آلودگی محیط شهری
آلودگی محیط شهری اهمیت زیادی دارد زیرا اکثر جمعیت جهان در این محیط زندگی می‌کند. آلودگی شهری از منابع زیادی ناشی میشود که در این بین، وسایل نقلیه موتوری و صنایع، نقش اصلی را ایفا می کنند. در کشورهای توسعه یافته(حتی اگر صنایع به خارج از شهر منتقل شده باشند) فعالیتهای صنعتی گذشته و فعالیتهای جدید در حومه شهر، مناطق وسیعی از شهر را آلوده کردهاست. بهعلاوه در بسیاری از مناطق شهری، سوخت فسیلی هنوز به عنوان منبع اصلی انرژی سامانه گرمایش خانگی استفاده میشود. یک منبع دیگر آلودگی شهری، سوزاندن کنترل نشده در گذشته بوده است.
مطالعات نشان داده است که بسیاری از آلایندههای حاصل از منابع موجود در شهر، در مقایسه با غبار هوا و خاکهای مناطق روستایی غنیشدگی بیشتری نشان می‌دهند. بنابراین، As، Cd، Cr، Pb، Hg و بسیاری از عناصر بالقوه سمناک دیگر، به عنوان آلایندههای جدی محیط شهری لیست شده‌اند. خاک و غبار خیابانهای مناطق شهری، در بسیاری از عناصر سمی برای انسان، غنی بوده و منبع اصلی غبارهای خانگی هستند. این غبارها یک مسیر اصلی راهیابی به بدن از راه تنفس و نیز ورود غیر عمد از طریق دست‌ها را نشان میدهد. اگرچه بیشتر این عناصر به صورت بالقوه برای انسان مضر هستند، اما این سرب است که به دلیل نشان دادن مشکلات جدی برای تندرستی کودکان، به شدت مورد توجه قرار گرفتهاست.
سرب در محیط شهری از منابع مختلف ناشی می شود. استفاده از سوخت سربدار در وسایل نقلیه، اگرچه در بیشتر کشورهای توسعه یافته ممنوع شدهاست، ولی این نوع سوخت، در بسیاری از کشورهای کمتر توسعه یافته کماکان مورد استفاده قرار میگیرد. حتی در کشورهایی که بنزین سربدار ممنوع شده است، بیشتر سرب موجود در خاک و غبار، از گذشته بجای مانده است. اگرچه منشأ اصلی سرب غبار خیابان و خاک شهرها، می‌تواند مصرف این نوع سوخت باشد،اما طبق مطالعه‌ای که میهلک(Mielk, 1994) در ایالات متحده آمریکا انجام داد، مشخص شد که منبع عمده دیگر سرب در خاک محیط شهر، رنگ‌های حاوی سرب است. علاوه بر آلایندههای عنصری بسیاری از آلایندههای آلی مانند دیوکسین‌ها و PAHها نیز از صنایع، سوزاندن سوختهای فسیلی، و دورریزها در محیط شهری رها میشوند.
غبار خیابان
غبار خیابان ذرات جامدی است که در نواحی شهری به دلایل طبیعی و انسانزاد انباشته میشوند. باید توجه کرد سهم منابع انسانزاد در ایجاد غبار خیابان بسیار چشمگیرتر از منابع طبیعی میباشد. غبار خیابان از لحاظ شیمیایی شباهت زیادی به هواویزهای جوی دارد، در واقع یک رابطه پویا بین هواویزهای جوی و بخش نهشته شده از جو مشاهده شده است(Rogge et al., 1993).به طورکلی میتوان ذرات گرد و غبار را یک منبع انباشت مواد از منابع مختلف در نظر گرفت(Rogge et al., 1993) وآنها را بر اساس اندازه به چهار گروه تقسیم کرد:
ذرات خیلی بزرگ: ذرات بزرگتر از ۱۰ میکرون.
ذرات بزرگ: ذرات بین ۵/۲ تا ۱۰ میکرون.
ذرات کوچک : ذرات کوچکتر از ۵/۲ میکرون.
