‌باشد. اين عنصر در بيش‌از200 گونه کانى وجود‌دارد. آرسنيکى که به‌شکل طبيعى وجود‌دارد، معمولاً در ترکيب با گوگرد و يا فلزاتى مانند مس، کبالت، سرب، روى و غيره وجود دارد. به‌علاوه به دليل شباهتهايى که با فسفر دارد، مى‌تواند در کانى‌هاى داراى اين عنصر هم يافت شود. اين عنصر در کانى هايى نظير آرسنوپيريت، اورپيمان، پيريت، کالکوپيريت، گالن و اسفالريت وجود دارد. تجزيه شيميايى سنگها موجب انحلال و تحرک آرسنيک بصورت نمکهاى اسيدى مى‌شود. ترکيبات آرسنيک درشرايط اکسايش پايدارند در حالى که در شرايط کاهش، آرسناتها در محيط حاکمند. آرسنيک در حالت احيا بسيار خطرناکتر و سمى‌تر نسبت‌به حالت اکسايشى عمل مى‌نمايد. ترکيبات غير‌آلى آرسنيک توسط موجودات ميکروسکوپى، گياهان و انسانها به‌گونه‌هاى متيليت آرسنيک تبديل مى‌شوند. متيلاسيون يک فرايند کاهش مسموميت است. به‌عبارت‌ديگر ترکيبات متيله‌آرسنيک در مقايسه با ترکيبات‌معدنى مسموميت‌زايى کمترى دارند. ترکيبات دى‌متيل‌آرسنيک اغلب در محيطهاى آبى به‌فراوانى يافت مى‌شود و عمدتاً در‌بدن ماهيها تجمع مى‌يابند. سميت آرسنيک به فرم فيزيکى و شيميايى و ترکيبات آن، راه ورود آن به بدن، ميزان و مدت تماس بستگى‌دارد. مقادير عناصر مؤثر در واکنشهاى ايجاد سميت با آرسنيک در رژيم غذايى، سن و جنس نيز در اين‌بين نقش مهمى دارد. آرسنيک به‌شکل معدنى خطرناکتر از نوع آلى آن است. و آرسنيک 3 ظرفيتى بسيار خطرناکتر و سمى‌تر از آرسنيک 5 ظرفيتى است. آرسنيک سمى معمولاً به شکل آرسنات (AsO4) مى‌باشد. ‌بطورکلى غلظت آرسنيک در خاکها بيشتر از سنگهاست. بسيارى‌از ترکيبات آرسنيک در آب محلول هستند، بنابراين آلودگى آب با اين ترکيبات به سادگى صورت مى‌گيرد. آرسنيک در اکوسيستمهاى آبى از منابع کشاورزى (علف‌کشهاى آلى) و يا از‌طريق سوختهاى فسيلى و صنعتى ناشى مى‌شود. آرسنيک به‌شکل ترکيبات 3 و5 ظرفيتى و آرسنيک آلى در آب يافت مى‌شود و آرسنيک در آب بيشتر به‌شکل آرسنيک و آرسنات وجود دارد.
در سده‌هاى هجدهم و نوزدهم استفاده از سموم و داروهاى محتوى آرسنيک بسيار رايج بوده ولى تاکنون شواهدى به‌دست آمده که نشان مى‌دهد غلظت آرسنيک در جمعيتهاى انسانى در سده‌هاى گذشته تا به‌امروز کاهش يافته‌است. ولى از ترکيبات آلى آرسنيک در قرن بيستم در درمان بيمارى سفليس، اسهال آميبى استفاده مى‌شده‌است. هيچ شاهدى دال بر اينکه آرسنيک عنصرى ضرورى در فعل‌و‌انفعالات زيستى در انسان باشد در دست نيست. اگرچه برخى از ترکيبات آلى آرسنيک‌دار در حيوانات به‌عنوان يک ماده‌محرک‌رشد شناخته شده‌اند.
نکته ديگرى که بايد مورد‌توجه قرار‌گيرد نوع ترکيب آرسنيک است که بر جذب آن در بدن اثر مى‌گذارد. آرسنيک به‌صورت فلزى بسيار کم جذب مى‌گردد. در حالى‌که بسيارى‌از ترکيبات 3و5 ظرفيتى به‌طور کامل جذب مى‌شوند.
