آلودگی ناشی از باتری های الکتریکی

دفع باتری یکی از مشکلات امروز بشر شده است در قدیم که باتری های آلکالینی رو با استفاده از جیوه می ساختند  و وقتی مشخص شد جیوه چقدر خطرناک است این کار متوقف شد باتری های قابل شارژ هم از نیکل و کادمیم درست می شد که این دو فلز هم سمی و خطرناک هستند و امروزه از باتری حدف شده و باتری متال هایداراید ساخته می شود

در جدول تناوبی به آن تعداد ازعناصر که وزن اتمی بالائی داشته و در درجه حرارت اتاق خاصیت فلزی دارند فلز سنگین اطلاق می شود.از آنجائی که تعاریف مختلفی برای این عناصر شده و در این طبقه عناصر مختلفی قرار داده شده اند باید تنها از اصطلاح فلزات و یا شبهه فلزات استفاده نمود.بر اساس این تعارف فلزات مس تا بیسموت در جدول تناوبی که دانستیته بیشتر از 4 دارند به عنوان فلزات سنگین تعریف شده اند.

در جدول تناوبی به فلزات گروه 3 تا 16 در تناوب 4 و 4 به بعد فلزات سنگین می گویند.

بسیاری از این عناصر نه تنها برای حیات بیولوژیکی ضروری نیستند بلکه بسیار هم خاصیت سمی دارند. ارگانیسمهای زنده به مقادیر بسیار کمی از فلزات سنگین برای ادامه رشد و بقاء نیار دارند که به اصطلاح به آنها Trace Elements می گویند مثل آهن ، کبالات ، مس ، منیزیم ، مولیبدن ، وانادیم ، استرنیم و روی و اگر ازآن حداقل مورد نیاز و ضروری افزایش یابند باعث اخلال در رشد می گردند. سایر فلزات سنگین مانند جیوه ، سرب و کادمیم عناصر حیاتی نبوده و اثرات سود مندی بر حیات ارگانیسمهای زنده ندارند به طوریکه تجمع آنها در بدن موجودات زنده به خصوص پستانداران باعث بیماریهای خطرناکی می گردد.مسیرهای ورود به بدن پستانداران به طور معمول از طریق هوای آلوده که در مناطق صنعتی پس از بارندگی وارد خاک و آب زیرزمینی می شوند و همچنین از طریق دریاها و اقیانوسها می باشد.

در مسمومیتهای ناشی از مصارف داروئی فلزات سنگین شامل آهن ، منیزیم ، آلومینیوم یا برلیوم می باشند.  در مبحث حفاظت محیط زیست ، بهداشت و سلامت انسانها فلزاتی مانند سرب، جیوه، مس، کادمیوم ، نیکل،کروم و.. جزء گروه فلزات سنگین بوده که این عناصر و بسیاری از ترکیبات آنها به لحاظ اثرات سوء و زیانبارشان بر سلامت انسان و محیط زیست از سموم پرخطر پیرامون ما محسوب می گردند. این سموم در هوای تنفسی، آب آشامیدنی، مصالح ساختمانی، لوازم آشپزخانه و حتی البسه موجود می باشند. یکی از اساس ترین مسئله در ارتباط با فلزات سنگین عدم متابولیزه شدن آنها در بدن می باشد. در واقع فلزات سنگین پس از ورود به بدن دیگر از بدن دفع نشده بلکه در بافتهائی مثل چربی، عضلات، استخوانها و مفاصل رسوب کرده و انباشته می گردندکه همین امر موجب بروز بیماریها و عوارض متعددی در بدن می شود. فلزات سنگین همچنین جایگزین دیگر املاح و مواد معدنی مورد نیاز در بدن می گردند. مثلاً در صورت کمبود روی در مواد غذایی کادمیوم جایگزین آن می گردد. به طور کلی اختلالات عصبی (پارکینسون، آلزایمر، افسردگی، اسکیزوفرنی) - انواع سرطان ها - فقر مواد مغذی - بر هم خوردن تعادل هورمونها - چاقی - سقط جنین - اختلالات تنفسی و قلبی، عروقی - آسیب به کبد، کلیه ها و مغز - آلرژی و آسم - احتلالات غدد درونریز-عفونتهای ویروسی مزمن - کاهش آستانه تحمل بدن - اختلال در عملکرد آنزیمها - تغییر در سوخت و ساز - ناباروری - کم خونی - خستگی - تهوع و استفراغ - سردرد و سرگیجه - تحریک پذیری - تضعیف سیستم ایمنی بدن - تخریب ژنها - پیری زودرس-اختلالات پوستی - کاهش حافظه - بی اشتهایی - التهاب مفاصل - ریزش مو - پوکی استخوان و در موارد حاد مرگ از نتایج اثرات ورود فلزات سنگین به بدن انسان می باشد. از طرفی خاصیت تجمع پذیری فلزات سنگین در گیاهان و ورود آنها به زنجیره غذائی خطرات ناشی از آنها را دو چندان می کند.با رشد صنعت و افزایش مصرف مواد شیمیائی ورود آنها در آب ، خاک و هوا و آلوده شدن محیط احتمال رویاروئی انسان با خطرات ناشی از آنها بیشتر شده است.