ذرات خیلی کوچک: ذرات کوچکتر از ۱/۰ میکرون.
ترافیک جاده و سوخت چوب دو منبع مهم و اصلی PM10 در نواحی شهری جوامع اروپایی هستند. موضوع این پژوهش آن دسته از غبارهای خیابان است که به صورت مستقیم و غیرمستقیم به ترافیک و مسائل حمل و نقل وابسته است. لازم به یادآوری است، غبار خیابان از منابع مختلف طبیعی( شامل بازآویزش خاک، نهشت خشک و تر، مواد زیستی و مواد هوازده) و انسانزاد( شامل آلایندههای صنعتی، گسیل از اگزوز خودروها، سایش پوشش سطح لاستیک اتومبیلها و لنت ترمز) تشکیل و با توجه به شیب بستر و جهت باد در اطراف خیابانها، میادین و پیادهروها نهشته میشود(Muschack, 1998; Sutherland and Tolosa, 2000) و اثرات مضری بر تندرستی انسان و کیفیت روانابهای شهری بر جای می گذارد. فلزات سنگین از مهمترین سازاهای غبار خیابان هستند که از مسیر اصلی شامل استنشاق، بلع و تماس پوستی وارد بدن میشوند. محتوای اصلی غبار خیابان را می توان علاوه بر فلزات سنگین، سیلیکات، کربنات، و مواد آلی، مانند هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای بیان کرد. غبار خیابان با زمان ماندگاری کوتاه مشخص می شود، اگرچه ممکن است دارای مقدار زیادی فلز باشد اما تنها آلایندههایی که اخیراً تجمع یافتهاند را شامل می شود(Harrinson, Laxen& Wilson, 1981, p. 1379).
اثرات غبار بر سامانههای محیطی و سلامت انسان
مهمترین مشکل غبار خیابان وجود فلزات سنگین درآن است که در برابر تجزیه مقاوماند و قدرت زیستانباشت دارند و اگر غلظت آنها از حد مجاز تجاوز کند، برای جمعیت به ویژه کودکان که آستانه تحمل پایینتری دارند و غبار را ناآگاهانه از مسیر دست به دهان برده و این فلزات را میبلعند، خطرناک است(ljung et al., 2005; Acosta et al., 2009). فلزات سنگین که از راههای مختلف وارد بدن میشوند، ممکن است در بافت چربی بدن تجمع یافته، و یا بر سیستم عصبی مرکزی تأثیر بگذارند یا در بخشهایی از بدن انباشته شده، و باعث اختلال در عملکرد این اندامها شوند. بنابراین تشخیص و تخمین در معرضقرارگیری فلزات سنگین از طریق غبار خیابان بسیار مهم است(Nriagu, 1988).
باید توجه کرد هرچه اندازه ذرات غبار کوچکتر باشد خطر آن بیشتر است. ذرات کوچکتر از ۱۰۰ میکرون بهراحتی معلق میشوند و حین تنفس وارد بینی و دهان می شود، ذرات کوچکتر از ۱۰ میکرون می تواند از گلو و بینی عبور کرده و وارد شش شوند. غبارهای قابل تنفس یعنی غبارهایی که اندازه آنها از ۵/۲ میکرون کوچکتر است می تواند وارد جریان خون شود(Tanner et al., 2008). پژوهش و مطالعات پیشین نشان داده است که غبار خیابان شهری در مقایسه با غبار جادهای بین شهری، حاوی مقدار بیشتری ذرات قابل استنشاق و ذرات ریزاندازه است و قاعدتاً میزان خطر آن نیز بیشتر خواهد بود(Guito Shi et al, 2010).
