آلودگی آب با فلزات سنگین؛ تهدیدی جهانی

فلزات سنگین گروهی از عناصر هستند که چگالی بالا (بیشتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب) دارند. از بین این عناصر کادمیوم، سرب، جیوه و آرسنیک بیشترین اهمیت را از نظر تهدید برای سلامتی انسان دارند؛ اما علاوه بر این ها 19 عنصر دیگر (مانند آهن، مس، طلا و ...) نیز به عنوان فلز سنگین شناخته می شوند که برخی از آن ها جزء عناصر ضروری برای بدن ما هستند و به میزان طبیعی خود باید در محیط وجود داشته باشند.

در سالهای اخیر به دلیل توسعه مراکز صنعتی مانند ذوب فلزات، فعالیت معادن، تولید باتری، دباغی، پالایش نفت، تولید رنگ، سموم دفع آفات، چاپ و صنایع عکاسی و هجوم زباله های کارخانه ها به محیط زیست، میزان آزاد شدن این عناصر در هوا، آب و خاک بسیار بیشتر از حد طبیعی شده و شرایط خطرناکی را برای محیط زیست در سرتاسر جهان ایجاد کرده است؛ زیرا مواد حاصل از این فعالیت ها غیرقابل تجزیه هستند و می توانند در بافت های بدن موجودات زنده تجمع پیدا کنند و انواع بیماری ها و اختلالات را در انسان و زنجیره زنجیره غذایی آن ایجاد کنند. سطح سمی یا توکسیک برخی از این فلزات تنها کمی بالاتر از غلظتی است که در محیط به طور طبیعی وجود دارد.

دوز سمیت این عناصر به نوع فلز، نقش زیستی آن در بدن و نوع موجود زنده ای که در معرض آن قرار می گیرد، بستگی دارد. مسمومیت با فلزات سنگین در انسان می تواند منجر به علائم متعددی از جمله آسیب مغزی و کاهش توانایی ذهنی، کاهش عملکرد سیستم اعصاب مرکزی، کاهش سطح انرژی بدن و آسیب به محتوای ژنتیکی شود و به طور کلی ممکن است بر روی پوست، عضلات، گردش خون، ریه، کلیه ها، کبد، قلب و دیگر اعضای حیاتی بدن عوارض خطرناکی بر جای بگذارد.

قرارگیری درازمدت انسان در معرض فلزات سنگین از طریق آلودگی آب، به مرور شرایط دیابت، پرفشاری خون و بیماری قلبی را بر بدن تحمیل می کند و موجب نوعی فرایند آهسته ی تحلیل عضلات و اعصاب می شود که علائمی شبیه به بیماری آلزایمر، پارکینسون و ام اس را ایجاد می کند و حتی برخی از این فلزات  می توانند باعث ایجاد سرطان در انسان شوند.

علاوه بر این که به طور معمول به وجود آمدن حالت آلرژی در تماس طولانی مدت با این عناصر وجود دارد؛  نقش برخی از این فلزات مانند جیوه و سرب در ایجاد انواع بیماری های خود ایمنی نیز به اثبات رسیده است. در این نوع بیماری ها (که در سال های اخیر شیوع بالایی داشته اند) دستگاه ایمنی، به اشتباه به سلول های خودی حمله می کند و منجر به تخریب بافت های حیاتی بدن می شود و اغلب بیماری های به اصطلاح سیستمیک را به وجود می آورد که بیشتر اعضای بدن را درگیر می کنند. 

تماس مداوم بدن با برخی از فلزات سنگین در دوران کودکی می تواند باعث بروز علائمی نظیر مشکلات یادگیری و حافظه، نقایص سیستم عصبی و مشکلات رفتاری مانند پرخاشگری و بیش فعالی شود و در دوزهای بالاتر آسیب های مغزی برگشت ناپذیری را به وجود آورد.  هر چه سلول های بدن موجود زنده جوانتر باشند، بیشتر مستعد آسیب های محیطی هستند و بنابراین آثار نامطلوب و سمی این عناصر در جنین، نوزادان، کودکان و نوجوانان به مراتب بیشتر می باشد. علاوه بر این کودکان به دلیل مصرف بیشتر آب و غذا برای رشد، معمولا دوزهای بالاتری از این مواد مضر را نیز نسبت به بزرگسالان دریافت می کنند.

وجود فلزات سنگین به ویژه در آب آشامیدنی تهدیدی جدی برای سلامتی جهانی محسوب می شود. مخازن آب زیرزمینی مهمترین منبع تولید آب آشامیدنی در سرتاسر جهان برای جمعیتی بیشتر از 7 میلیارد نفر هستند و از این تعداد بیشتر از یک میلیارد نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند و از آب های سطحی و زیرزمینی ناسالم استفاده می کند. حتی جمعیتی که از مخازن آب بهتر مانند آب لوله کشی و چاهها برخوردار هستند، نیز ممکن است از آب سالم بهره مند نباشند؛ زیرا این آب ها در همه جای دنیا می توانند با انواع میکروارگانیسم ها، آرسنیک، هیدروکربن های آروماتیک، آلاینده های ارگانیک، نیترات و نیتریت و فلزات سنگین آلودگی داشته باشند.

با توجه به روش های معمول تصفیه آب که در تصفیه خانه های مرکزی شهرها انجام می شود؛ حذف فلزات سنگین در مقیاس بزرگ از آب مصرفی جامعه در هیچ نقطه ای از جهان مقدور نمی باشد. توجه به این مساله به ویژه در شهرهای بزرگ و مناطق نزدیک به کارخانجات و مراکز صنعتی از اهمیت بیشتری برخوردار است و به طور معمول استفاده از روش های تکمیلی تصفیه آب آشامیدنی در این مناطق توصیه می شود. دستگاههای تصفیه آب مجهز به ممبران "آر او" (RO) از تکنولوژی قدرتمند اسمز معکوس برای پاکسازی آب از آلاینده ها استفاده می کنند و به دلیل وجود منافذ مهندسی شده بسیار ریز در ممبران، قادر به حذف فلزات سنگین در مقادیر جزئی از آب مصرفی هستند.