منابع کلی انتشار

منابع اصلی آلودگی فلزات سنگین شامل منابع انسان ساز و منابع طبیعی انتشار آنهامی باشد.

 به عنوان مثال منابع طبیعی انتشار کادمیم  عمدتا شامل سنگهای رسوبی ، سنگ فسفات های دریائی ، آتشفشانهای فعال ، معادن و بسترهای سنگی حاوی آنها ، دریاچه ها ، جنگل سوزی و منابع انسان ساز آن انتشار از صنایع مصرف کننده محصولات حاوی کادمیم مانند باطریهای نیکل – کادمیم ، پلاستیک ، سرامیک ، شیشه ، رنگ ، مینا کاری که در تولید آنها از رنگهای حاوی کادمیم استفاده می شود ، تثبیت کننده های کادمیمی استفاده شده درفرآیند تولید محصولات پلی وینیل کلراید (PVC) ، محصولات آهنی و غیر آهنی با روکشهای کادمیمی ، آلیاژهای کادمیمی و محصولات الکترونیکی ، زباله سوزها ی شهری ،  پسماندهای صنایع فلزی مثل صنایع آهن و فولاد ، سیمان ، سنگ گچ ، روی ، سرب ، مس و آلیاژهای آنها وباقی مانده های سوخت های فسیلی و.... می باشد.

همچنین مصرف لجن فاضلاب و کودهای فسفاته در زمینهای کشاورزی و باقی مانده های ناشی از مصرف سوخت های فسیلی ، پسماند های صنایع سیمان و محل های دفن زباله ( که در آنها زباله های حاوی کادمیم یا ناخالصیهای آن وجود دارد ) از عوامل آلودگی کادمیم درخاک هستند.

در مورد جیوه نیز می توان به عمده موارد مصرف آن شامل آمالگام جیوه ،کـاتالیست ها ، وسایل الکتریکی ترمومتر ، بارومتر ، لامپهای جیوه ای ، دیگهای بخار، تولیدP.V.C ( کاربرد اکسید جیوه به عنوان کاتالیزور ) ، آینه ، باطری ، تولید سود سوزآور ، محصولات کشاورزی (قارچ کش ، ‎آفت کش ، ضد باکتری و … ) و همچنین کاربرد زیادی از آن در دارو سازی ، رنگ سازی و مصرف در استخراج طلا نام برد. جیوه همچنین به عنوان ضد باکتری و یا نگهدارنده در تهیه رنگهای مورد مصرف به کاربرده می شود. بیشترین ترکیب قابل استفاده جیوه  فنیل مرکوریک استات و فنیل مرکوریک اولآت بوده که هر دو از درجه سمیت بالایی برخوردارمی باشند . اکسید جیوه نیز به عنوان یک ترکیب ضد کپک در رنگهای نقاشی استفاده می شود . همچنین سالهاست که از ترکیبات جیوه در صابونها و کرمهای آرایشی که به منظور روشن ترکردن پوست به کار می رود استفاده می شود . معمولاً این فرآیند با مهار پیگامتاسیون انجام می گیرد . استفاده از این مواد در حال حاضر در برخی از کشورهای آفریقایی ، آمریکای شمالی و اروپا ممنوع گردیده است . این مواد توسط کمیته های بهداشتی مختلف اروپا مورد تجزیه و بررسی قرار گرفته و معلوم شده است که برخی از صابونهای حاوی 3-1 درصد یدید جیوه و کرمهای سفید کننده حاوی 5-1 درصد ترکیبات آمونیاکی جیوه هستند و چون در طول روز بر روی پوست باقی می مانند فرصت کافی برای جذب در پوست خواهند داشت .