شکل ۱-۲- تفاوت میان غبارهای شهری و بین شهری
منظور از نهشت خشک، نشست گرد و غبار به طور مستقیم بر سطح آب و زمین است. نهشت خشک به صورتهای مختلف رخ میدهد که از آن جمله میتوان به حرکت ذرات ریزدانه، نهشت بر اساس گرانی، و تأثیر باد هنگامی که باران نمیبارد اشاره کرد، اما بطور کلی نهشت غبارات جوی و یا ترکیبات شیمیایی انحلالپذیر و انحلالناپذیر به طور گستردهای با وضعیت آب و هوایی نیز ارتباط دارد. هواویزهای با منشأ طبیعی و یا انسانزاد به طور مستقیم با پراکندن و جذب انرژی خورشید بر کیفیت هوا تاثیر میگذارند و از سوی دیگر، انباشت فلزات سنگین در این هواویزها می تواند این کیفیت را بیشتر در معرض تهدید قرار دهد(Inomata et al., 2007).
بهطورکلی، خیابانهای هر شهر در معرض گسیلهای ناشی از حمل و نقل موتوری هستند و از سوی دیگر، خود این گسیلها نیز منشایی برای انتقال آلایندهها بهشمار میروند. این گسیلها که حاوی ذرات ریز دانه معلق هستند، وارد هوای محیط اطراف شده، و یا به صورت غبار خیابان، بروی سطح خیابانها نهشته میشوند. پس از آن و در زمان بارش و یا شستشوی خیابان، این ذرات آغشته به آلایندههای مختلف، شسته شده و در نهایت به آبهایی که در تماس با آنها قرار میگیرند، انتقال مییابند(Joshi et al., 2009). بنابراین مطالعه غبار خیابان می تواند برای تعیین منشاً، پراکنش و همچنین میزان آلایندهها از جمله فلزات سنگین سودمند باشد. همچنین، مطالعه ترکیب شیمیایی غبار خیابان می تواند نشانگر خوبی از آلودگی محیط اطراف باشد.
فلزات سنگین در غبار خیابان در محدوده شهر
بشر در طول تاریخ از عصر برنز و آهن، تا زمان حال به طور گستردهای از فلزات استفاده کرده است. از آغاز قرن بیستم میلادی، با رشد چشمگیر جمعیت و صنعتی شدن کشورها، تولید فلزات به میزان زیادی افزایش یافت. این امر موجب ورود بیش از پیش این فلزات به محیطزیست بشر شد و پس از آن، مشکلات زیستمحیطی نیز یکی از مشکلات جوامع بشری گردید. رایجترین فلزات در محیطهای شهری، فلزات مرتبط با حمل و نقل ترافیکی هستند که از جمله میتوان به مس، سرب و روی اشاره کرد. اگرچه مقداری از آلودگی به وسیله عناصری مانند نیکل، سرب کروم، کادمیم و وانادیم نیز در این محیطها گزارش شده است(Rose and Shea, 2007). در محیط شهری میتوان منابع انسانزاد فراوانی را برای فلزات سنگین در نظر گرفت. از میان آلایندههایی که در غبار خیابان وجود دارند فلزاتی همچون کروم، مس، نیکل، سرب و روی به دلیل چیرگی و پایداری بالایی که دارند و همچنین سمناکی و در مواردی سرطانزایی، بیش از دیگر آلایندهها، موجب نگرانیهای زیستمحیطی هستند(Joshi et al., 2009). در ادامه به منابع مختلف فلزات سنگین رایج در غبار خیابان اشاره می شود.
۱-۸-۲-۱- روی (Zn)
روی عنصری با فراوانی متوسط در پوسته است. روی ماهیتی گوگرد دوست دارد و در کانیهای سولفیدی بویژه اسفالریت یافت می شود. عدد اتمی این عنصر۳۰ و عدد جرمی آن ۳۷ /۶۵ در گروه ….جدول تناوبی قرار دارد. غلظت این عنصر در خاکppm30-1000 می باشد(مر و زائری، ۱۳۸۲).
