استخدامات المعادن الثقيلة
يدل مصطلح المعادن الثقيلة إلى كل الفلزات، وبرتبط مصطلح المعادن الثقيلة مع الفرزات كونها تمتلك كثافة عالية نسبياً بكل أنواعها، وتتوفر الفلزات بشكل طبيعي في الفشرة الأرضية، والقليل من تلك العناصر تعد من العناصر الضرورية للحفاظ على التمثيل الغذائي في جسم الإنسان، ومن بين استخدامات المعادن الثقيلة ما يلي.
استخدامات معدن الزرنيخ
يعتبر الزرنيخ من المعادن الثقيلة التي يدخل في الكثير من الصناعات الكيميائية والدوائية أيضاً، ومن بين تلك الاستخدامات كل مما يلي.
- يدخل عنصر الزرنيخ كعنصر أساسي في مكونات بعض الأدوية التي تعالج بعض الأمراض مثل الزهري وداء المثقبيات والداء العليقي.
- يدخل الزرنيخ أيضاً كعنصر هام في مجال صناعة الأدوية الطبية البيطرية، كونه يعمل على علاج الكثير من الأمراض التي تصيب المواشي والأبقار.
- الاستخدام الأهم لعنصر الزرنيخ كونه يدخل كعنصر أساسي في صناعة بعض المنتجات الكيميائية التي تدخل في التطبيقات الزراعية مثل مبيدات الحشرات ومبيدات الطحالب ومبيدات الفطريات.
- بالإضافة إلى دخول الزرنيخ كعنصر أساسي في صناعة الأصباغ والمواد الحافظة للأخشاب.
استخدامات معدن الزئبق
يعتبر الزئبق من المعادن النادرة وجودها على كوكب الأرض، ولكن على ذلك فهو يعد من المعادن الثقيلة ويدخل في الكثير من الاستخدامات، والتي من بينها ما يلي.
- يدخل الزئبق في تكوين المركبات الكيميائية الخاصة بالدهانات والمبيدات الحشرية والمبيدات الفطرية، ولكن تم التوقف عن استخدام الزئبق في هذا الاستخدام كونه من العناصر السامة، والتي تضر صحة البشر بشكل كبير، سواء تم التعرض لها بشكل مباشر أو بعد خلطها في الكثير من المواد الكيميائية.
- يدخل الزئبق في إنتاج الصودا الكاوية داخل المفاعلات النووية.
- يتم استخدام الزئبق كعنصر أساسي ضمن مجموعة عناصر داخل البطاريات الكيميائية.
قد كان الطلب العالمي على الزئبق برتفع بشكل ملحوظ، حتى وصلنا إلى أعلى مستوى له عام 1964، ولكن بدأت تلك المعدلات في الانخفاض الملحوظ بعد أن تم وضع الكثير من القيود الصارمة على استخدام في الصناعة، وكان ذلك بين عامي 1980، وحتى 1994.
استخدامات معدن الرصاص
يعتبر الرصاص واحد من المعادن الثقيلة الذي يتميز بلونه الرمادي الذي يميل للأزرق، والذي يتوفر بشكل ضئيل في القشرة الأرضية، وعلى الرغم من ذلك إلى أن هناك بعض المصادر الأخرى التي يتم من خلالها استخراج الرصاص بنسب أكبر من الموجود في البيئة، ويمكن الحصول على الرصاص عن طريق حرق الوقود الأحفوري، مع التعدين والتصنيع، الأمر الذي يساعد في إنتاج تركيزات عالية للرصاص في البيئة، ولكن بشكل عام يعد الرصاص من المعادن الهامة في العديد من المجالات الصناعية والكيميائية، ومن بين الاستخدامات الخاصة بالرصاص ما يلي.
- يستخدم الرصاص في بعض الأحيان للوقاية من مصادر الأشعة السينية، فيت تغليف الأجهزة بنوع خاص من الواقيات المصنوعة من الرصاص، وبالأخص في المختبرات الكيميائية ومختبرات التصوير الإشعاعي الموجودة في المستشفيات، بالإضافة إلى غرف التفتيش الموجودة في المطارات وغيرها.
- بسبب الأهمية القصوى للرصاص فقد تم استخدام كمية من الرصاص تقدر بما يقرب من 1.52 مليون طن من الرصاص في الولايات المتحدة فقط عام 2004،
استخدامات معدن الحديد
هذا العنصر الذي أثبتت الأبحاث والدراسات إلى أنه لا يمكن أن يتم تكوينه على كوكب الأرض، وإنما الكميات المتوفرة منه في الوقت الحالي كانت عبارة عن نيازك وأجسام فضائية قد ارتطمت بكوكبنا منذ ملايين السنين، وعندما يتم استخراج الحديد للاستخدام البشري فيحتوي حينها على ميات بسيطة من الكربون، ويصل في أعلى درجاته إلى 4% فقط منه، وفالكربون يساعد الحديد في تعديل بعض الخصائص الخاصة به، حتى يكون أكثر ملائمة للصناعة والاستخدام الصناعي بشكل عام، ويتم خلط الحديد مع الكثير من المعادن الأخرى حتى يتم إنتاج مركبات مختلفة تخدم الكثير من الصناعات والاستخدامات، والتي من بينها ما يلي.