آرسنيکى که به‌دنبال فعاليتهاى صنعتى وارد محيط‌زيست مى‌گردد، بيشتر به‌صورت 3 ظرفيتى است. به‌عنوان مثال آرسنيک 3 ظرفيتى به عنوان يک محصول جانبى در ذوب‌سنگ‌معدن‌مس و سرب توليد مى‌شود. توليد جهانى آرسنيک حدود صدهزار تن در سال است که به‌شکل ترى‌اکسيد آرسنيک مى‌باشد و بخشى نيز در صنعت توليد آلياژ سرب و مس مصرف مى‌شود. . عمده ترکيبات معدنى آرسنيک شامل ترى‌اکسيد، اکسيد و آرسناتهاى کلسيم، مس، سرب، سديم و پتاسيم است که قرنها به عنوان حشره‌کش، آفت‌کش و جلبک‌کش، مواد محافظ پشم و همچنين در‌امر ريشه‌کن کردن کرم نوارى در گوسفند و گاو استفاده گرديده‌است.
داروهاى محتوى آرسنيک نيز به‌منظور درمان کم‌اشتهايى، اختلالات تغذيه، بيماريهاى عصبى،روماتيسمى، مسلولين، ديابت و اختلالات سلولهاى خونى استفاده مى‌شود.
شايان ذکر است که بلع مقادير 180_70 ميلى‌گرم از اکسيد‌آرسنيک 3 ظرفيتى براى انسان مرگ‌آور است. آرسنيک  3 ظرفيتى در مراحل آغازين و ميزان کمتر در انسان ايجاد جراحت‌هاى
 پوستى مى‌نمايد. به‌دنبال تماس‌با آرسنيک و ورود آن به خون، توزيع اين عنصر سمى در بافتهاى کبد، ماهيچه‌ها، کليه‌ها، طحال و پوست به‌شکل فعال صورت مى‌گيرد. آرسنيک يک ماده سمى، تجمعى و بازدارنده در‌خصوص آنزيمهاى گروه SH است. آسيبهاى جدى کبدى در‌خصوص تماس مزمن با آرسنيک در انسان و حيوان به‌وجود مى‌آيد. مطالعات نشان مى‌دهد که آرسنيک معدنى بر مکانيسم بازسازى DNA اثر مى‌گذارد. داده‌هاى اپيدميولوژى بيانگر اينست‌که ايجاد سرطان دستگاه تنفسى با در تماس بودن افراد با آرسنيک غيرآلى در کارخانجات تهيه حشره‌کشهاى آرسنيک‌دار رابطه‌اى مستقيم دارد. همچنين تماس با آرسنيک غيرآلى مى‌تواند سبب بروز سرطان پوست و ايجاد تومورهاى بدخيم شود. برخى‌از ترکيبات 3 و 5 ظرفيتى آرسنيک و نيز ترکيبات آلى آن به‌خوبى جذب شده و در بافتهاى مغز، قلب، رحم، تيروئيد و پانکراس، ناخن و مو ذخيره مى‌شوند. اندازه‌گيرى ميزان وجود آرسنيک در مو و ناخن در مطالعات زمين پزشکى و بهداشت‌محيط به‌نحو مطلوب و هدفمندى انجام مى‌گيرد. آرسنيک از‌طريق جفت به جنين منتقل مى‌شود. درمورد تجمع آرسنيک در بدن با افزايش سن، اطلاعاتى وجود ندارد. دفع ترکيبات آرسنيک عمدتاً از طريق ادرار صورت مى‌گيرد.
مسموميت مزمن با آرسنيک سبب بروز ضعف عمومى در عضلات، کاهش اشتها، تهوع، التهاب غشاهاى مخاطى چشم، بينى و حنجره و نيز ضايعات پوستى مى‌گردد. تظاهرات عصبى و حتى تومورهاى بدخيم در اندامهاى مهم و حياتى بدن به‌دنبال قرارگيرى در‌معرض آرسنيک مشاهده‌شده‌است.
اثرات آرسنيک بر‌بدن انسان در يک نگاه:
اثرات تنفسى:
برونشيت، لارنژيت و تورم غشاى مخاطى از عوارض بخارات آرسنيک به‌دنبال تنفس است.
اثرات قلبي_ عروقى:
تنفس بخار‌ترى‌اکسيد‌آرسنيک درحد 0.5_0.05 ميلى‌گرم در متر‌مکعب موجب عوارض قلبي_عروقى مى‌گردد. قرارگيرى انسان درمعرض آرسنيک به‌ميزان کم موجب بيمارى‌آرسنيکوزيس يا تخريب سيستم عروقى مى‌شود. اين بيمارى شايع در کشور‌تايوان با آب آشاميدنى که 8/0_7/0 در ليتر آرسنيک داشته، گزارش شده‌است. آرسنيکوزيس به‌دنبال اختلال گردش خون در دست و پا به‌وجود مى‌آيد. که نتيجه آن قانقاريا و دردناک شدن اعضاى‌بدن است که دراکثر موارد ‌به قطع عضومنجر مى‌گردد. بروز اين بيمارى بى‌سروصدا و غافلگير کننده‌است که با کرخى اعضا شروع شده و نهايتاً تشديد شده و به‌قانقاريا ختم مى‌شود.
اثرات معده‌اى و روده‌اى:.
افرادى که در‌معرض بخارات آرسنيک قرار مى‌گيرند دچار تهوع، استفراغ و اسهال مى‌شوند. ديگر علائم کلينيکى تحريکات معده‌اي_روده‌اى، سوزش لبها، بلع همراه با درد، تشنگى و قولنج است.
اثرات خونى:
کم‌خونى و کاهش گلبولهاى سفيد به‌دنبال مهار سنتز گلبولهاى قرمز ايجاد مى‌شود. مقادير بالاى آرسنيک سبب ايجاد ضعف در مغز استخوان مى‌گردد.
آرسنيک در اکثر غذاها يافت مى‌شود. غلظت آن در غذاهاى دريايى خصوصاً در صدفداران بيش‌از 30 ميکروگرم در گرم است.
سازمان بهداشت جهانى (WHO) حداکثر ميزان روزانه جذب آرسنيک را 130 ميکروگرم پيشنهاد مى‌کند و حد مجاز وجود اين عنصر در آب آشاميدنى بر‌طبق آخرين استاندارد ارائه‌شده از سوى WHO ، 02/0ppm  مى‌باشد.
على‌رغم اطلاعات فراوانى که پيرامون مسموميت‌زايى آرسنيک و نقش مهلک و زيانبار آن در زندگى بشر و محيط‌زيست وجود دارد، ولى کماکان زندگى بسيارى از مردم دنيا خصوصاً در کشورهاى فقير و در حال توسعه خواسته يا ناخواسته تحت‌الشعاع آرسنيک و خواص زيانبار آن قرار مى‌گيرد. در کشور‌ما ايران نيز مناطق بسيارى وجود دارندکه تاکنون گزارشهاى فراوانى مبنى‌بر آلودگيهاى آرسنيکى و بيماريهاى شايعى که بنابه‌نظر محققين با آرسنيک ارتباط دارند به مراجع ذى‌صلاح و گاهاً افکار عمومى ارائه گرديده‌است که در اينجا مجال پرداختن به آنها نيست. با اين‌وجود درآينده‌اى نزديک گزارشهاى مفصلى پيرامون مطالعات زمين‌پزشکى و زمين‌شناسى زيست‌محيطى برخى مناطق آلوده که در گروه‌زمين‌شناسى‌زيست‌محيطى در حال انجام است، در اختيار عموم علاقمندان قرار خواهد‌گرفت.

 

آلودگى ناشى از قرارگيرى در معرض آرسنيک

لوسمى از عوارض مسموميت آرسنيک

استفاده از آفت‌کشهاى حاوى آرسنيک از منابع غيرطبيعى ورود آرسنيک به محيط‌زيست است.
 
 
اثرات سوء ناشى از سميت آرسنيک بر پوست
 
 
منابع:
1.  کوچکى، ع، حسينى، م، بوم شناسى محيط زيست، دانشگاه فردوسى مشهد، 1380
   2. غضبان، ف، زمين شناسى زيست محيطى، انتشارات دانشگاه تهران، 1381
   3.  اسماعيلى سارى ،عباس؛ 1381 ؛“آلاينده ها، بهداشت و استاندارد در محيط زيست” ؛ انتشارات نقش مهر       
4 .  مر، ف، زائرى، خ،عناصرزمين، دانشگاه شيراز، 1382 
5. اسدى،محمود؛ فائزى رازى،دادمهر؛ نبى‌زاده، رامين؛ وجدانى، مهناز؛ "مديريت مواد زائد خطرناک"، انتشارات سامان حفاظت محيط‌زيست