پس از معدنکاری و سوزاندن زباله، سایش لاستیک خودروها، سومین منبع ورود روی به محیط است. در کارخانه تولید لاستیک خودرو مقداری اکسید روی در مرحله سختسازی به آن افزوده می شود. بنابراین هر لاستیک دارای حدود یک درصد یا ۲۵ الی ۴۰ گرم روی است. مطالعات پیشین نیز وجود همبستگی بین غلظت این عنصر و تراکم ترافیکی را نشان داده است. از سوی دیگر انبار کردن لاستیکهای ازکارافتاده خودرو نیز آنها را در معرض فرسایش و خوردگی شیمیایی قرار میدهد که این امر نیز به ورود این عنصر به محیطزیست منجر می شود(Callender and Rice, 2000). علاوه بر سایش و فرسایش لاستیک خودروها، از دیگر منابع بالقوه این عنصر میتوان به ترمز خودروها، شستشوی خودروها و سنگفرش خیابان اشاره کرد که این سه مورد نیز در زمره آلودگیهای مرتبط با حمل و نقل قرار میگیرند(Councell et al., 2004).
ترکیبات غیرآلی روی کاربردهای متفاوتی دارند، برای مثال در ساخت تجهیزات خودرو و انواع باطری، از روی استفاده می شود. به همین دلیل در نزدیکی این مکانها میزان روی در خاک و غبار خیابان بیش از میزان استاندارد گزارش شده است(Merian and Ancke, 2004). به طورکلی میتوان سایش و ازهمپاشیدگی لاستیک وسایل نقلیه، و خوردگی قطعات مختلف اتومبیلها را عامل اصلی افزایش روی در غبار خیابان بیان کرد و بیشترین غلظت این عنصر در مکانهایی با ترافیک سنگین یافت شده اند(Ahmed & Ishiga, 2006; Liet al., 2001). روی یکی از عناصر ضروری است که بدن به مقدار کم به آن نیاز دارد. روی به مقدار کم در غذا و آب آشامیدنی وجود دارد. این عنصر در جو در غلظتهای بسیار کم حضور دارد، و این غلظت نسبتاً ثابت است. هوای نزدیک مناطق صنعتی غلظتهای بالاتری از روی دارد. بعضی از افراد به دلیل شغلهای خود احتمال در معرض قرارگیری بیشتری به عنصر روی دارند. شغلهایی که افراد بیشتر در معرض روی قرار می دهند شامل معدنکاری، ذوب و جوشکاری، تولید آلیاژ برنج، برنز و دیگر آلیاژهای حاوی روی، ساخت قطعات فلزی گالوانیزه، لاستیک اتومبیلها، رنگ، باتری و برخی از انواع شیشه و سرامیک میباشد. افرادی که در مشاغلی همچون ساخت وساز و تعمیر خودرو، و نیز نقاشی دستی دارند، نیز میتوانند در معرض غلظت بالای روی قرار گیرند. روی می تواند از راه تنفس غبار و بخار ناشی از ذوب روی یا از سایر منابع، وارد شش شود. روی می تواند از راه پوست نیز به بدن وارد شود، اما جذب روی از طریق پوست بسیار اندک است. خطرات ناشی از افزایش این عنصر در بدن، در کودکان به دلیل احتمال بالای بلع ناخواسته، نسبت به بزرگسالان بسیار بیشتر میباشد.
۱-۸-۲-۲- سرب (Pb)
این عنصر دارای عدد اتمی ۸۲ و عدد جرمی ۱۹/۲۰۷ میباشد و در گروه ششم جدول تناوبی قرار دارد. سرب دارای حالتهای اکسایش ۰، ۲+ و ۴+ است. این عنصر که رایجترین فلز سنگین سمی است یک گوگرد دوست قوی محسوب می شود که به طور عادی در سولفیدها یافت شده و کانی رایج گالن را تشگیل میدهد(مر و زائری، ۱۳۸۲). میانگین غلظت سرب در پوسته زمینppm14 میباشد و گستره آن در خاکهای بدون آلودگی ppb200 – ۲ است، در حالی که در خاک آلوده این گستره تا ppm30 -1 است.