همچنین فلزات سنگین مثل سرب ، کادمیم و جیوه از طریق پسماندها و فاضلابهای حاوی آنها در صنایع ، مراکز خدماتی بهداشتی و درمانی ، نساجی ها ، کارخانه های رنگسازی صنایع فلزی آهن و فولاد وصنایع فلزی غیر آهنی، زباله ها و پسماند های حاوی لامپهای سوخته و باطریهای مستعمل و ... به محیط زیست راه پیدا می کنند. جیوه ، سرب و کادمیم از طریق مصرف سوختهای فسیلی و یا استفاده از زباله سوزهای شهری برای دفع زباله ها هوا را نیز آلوده می کنند.

کاربرد باتری خشک برای اسباب بازی ، ساعت ، لب تاپ ، تلفن های همراه، ابزار مکانیکی قابل حمل و کامپیوتر میزان آنها را در زباله های شهری افزایش می دهد .باتریهای آلکالین هر روز در خانه ها در ریموت ( کنترل ها ) چراغ های چشمک زن و دیگر وسایل الکترونیکی استفاده می شوند.باتریهای که در ساعت ، وسایل کمک شنوایی و .. استفاده می شوند نیز حاوی جیوه ، نقره، کادمیوم ، لیتیم ، یا دیگر فلزات سنگین هستند

 

4-منابع و اثرات فلزات سنگین کادمیوم، سرب و روی 

1-1-4 کادمیوم

کادمیوم عنصری فلزی و نرم به رنگ سفید مایل به آبی است. این عنصر به عنوان محصول فرعی از تصفیه روی به دست می آید و بیشتر خصوصیات آن شبیه روی است. کادمیوم و ترکیبات آن بسیار سمی است. به طور طبیعی سالیانه حدود 25000 تن کادمیوم وارد محیط زیست می شود. حدود نیمی از این کادمیوم از طریق هوا زدگی سنگ ها وارد  رودخانه ها می شود. آتش سوزی جنگل ها و آتش فشان ها، فعالیت های بشری مانند شیرابه های زباله های صنعتی، تولید کودهای فسفاته مصنوعی از منابع مهم منتشر کننده کادمیوم هستند .

این عنصر عمدتاً از راه غذاهایی مانند جگر، قارچ، صدف رودخانه ای و ... که کادمیوم بالایی دارند، وارد بدن انسان شده و نهایتاً در کلیه تجمع می یابد. از عوارض نا مطلوب حضور آن در بدن می توان به اسهال، شکم درد و استفراغ شدید، شکستگی استخوان، عقیم شدن، آسیب به سیستم عصبی مرکزی، آسیب به سیستم ایمنی، ناهنجاری های روانی و آسیب احتمالی به DNA و سرطان اشاره کرد .

در اکوسیستم های آبی، کادمیوم در صدفهای رودخانه ای، میگوها، خرچنگ ها و ماهی ها تجمع می یابد. جاندارانی که این عنصر را میخورند یا می نوشند دچار فشار خون بالا، بیماریهای کبدی و صدمات مغزی و نخاعی    می شوند .

حداکثر مجاز کادمیوم در آب آشامیدنی، بر مبنای متوسط مصرف روزانه آب آشامیدنی معادل با 5/2 لیتر، برای انسانی به وزن 70 کیلوگرم، mg/lit 005/0  است [8].