- يدخل الحديد بشكل كبير في عمليات الهندسة المعمارية، وعلى وجه الخصوص بدأ الاهتمام به بشكل كبير خلال الثلاثة قرون الماضية في هذا المجال، كونه معدن مقاوم للصدأ، ويتميز بمدى مقاومته للضغط، ويستخدم في هذا النوع من الاستخدامات نوع من الفولاذ الكربوني، والذي يحتوي على كمية كبيرة نسبياً من الكروم، بالإضافة إلى أنه يتم استخدامه في المحامل الكروية وأدوات المائدة وحتى أدوات الجراحة، فهو يتميز بالحفاظ على متانته وشكله اللامع لفترات زمنية طويلة.
- يتم استخدام الحديد في صناعة نوافير المياه، وفي المباني التجارية، وفي العادة يفضل استخدام نوع من الحديد يسمى الحديد الزهر في مثل تلك الصناعات، كونه مقاوم للحرائق، إلى جانب أن الواجهات التي يدخل في بيائها الحديد يضفي عليها لوناً مثل الجليد.
- كما يدخل الحديد في الوقت الحالي في الكثير من الصناعات، وبسبب مرونته وسهولة تشكيله، فقد تم استخدام الحديد في إنتاج العديد من وسائل النقل، وحتى الآن ما زال يتم استخدامه في وسائل النقل التي تحتاج إلى أن تمتلك صلابة عالية مثل معدات الحروب.
زيادة المعادن الثقيلة في الطبيعة
توجد الكثير من الأسباب المباشرة والغير مباشرة التي تعمل على زيادة نسبة المعادن الثقيلة في الطبيعة، ومن بين تلك الأسباب المباشرة ما يلي.
- عملية التعدين، التي من الأصل تسعى وراء استخراج مثل تلك المعادن.
- الإنتاج الكيميائي الصناعي وعلى وجه الخصوص مصانع البتروكيماويات ومصانع المبيدات، بالإضافة إلى المصاهرو مصافي النفط والمسابك.
ذلك بالإضافة إلى الأسباب غير المباشرة التي تتسبب في زيادة تدريجية لنسبة المعادن الثقيلة في الطبيعة، والتي من أشهرها ما يلي.
- نواتج احتراق محطات توليد الطاقة الكهربائية، والتي تستخدم عملية حرق الفحم أو البيترول أو الغاز الطبيعي في إنتاجها للكهرباء، فتلك المحطات تقوم على زيادة نسبة الكربون بشكل ملحوظ في الطبيعة.
- العوادم الخارجة من المصانع والسيارات بشكل عام، بالأخص التي تستخدم الوقود الأحفوري.
بسبب كل تلك العوامل السابقة يحدث التلوث على سطح الكرة الأرضية، ولكن أيضاً يتسرب التلوث ليصل غلى الكائنات البحرية في المحيطات والبحار، وفي بعض الأحيان يصل التلوث إلى المياه الجوفية.
تحليل المعادن الثقيلة في الجسم
بسبب نسبة التلوث العالية الموجودة في البيئة المحيطة بنا بسبب الاعتماد على الوقود الكربوني بشكل كبير في الكثير من الصناعات وكوقود للنقل والمواصلات، فقد يصل الأمر إلينا، ونكون قد زادت نسب المعادن الثقيلة حتى داخل جسمنا، الأمر الذي يعمل على الإصابة بالكثير من الأمراض الخطيرة، وحتى نتأكد من درجة اكتسابنا للتلوث المعدني المحيط بنا فيمكننا القيام بتحليل المعادن الثقيلة في الجسم، ويعمل هذا النوع من التحاليل على قياس معدل المعادن الثقيلة الموجودة في الجسم عن طريق قياس نسبة تلك المعادن في عينة من الدم، ويبرز أهمية هذا التحليل في كل مما يلي.
- يمكن التعرض للكثير من المعادن الثقيلة بشكل طبيعي في البيئة، وحتى في بعض الأطعمة والأدوية وحتى الماء، وقد يؤدي التسمم بأحد أنواع المعادن الثقيلة لحدون الكثير من المشاكل الصحية الخطيرة، والتي من بينها ما يلي.
- تلف الأعضاء تماماً.
- التغييرات السلوكية.
- صعوبات التفكير.
- مشكلات في الذاكرة.
- الأمر الذي يستدعي قياس نسبة تلك المعادن داخل الجسم من وقت إلى آخر