غلظت بالای سرب در مناطق با تراکم ترافیکی بالا و حجم انبوه اتومبیل( بخصوص در مناطقی که رانندگی نیازمند استفاده مکرر از ترمز، و حرکت مجدد است) قابل ملاحظه می باشد و بر اساس مطالعات پیشین، این عنصر پس از روی در محیط شهری از نظر میزان آلودگی در رتبه دوم قرار دارد. همانطور که گفته شد یکی از منابع مهم سرب در محیطهای شهری در گذشته، سرب موجود در بنزین خودروها بوده است. ترکیب این سرب به صورت تترااتیل سرب( مایعی بی رنگ، چرب و سمی) است که به اختصار سرب خوانده می شود. این ترکیب به دلایل مختلف به بنزین خودروهایی که بین اواسط دهه ۱۹۴۰ تا اواخر ۱۹۷۰ میلادی تولید میشدند، افزوده میشد. از جمله این دلایل میتوان به مواردی از قبیل تسهیل احتراق بنزین در موتور، دارا بودن خاصیت جلوگیری از کوبش موتور و نیز خاصیت روانکنندگی بالا که مانع اصطکاک قطعات موتور می شود، اشاره کرد. اما خودروهای جدید( خودروهای تولیدی دهه ۱۹۸۰ تا کنون) به دلیل اضافه شدن کاتالیزور مبدل، به گونه ای تولید میشوند که نیازی به سوخت سربدار ندارند، و بنابراین، به تدریج استفاده از سرب در بنزین در اکثر نقاط دنیا رو به کاهش است، هرچند همچنان در بسیاری از کشورهای درحال توسعه هنوز از بنزین سربدار استفاده می شود(Bergback et al., 2006).
سرب در بافتهای بدن جذب پروتئینها می شود، و بیشترین اثر سمی خود را بر مغز و اعصاب بر جای می گذارد. سرب در سلولها، جانشین کلسیم شده، و فعالیت سلولهای بدن که کلسیم در آنها نقش اصلی دارد، مختل می کند. سرب ارتباط سلولهای عصبی را با یکدیگر، و با سایر سلولها ضعیف کرده، و در ضربان قلب، انقباض عضلات، و همچنین سلامت استخوانها و زمان انعقاد خون و فعالیت کلیهها اختلال ایجاد می کند. سرب با مهار کردن دو آنزیم اصلی در چرخه هموگلوبین، تولید آن را کم کرده و باعث کمخونی می شود. در این میان کودکان بیش از همه در معرض خطر هستند. آلودگی سرب در این مرحله سنی، سلولهای مغزی را که در اوج رشد هستند را مهار کرده، و آنها را به کند ذهنی و دیر آموزی میکشاند. بطوریکه در کلاسهای درس و زمینهای بازی توان رقابت با همسالان خود را ندارند. کودکان مسموم، بدرفتار شده و روحیه ناسازگار پیدا می کنند. مسمومیتهای شدید و طولانی منجر به کمخونی، ضایعات کلیوی و تشنجات عصبی شده، و ممکن است به اغما و حتی مرگ آنها منتهی شود. مسمومیت سرب در دوران بارداری، سلامت جنین را تهدید می کند. نفوذ سرب از طریق بند ناف، رشد جسمی و مغزی جنین را کند کرده و امکان سقط، تولد زودرس و نارس بودن نوزاد را زیاد می کند. صدمات مغزی وارد شده در دوران جنینی و نوزادی در کاهش ضریب هوشی و توان یادگیری اطفال در آینده بسیار موثر است. مسمومیت سرب در بزرگسالان باعث افزایش فشارخون می شود. کارکنان گارگاههایی که با سرب سروکار دارند، از ضعف انگشتان و مچ دست و پا شکایت دارند. با ادامه مسمومیت، عضلات ضعیف شده و درد مفاصل نیز به آن اضافه می شود. این افراد به تدریج مهارت خود را از دست داده و اخلاقی بد و رفتاری احساساتی پیدا می کنند. با افزایش مسمومیت، حفظ تعادل در بدن در حالت ایستاده مشکل شده، و سرگیجه و استفراغهای مکرر همراه با تشنج ظاهر می شود، که در صورت ادامه یافتن ممکن است منجر به اغما می شود. مسمومیت با سرب می تواند از راه تنفس گرد و غبار هوای گارگاهها و پمپ بنزینها یا زندگی در حاشیه بزرگراهها و بازی کودکان زیر پلهای پرترافیک ظاهر شود.