 سرب

سرب عنصری فلزی و نرم به رنگ سفید مایل به آبی است که فوق العاده سمی می باشد. این عنصر دارای جلای فلزی، رسانایی پایین و خاصیت چکش خواری و مفتول پذیری است و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد . سرب به طور طبیعی در محیط زیست وجود دارد ولی در اکثر موارد حاصل فعالیت های بشری از قبیل کاربرد در تولید بنزین می باشد. نمک های سرب از راه اگزوز اتومبیل ها وارد محیط زیست شده و خاک، آب و هوا را آلوده می کند. سرب یکی از چهار فلزی است که بیشترین عوارض را بر روی سلامتی انسان دارد. اختلال بیو سنتز هموگلوبین و کم خونی، افزایش فشار خون، آسیب به کلیه، سقط جنین و نارسی نوزاد، اختلال سیستم عصبی، آسیب به مغز، ناباروری مردان، کاهش قدرت یادگیری و اختلالات رفتاری در کودکان از عوارض منفی افزایش غلظت سرب در بدن است .

مختل شدن عملکرد فیتوپلانکتون ها به عنوان یکی از منابع مهم تولید اکسیژن در دریاها و در نتیجه بر هم خوردن تعادل جهانی موجودات آبزی از مهمترین عوارض نامطلوب حضور سرب در اکوسیستم های آبی است.

بنا بر استاندارد سازمان جهانی بهداشت (WHO) در سال 1996، غلظت سرب در آب آشامیدنی به mg/lit 01/0 محدود شده است [8]. طبق استاندارد آب آشامیدنی ایران، حد مجاز سرب در آب آشامیدنی mg/lit 05/0 است [7 و 12].

 روی

روی فلزی نرم به رنگ سفید مایل به آبی است. این عنصر طعم نامطلوب تلخ و گزنده ای به آب می دهد. روی به مقدار کم در تمام سنگ های آتش فشانی وجود دارد. میزان روی طبیعی در خاک، حدود mg/kg 30-1 خاک می باشد . فلز روی که بعد از فولاد، آلومینیوم و مس پر مصرف ترین فلز صنعتی تلقی می شود، به عنوان محافظ فولاد در صنعت آبکاری، به صورت فلز آلیاژ کننده با مس جهت تولید برنج، در ریخته گری ها و همچنین به صورت ترکیبات شیمیایی در لاستیک و رنگها به کار می رود .

روی در بدن انسان، در غلظت بالا، در پروستات، استخوان، عضله و کبد پیدا شده است. نیمه عمر روی باقیمانده در بدن انسان، یک سال است. روی عنصری حیاتی برای تمامی ارگانیسم های زنده است. بعضی از عوارض نامطلوب آن عبارتند از مسمومیت، تب، دل آشوبه، تهوع، استفراغ و اسهال متعاقب مصرف نوشیدنی های اسیدی یا غذاهایی که در ظروف گالوانیزه تهیه و نگهداری می شوند .

 

 

 

جمع بندی

براساس برنامه  UNEP و نظر به مصرف روز افزون مواد شیمیائی حاوی فلزات سنگین مانند جیوه ، سرب و کادمیم و همچنین اثرات سوء آنها بر سلامت انسان و محیط زیست و با توجه به خاصیت انتقال و انتشار آنها به خصوص جیوه در فواصلی بسیار دورتر از منبع تولید کننده آن موجب شد تا سازمان محیط زیست بین الملل  از کشور ها درخواست  نماید تا در اجرای برنامه جیوه و سایر فلزات سنگین مهم مانند سرب و کادمیم در سطح ملی و منطقه ای مشارکت و همکاری نمایند تا از طریق همکاریهای منطقه ای و بین المللی نقش بیشتری در جلوگیری و کنترل آلودگی های ناشی از این فلزات سنگین ایفا نمایند.

