فلز ثقيل
المعادن الثقيلة (بالإنجليزية: Heavy metal) : لم يتم تعريفها بشكل مُحدد، إلا أنها بشكل عام عناصر تمتلك خواص فيزيائية مثل الفلزات الانتقالية، وبعض أشباه الفلزات، اللانثانيدات، الأكتينيدات.
وفي محاولات متعددة للوقوف على تعريف مُحدد للمعادن الثقيلة بعضها يعتمد على الكثافة، أو على العدد الذري، أو الوزن الذري، أو على بعض الخصائص الكيميائية ومستوى السُميّة.
و في تقرير تقني للـ [1] IUPAC، اعتبر مصطلح المعادن الثقيلة " مصطلح مُضلل" بسبب التناقض في التعريفات، وعدم وجود "قاعدة علمية متماسكة" يُعتمد عليها عند الاصطلاح، حيث أن بعض المعادن الثقيلة يمكن أن تكون أخف أو أثقل من الكربون.
وهناك مصطلح بديل هو المعادن السامة (بالإنجليزية: toxic metal)، وهو ما اختلفت فيه الآراء، نظراً لعدم وجود تعريف دقيق.
تعريف شائع آخر يقوم على أساس وزن المعدن (ومن هنا يأتي اسم المعادن الثقيلة)، حيث ينطبق على جميع المعادن التي تزن أكثر من 5000 كجم/م³ ؛ مثل الرصاص والزنك والنحاس.
المعادن الثقيلة موجودة بصورة طبيعية في النظام البيئي، مع اختلافات كبيرة في التركيز. لكن ازياد نسبها مؤخراً يرجع إلى المصادر الصناعية والنفايات الصناعية السائلة والنض أيونات المعادن من التربة إلى البحيرات والأنهار والأمطار الحمضية، والتلوث الحادث من النفايات المتأتية من الوقود بشكل خاص.
علاقة المعادن الثقيلة بالكائنات الحية
الكائنات الحية تحتاج إلى كميات مختلفة من "المعادن الثقيلة"، مثل الحديد والكوبالت والنحاس والمنغنيز والموليبدينوم، والزنك والسيلنيوم، حيث يكون استهلاك هذه المعادن ضروريا وهاما للمحافظة على عملية التمثيل الغذائي (الآيض) بجسم الكائن الحي. ولكن استهلاك كميات كبيرة منها (التركيزات العالية) يكون ضاراً بل وساماً وينتج عنه ما يُسمى بـتسمم المعادن الثقيلة.
تشكل المعادن نسبة 45 من وزن جسم الإنسان، ويتركز معظمها في الهيكل العظمي. وتأتي خطورة المعادن الثقيلة من تراكمها الحيوي داخل جسم الإنسان بشكل أسرع من انحلالها من خلال عملية التمثيل الغذائي (الآيض) أو إخراجها.
مثال لتلوث البيئة بالمعادن الثقيلة
في عام 1932، صرفت مياه الصرف الصحي في اليابان والتي كانت تحتوى على نسب عالية من الزئبق في ميناء "مينيماتا- Minimata"، والذي نجم عنه التراكم الحيوي للزئبق في الكائنات البحرية، وظهور حالات من التسمم في عام 1952 والتي عُرفت باسم "عرض مينيماتا -Minimata syndrome".
قائمة ببعض المعادن الثقيلة
| ألومنيوم (Al) | الزرنيخ (As) | الباريوم (Ba) | البِزموت (Bi) | الكادميوم (Cd) | الكروم (Cr) | الإثيريوم (y) |
| النحاس الأحمر (Cu) | الجاليوم (Ga) | الذهب (Au) | الهفنيوم (Hf) | الإنديوم (In) | الإيريديوم (Ir) | الزركونيوم (Zr) |
| اللنثانوم (La) | الرصاص (Pb) | المنجنيز (Mn) | الزئبق (Hg) | النيكل (Ni) | النيوبيوم (Nb) | |
| البلاديوم (Pd) | البلاتنيوم (Pt) | الروديوم (Rh) | الروثينيوم (Ru) | الإسكنديوم (Sc) | الفضة (Ag) | |
| الأسترنتيوم (Sr) | التنتالوم (Ta) | الثاليوم (Ti) | القصدير (Sn) | التنجستين (W) | الفاناديوم (V) |
علاج التسمم بالمعادن الثقيلة
- الاختبارات :
- أول خطوة في علاج التسمم الناتج عن المعادن الثقيلة هو تحديد مصدر التسمم (تحديد نوع المعدن الذي سبب التسمم).
- القيام بالاختبارات المخبرية، وأسهل طريقة هو تحليل الشعر على الرغم من أنه اختبار مثير للجدل.
- هناك الاختبارات الإضافية التي تستخدم عقاقير الاستخلاب (Chelating drugs) مع تجميع للبول على مدار 24 ساعة لتحديد نسبة المعادن الثقيلة.
- ومن الاختبارات الأخرى الهامة تحليل البول، صورة دم كاملة، مسح لدم الشعر والبول.
- العلاج :
- العلاج الاستخلابي (Chelation therapy): وهى الطريقة المقبولة عالمياً لتخليص الجسم من آثار سموم المعادن الثقيلة. وتفسير هذا المصطلح على النحو التالي. يرجع اشتقاقه إلى كلمة يونانية قديمة تعنى "المخالب"، ويستخدم في هذا النوع العلاجي عوامل تتحد مع المعادن الثقيلة السامة مثل الزئبق، الرصاص أو الزرنيخ لتعادل تأثيرها وتسمح بخروجها من الجسم بدون التفاعل مع المواد الكيميائية الأخرى.
ومصطلح الاستخلاب يطلقه العلماء ليعطى معنى اختطاف المعدن من الجسم بهدف تسهيل امتصاصه أو إخراجه كما في حالة المعادن السامة.
- العلاج عن طريق الوريد (Intravenous therapy)، فيتامين (ج)، و(Glutathione).
- الكزبرة لعلاج تسمم المعادن الثقيلة- النظام الغذائى الغني بالألياف: والألياف على شكل "الجيل" تمنع من دخول المعادن الثقيلة إلى المعدة.
كما أن الكزبرة تدافع عن المخ والجهاز العصبي المركزي من تأثير المعادن الثقيلة.
- الميلاتونين.
- مركب من الماغنسيوم وحمض التفاح (Magnesium malate): قادرعلى أن يسحب الألومنيوم من الجسم.
- السيلنيوم : يتحد مع المعادن الثقيلة الأخرى مثل الكادميوم والزئبق ليقلل من سُميتها.
- الزنك : يمنع تخلل الكادميوم والرصاص إلى أنسجة الجسم المختلفة.. من المعروف عن الزنك أنه عدو النحاس الأحمر.
- المواد الغذائية : الثوم وحامض ألفا الدهني (Alpha lipoic acid)، الشكل العضوي للكبريت المتواجد في الأطعمة من منتجات الألبان والحبوب واللحوم والخضراوات والفاكهة و(Methylsulfonylmethane/MSM) يساعد في حماية جسم الإنسان من المعادن الثقيلة بوجه عام، وبوجه خاص في التسمم الناتج عن الزئبق.