۱-۸-۲-۳- مس (Cu)
مس عنصری آهندوست است. این عنصر با عدد اتمی ۲۹ و عدد جرمی ۵۴/۶۳ در گروه ۱-Bجدول تناوبی قرار دارد. اکسایش سطحی کانیهای حاوی مس مانند کالکو پیریت CuFeS2 به رها شدن Cu2+ موجود در کمپلکسهای کربناتی و دیگر اکسیدها، منجر می شود(مر و زائری، ۱۳۸۲). این عنصر از نظر فراوانی بیست و ششمین عنصر فراوان در پوسته زمین است(Adriano, 1986).
پوشش مسدار لنت ترمز خودروها مهمترین منبع ورود این عنصر به غبار خیابان است. بخش قابلتوجهی از موادی که در آنها عنصر مس به کار رفته است، چندان در معرض فرسایش و خوردگی شیمیایی قرار نمیگیرند. از آن جمله میتوان به اجسامی که در آنها آلیاژ برنج به کار رفته است، یا خطوط سیمکشی برق اشاره کرد. اما همانطور که گفته شد مواردی از قبیل پوشش لنت ترمز خودروها موجب ورود مقدار زیاد این عنصر به محیط میشوند. بهعنوان مثال گسیل مس از لنت ترمز، مهمترین منبع مس موجود در غبار خیابان حتی خاک و آب باران است که محدود به مکانهای پر ترافیک نبوده، و ذرات ریز حاصل از آن ممکن است تا فواصل دور حمل شوند(Merian and Ancke, 2004). مس در روغن اتومبیلها نیز استفاده می شود. باید توجه کرد که در مناطق حاره به علت دمای بالا، فرسایش و فرسودگی لاستیک اتومبیلها بیش از مناطق دیگر است، و قاعدتاً میزان مس در غبار خیابان این مناطق نیز بیشتر است(Moller et al., 2005).
مس در اثر احتراق سوختهای فسیلی نیز وارد هوا می شود. این مس قبل از اینکه از راه بارش باران تهنشین شود، مدت طولانی در جو باقی میماند. بنابراین غلظت آن در خاک و غبار خیابان کاهش مییابد. در نتیجه بعد از تهنشینی مس موجود در جو، خاک و غبار حاوی مقدار زیادی مس خواهد شد. مس هم از راه منابع طبیعی، و هم در اثر فعالیتهای بشر، در محیط پراکنده می شود. از جمله منابع طبیعی آن، گرد و غبار حاصل از باد، گیاهان فاسد شده، آتشسوزی جنگلها و افشانه دریا میباشد. تنها تعداد اندکی از فعالیتهای معدنی، تولید فلز، صنایع چوب و تولید کودهای فسفاتی منابع انسانزاد مس را تشکیل میدهد.