در برنامه فوق بر اقداماتی مانند مدیریت  پسماندها و فاضلاب های حاوی این نوع آلودگی ها ، جلوگیری از ورود آنها به منابع آب و خاک و هوا و حفظ سلامت انسانها و محیط زیست از طریق اعمال استانداردهای تخلیه فاضلاب به محیط های پذیرنده،پایش منابع آب و خاک و هوا به خصوص کنترل میزان آنها در آبهای آشامیدنی و آبهای مصارف کشاورزی ، اجرای قانون مدیریت پسماند ها ، جداسازی و یا بازیافت زباله ها و یا فاضلابهای حاوی آنها، استفاده از تکنولوزیهای پاک در جهت حذف و جایگزینی آنها با مواد بی خطر و یا کم خطر در پروسه های تولید تاکید بیشتری شده است .

در این ارتباط سازمان حفاظت محیط زیست نیز به درخواست محیط زیست بین الملل جهت مشارکت در این برنامه پاسخ مثبت داده و و هم اکنون برنامه ها ی کنترل و جلوگیری از آلودگی های ناشی از فلزات سنگین به خصوص سرب ، جیوه و کادمیم را با تاکید بیشتری دنبال می نماید . 

مشارکت در برنامه های بین المللی و استفاده از تجارب کشور های موفق ازجمله اجرای برنامه جیوه و برنامه سرب و کادمیم UNEP ، اجرای دقیق کنوانسیونها از جمله سایکم ، بازل .آموزشهای فنی– تخصصی مرتبط در سطوح مختلف کارشناسی ، آموزشهای همگانی ( آگاهی رسانی عمومی ) ، همکاری و همآهنگی ارگانهای ذیربط به خصوص وزارت بهداشت و درمان و آموزش پزشکی ، وزارت صنایع و معادن، شهرداریها ، وزارت جهاد کشاورزی و سایر ارگانها ذیربط نیز می تواند به طور موثری کشور را در جهت نیل به اهداف زیست محیطی مرتبط با حفظ محیط زیست و سلامت انسان در مقابل آلودگی های ناشی از فلزات سنگین کمک نماید.

 

با این حال بازهم مقادیر فلزات سنگین شبیه سرب و در باتری ها و بویژه باتری خودرو مورد استفاده است .

کافی استتوجه کنیدکه تنها در امریکا سالانه 3 میلیارد باتری فروخته می شود و چون عمر این باتری ها کوتاه است بزودی باید دور انداخته شوند و دفع مناسب آنها و بازیافت اشان اهمیت زیادی پیدا می کند

چون وارد شدن مواد سمی به خاک واز همه بدتر به آبهای آشامیدنی می تواند مسمومیت شدیدی را به همراه داشته باشد . علاوه بر انواع باتریها، دماسنجها و ترموستاتهای جیوه ای، لامپهای فلورسنت هم حاوی مقادیری جیوه هستند که بتازگی کاربرد جیوه در آنها ممنوع شده است .

ماهیت جیوه

جیوه یکی از انواع فلزات سنگین است، فلزاتی سنگین به فلزاتی گفته می شود که وزن مخصوص آنها  بالاتر از ۶ گرم بر سانتیمتر مکعب این فلزات می باشد  .

 در میان فلزات سنگین مانند آرسنیک، کادمیوم، نیکل، مس، سرب، روی و کروم، جیوه پایین ترین نقطه جوش را داراست و تنها فلزی است که در درجه حرارت یک اتاق معمولی بصورت مایع قابل مشاهد است و از این نظر جیوه در میان همه فلزات دارای یک موقعیت ویژه است، علامت اختصاری  جیوه Hg  می باشد که برگرفته از نام یونانی Hydrargyrum به معنی نقره فام می باشد چون رنگش نقره ای است .

جیوه یک فلز سمی و یک عنصر طبیعی است که  بی بوبوده وبه رنگ نقره‌ای  روشن و براق است از قدیم برای ساخت آینه مورد استفاده بوده است .

جیوه به  راحتی با گوگرد و هالوژن‌ها ترکیب می‌شود و بر اسیدها غیر از اسید نیتریک گرم و غلیظ و مخلوط اسید نیتریک و اسید سولفوریک بی اثر است.

