تأثير المعادن الثقيلة بشكل عام
تُعرَف المعادن الثقيلة كعناصر معدنية ذات كثافة مرتفعة مقارنةً بالماء. تتضمن المعادن الثقيلة المعروفة مثل الكروم (Cr) والكادميوم (Cd) والزئبق (Hg) والرصاص (Pb) والنيكل (Ni) والثاليوم (Tl)، والتي قد تُعتبر خطرة سواءً في صورها الأولية أو المركبة. تتمتع المعادن الثقيلة بقدرة عالية على الذوبان في البيئات المائية، مما يُسهل امتصاصها من قبل الكائنات الحية.
توجد المعادن الثقيلة بشكل طبيعي في بيئتنا، حيث تتواجد في الغلاف الجوي والغلاف الصخري والمائي والمحيط الحيوي. ورغم وجود هذه العناصر في النظام البيئي، فإن تعرض البشر لها يتم بشكل رئيسي من خلال الأنشطة البشرية المختلفة. تتواجد المعادن الثقيلة في قشرة الأرض ضمن الخامات التي تُستخرج أثناء عمليات التعدين.
توجد المعادن الثقيلة في معظم الخامات، مثل الزرنيخ والحديد والرصاص والزنك والذهب والنيكل والفضة والكوبالت، على شكل كبريتيد. بينما تتواجد معادن أخرى مثل المنغنيز والألمنيوم والذهب والسيلينيوم والأنتيمون على شكل أكاسيد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توجد بعض المعادن الثقيلة مثل النحاس والحديد والكوبالت على شكل خامات كبريتيد وأكسيد. وقد تحتوي بعض الكبريتيدات على أكثر من معدن ثقيل واحد، كما هو الحال مع الكالكوبايرايت (CuFeS2) الذي يحتوي على النحاس والحديد معًا.
أخطار المعادن الثقيلة في مياه الشرب
تُشكل المعادن الثقيلة وجود خطر كبير على صحة الإنسان عند تواجدها في مياه الشرب، حيث يتعرض الأفراد لهذه المعادن في المقام الأول من خلال استهلاك مياه الشرب. وبعض المعادن الثقيلة يمكن أن تتراكم بيولوجيًا في جسم الإنسان، مثل الدهون والجهاز الهضمي، وقد تُسبب السرطان ومخاطر صحية أخرى. تم توثيق آلاف الدراسات حول الجوانب المختلفة للمعادن الثقيلة في مياه الشرب.
تشمل هذه الدراسات أنواع وكميات المعادن في مياه الشرب، مصادرها، والعوامل التي تؤثر على تركيزاتها في نقاط التعرض، بالإضافة إلى التعرض البشري والمخاطر المحتملة وطرق إزالتها. تتعرض العديد من الدول النامية لتحدي تقليل تعرض المواطنين للمعادن الثقيلة، ويعود ذلك أساسًا إلى القيود الاقتصادية التي تعيق استخدام تقنيات متقدمة لإزالة هذه المعادن.
أضرار المعادن الثقيلة في الغذاء
يُعتبر الأمن الغذائي من الأمور ذات الأولوية العالية للتنمية المستدامة على الصعيدين الكمي والنوعي. في السنوات الأخيرة، هددت التأثيرات السلبية للملوثات غير المتوقعة جودة المحاصيل، مما ينعكس على الأمن الغذائي وصحة الإنسان. يمكن أن تُؤثر المعادن الثقيلة مثل الزئبق والزرنيخ والرصاص والكادميوم والكروم على التمثيل الغذائي البشري، مما يؤدي إلى حدوث أمراض ومخاطر وحتى وفيات.
أظهرت الدراسات السابقة وجود معادن ثقيلة في أنسجة الخياشيم والكبد والعضلات لأنواع مختلفة من الأسماك في النظم البيئية البحرية الملوثة. وعند دخول المعادن الثقيلة في السلسلة الغذائية، قد تؤدي إلى تراكمها في أجسام البشر.
نظرًا للاستخدام الواسع للمعادن الثقيلة في الصناعات، فإن العمال والأفراد المقيمين بالقرب من هذه المرافق يتعرضون للملوثات. وغالبًا ما تؤدي المستويات المرتفعة من المعادن الثقيلة إلى تأثيرات سلبية على البشر والكائنات الحية الأخرى والبيئة بشكل عام. أما الحدود المسموح بها من المعادن الثقيلة في الأغذية، فهي مصممة لتكون آمنة مع مخاطر صحية منخفضة للبشر.