مس در غذا، آب آشامیدنی و هوا وجود دارد. به همین دلیل غلظت قابل توجهی مس از طریق خوردن، آشامیدن و نفس کشیدن وارد بدن انسان می شود. جذب مس برای بدن انسان حیاتی است. زیرا مس از عناصر کمیابی است که بدن انسان به آن نیاز دارد. اگرچه بدن انسان می تواند حضور مقدار زیادی مس را تحمل کند، اما غلظت بیش از حد آن برای سلامت انسان ضرر دارد. بسیاری از ترکیبات مس بر روی رسوبات یا ذرات خاک تهنشین شده، یا به این ذرات میچسبد. ترکیبات انحلالپذیر مس نیز برای سلامت انسان مضر هستند. معمولاً پس از فعالیتهای کشاورزی ترکیبات انحلالپذیر در آب مس، در محیط آزاد میشوند. غلظت مس موجود در هوا بسیار کم است، بنابراین ورود مس به بدن انسان از راه تنفس ناچیز است. اما افرادی که در نزدیکی واحدهای ذوب و فراوری مس زندگی می کنند، ممکن است مقدار بیشتری مس در مقایسه با افراد عادی دریافت و استنشاق نمایند. در محیط کار، انتشار مس منجر به ایجاد عوارض آنفولانزا مانندی می شود که به آن تب فلز میگویند. این عوارض که در اثر حساسیت بیش از اندازه ایجاد می شود، بعد از دو روز از بین میرود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مس، باعث آبریزش بینی، دهان، چشم، سردرد، دل درد، سرگیجه و اسهال و استفراغ می شود. جذب مقدار زیادی مس باعث آسیب به کبد و کلیه و حتی مرگ می شود. اما سرطانزایی مس هنوز اثبات نشده است. در بسیاری از مقالات علمی، رابطه بین قرار گرفتن طولانی مدت در معرض غلظت بالای مس، و کاهش هوش نوجوانان، مشخص شده است. ارتباط آن با ایجاد سرطان در انسان مورد بررسی است. قرار گرفتن در معرض دود، و گرد وغبار مس هم موجب “تب بخار فلز” می شود. این بیماری در غشای مخاطی بینی تغییر ایجاد کرده و آن را تضعیف می کند. در بیماری ویلسون، سمناکی مس باعث سرطان کبد، آسیب مغز، بیماریهای کلیوی، و رسوب مس در قرنیه می شود. حداکثر میزان تراکم مجاز مس در هوا۰/۱ میباشد، و از این حد بیشتر باعث آلودگی هوا می شود.
۱-۸-۲-۴- آهن (Fe)
آهن فراوانترین عنصر زمین بوده و چهارمین عنصر فراوان پوسته است. این عنصر ویژگیهای مرزی سنگدوست، آهندوست و گوگرددوست دارد، و در کانیهای سولفیدی مانند پیریت و به شکل اکسیدی رایج است(مر و زائری، ۱۳۸۲). سرنوشت این عنصر به عوامل محیطی مانندpHو Ehوابسته است. کمپلکسهای آهن با لیگاندهای آلی تأثیر مهمی بر سرنوشت فلزات در محیط دارند((Kabata-Pendias and Mukherjee, 2007. گستره غلظت طبیعی این عنصر در خاک ۱۰-۱/۰ درصد است.
مطالعات انجام شده در نقاط مختلف دنیا، منابع مختلف طبیعی و انسانزاد آهن موجود در غبار خیابان را مشخص کرده است. از میان منابع طبیعی میتوان به غلظت بالای آهن در خاک منطقه مورد مطالعه، و منبع انسانزاد آهن مشتق شده از فعالیتهای صنعتی و یا فرسایش و خوردگی اتومبیل ها و فرسایش و سایش مواد به کار رفته در لنت ترمز(غبار ترمز) اشاره کرد(Adachi and Tainosho, 2004; Garg et al., 2000; Hildemann, Markowski, &Cass, 1991; Thomson, Mcbean, Snodgrass, &Monstrenko, 1997).
بهرغم اثرات مثبت و مزایای آهن در بدن، اگر غلظت بیش از حد مجاز غبار، یا بخار اکسیدآهن تنفس شود، مشکلات معدی و ریوی خوشخیمی را به نام سیدروسیس((Siderosis را سبب می شود. این بیماری با بهره گرفتن از اشعه ایکس قابل تشخیص است. اختلال فیزیکی خاصی با بیماری سیدروسیس پیش نمیآید. تنفس مقدار فراوانی اکسید آهن( بخصوص کارگرانی که در چنین محیطهایی کار می کنند) خطر ابتلا به سرطان ریه را افزایش میدهد.