ساخت دماسنج با جیوه :

چون  ضریب انبساط حرارتی جیوه از 0  تا ۳٠٠ درجه  سانتیگراد ثابت باقی می ماند  از آن در ساختن دماسنج‌ها و دستگاه‌های کنترل درجه حرارت  استفاده می شود .

خاصیت مهم دیگر جیوه قابلیت حل کردن کلیه فلزات بجز آهن و پلاتین و تشکیل ملغمه است، که از گذشته  در دندانپزشکی کاربرد وسیعی داشته ...

 ملغمه‌ها اغلب در اثر الکترولیز محصولات فلزی که کاتد آن جیوه می‌باشد،حاصل می‌شوند در همین پتروشیمی بندرامام BIPC خودمان درواحد CA  برای تجزیه نمک و تولید گاز کلر در سل روم ها از ملغمه جیوه استفاده می شود و چندین تن جیوه برای این منظور استفاده می شود ْآنهم جیوه ای که مقادیر خیلی کم آن در حد چند میکروگرم در دماسنج های پزشکی ممنوع شده است!

چون   جیوه یکی از آلاینده‌های مهم محیط زیست نیز می‌باشد و در برخی کشورهایی مانند ژاپن این اثرات مخرب دیده شده است  در ساخت باتری ها هم که سالهاست جیوه استفاده نمی شود و نوشته Mercury free  به معنی عاری از جیوه روی باتری ها نوشته شده است .

 

           ضررهای جیوه برای سلامت انسان 

 

در نتیجه تماس مستقیم یا استنشاق بخارات جیوه، می تواند  باعث بروز مشکلاتی در بدن شود از جمله :

اختلال سیستم خود ایمنی بدن =  اتو ایمیون، اختلال در عملکرد کلیه،  عقیمی و ناباروری، تاثیرات منفی روی جنین، مشکلات رفتاری– عصبی، ناکارآمدی قلبی، آلزایمر، تاثیرات مخرب بر سیستم عصبی مرکزی CNS   و محیطی، تاثیرات چشمی، مشکلات دهانی، نارسایی حاد تنفسی، درماتیت، دمانس، تهوع، استفراغ، اسهال، درد شکم،  خون در ادار = هماچوری، کونژکتیویت، برونشیت، پنومونی، ادم = خیز  ریوی، اختلالات نوروسایکوتیک، اثر بر روی غده تیروئید و  تولید مثل

 

مخاطرات زیست محیطی دفع باتری ها Environmental Hazards of Batteries

این روزها مردم عادی هر روز بیشتر و بیشتر از باتری های برقی استفاده می کنند هر فرد بطور معمول دو بسته باتری که معمولا حاوی 10 باتری در اندازه های مختلف است را مورد استفاده قرار می دهد ( اندازه های A, AA, AAA, C, D, 9V, etc.) ) و هرنفر در سال 5 باتری را دور می اندازد .

هر ساله فقط در آمریکا سه میلیارد باتری بفروش می رسد که بطور متوسط به ازای هر خانواده  آمریکایی 32 باتری می شود و به ازای هر نفر 10 باتری مصرف می شود . باتری وسیله ای الکتروشیمیایی است که توانایی تبدیل انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی دارد . این باتری ها حاوی فلزات سنگینی مانند  جیوه و سرب کادمیم و نیکل می باشنذد که  اگر این باتری ها به شیوه ای مناسب دفع نشوند می توانند باعث آلودگی محیط زیست شوند .

حتی وقتی این باتری ها سوزانده می شوند برخی فلزات خاص می توانند در هوا پراکنده شوند یا بصورت ذرات خاکستر مواد ناشی از احتراق جمع شوند .

منبع: http://ppn.persianblog.ir/tag/%D8%A2%D9%84%D9%88%D8%AF%DA%AF%DB%8C_%D9%86%D8%A7%D8%B4%DB%8C_%D8%A7%D8%B2_%D8%A8%D8%A7%D8%AA%D8%B1%DB%8C_%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%DB%8C%DA%A9%DB%8C