۱-۸-۲-۵- کادمیم (Cd)
کادمیم عنصری به نسبت نارایج در محیط طبیعی، و فلزی به شدت گوگرددوست است که بیشتر در ترکیب با گوگرد یافت می شود. این عنصر با عدد اتمی ۴۸ جزء عناصر واسطه محسوب می شود و با توجه به این که بسیار سمی است، گمان نمیرود برای حیات ضروری باشد. میانگین غلظت کادمیم در پوسته زمین ppm1/0 میباشد(مر و زائری، ۱۳۸۲). میانگین غلظت کادمیم در خاک غیر آلوده ppm35/5 است(مُر و زائری، ۱۳۸۲). در خاک آلوده غلظت آن به بافت خاک بستگی دارد، و می تواند گسترهای mg.kg-151/0- 22/0 داشته باشد(Kabata-Pendian and Pendias, 1999). در بیشتر خاکها ۹۹% Cd در ارتباط با کلوئیدهای خاک است.
شستشوی خودروها، و کادمیم بکاررفته در مواد رنگی، مهمترین منابع شناخته شده گسیل این عنصر در به محیطهای شهری، از جمله غبار خیابان محسوب می شود. سولفیدکادمیم در صنایع نیمهرسانا، کاربرد داشته و همچنین از آن در ساخت رنگدانههای زرد، نارنجی و قرمز استفاده می شود که به صورتS(Hg,Cd) وCd(Se,S) است. در پلیاسترن، پلیاستن، پلیپروپن، پلیکربنات استفاده می شود. سایر کاربردهای مهم کادمیم، شامل ورقههای فلزی، و باطریهای نیکل- کادمیم و نیز در پلیوینیل است. مهمترین منبع کادمیم در غبار خیابان فعالیتهای صنعتی است اگرچه فرسایش رنگ جادهها و خیابانها نیز منبع مهمی برای کادمیم موجود در غبارخیابان است.
آسیبرسانی کادمیم به عواملی همچون شکل کادمیم موجود، مقدار کادمیم دریافت شده، و راه ورود آن به بدن بستگی دارد. غلظت بالای کادمیم در هوای تنفسی می تواند به شدت به ریهها آسیب رسانده و باعث مرگ شود. ولی مقدار اندک آن در هوای تنفسی در زمان طولانی، باعث تجمع آن در کلیهها و آسیب به آنها، و همچنین شکنندگی استخوانها شود. مطالعات انجام شده بر روی موشها وهمسترها(نوعی موش بزرگ) که کادمیم را تنفس میکردند، نشان داد که کادمیم ایجاد سرطان ریه نمیکند، ولی در موشهای صحرایی(rats) سرطان ریه را توسعه میدهد. در مورد انسان، مطالعات دقیقی مبنی بر اینکه کادمیم تنفس شده بر روی نازائی آنها تأثیر دارد یا خیر، انجام نشده است، ولی این مطلب در مورد موشهای صحرایی ماده و موشها صدق می کند. همچنین کادمیم استنشاق شده می تواند در موشها و موشهای صحرایی باعث آسیبهای کبدی و تغییراتی در سیستم ایمنی شود. کادمیم بلعیده شده، در غلظتهای زیاد، می تواند بهشدت معده را تحریک، و منجر به اسهال و استفراغ و بعضی اوقات مرگ می شود. خوردن و آشامیدن مواد حاوی کادمیم گاهی اوقات، باعث افزایش فشار خون، فقر آهن، بیماریهای کبدی و همچنین آسیبهای مغز و اعصاب، می شود ولی در انسان غلظتی که باعث ایجاد این بیماریها شود، هنوز مشخص نشده است. مطالعات نشان میدهد که حیوانات جوان کادمیم بیشتری نسبت به حیوانات پیر جذب می کنند. کادمیم از راه بدن مادر نمیتواند به آسانی به جنین منتقل شود ولی گاهی اوقات این اتفاق از راه جفت رخ می دهد.
۱-۸-۲-۶- کروم (Cr)
این عنصر با عدد اتمی ۲۴ از مهمترین آلایندههای محیطزیست است. کروم هفتمین عنصر فراوان در پوسته زمین است و در طبیعت به صورت دو اکسید پایدار یافت می شود.
کرومات Cr+6 که دارای بار منفی بوده و در آب بسیار انحلالپذیر است.
