استخدامات الألمنيوم وتأثيره في البيئة الأحيائية

أ.م.د. هبه علوان عبد السلام
نور ماجد حسين
كلية التربية للعلوم الصرفة – قسم علوم الحياة

يعد استخدام أملاح الألمنيوم بوصفها مادة خاثرة(coagulants) في معالجة المياه نتيجة لاختزال عدد الجزيئات الصغيرة ولتحسين لون الماء. وفي حال اتمام المعالجة بشكلها الأمثل فان نسبة الالمنيوم في الماء المعالج تكون أقل من نسبته في المياه الجوفية (Mold et al. 2019; Redgrove et al. 2019) علاوة على ذلك فإن له استخدامات في صناعة الأوعية ومواد الطبخ. وقد بينت دراسة أجريت لتحديد نسبة الالمنيوم المترشح من الأوعية المصنوعة من الالمنيوم في محاليل المواد الغذائية، حيث تم أخذ الاوعية من مناشئ صنع مختلفة (مصر والهند ) وعند استخدام اللحم المفروم مع مياه الشرب ومياه الحنفية ، لوحظ ان استخدام مياه الحنفية أدى الى ترشيح للألمنيوم اكثر من مياه الشرب لكلا المنشأين بالإضافة الى زيـادة تركيزه عــند اضـافة كل من الملح وحامض الســـتــريك الى مستخلص اللـحم (Al Zubaidy et al., 2011; Alasfar et al,2021) ومن المتعارف عليه ان اكثر من نصف اوعية الطبخ مصنوعة من الالمنيوم بسبب سعر بيعه المنخفض وسرعة تسخينه وقد ازداد الاهتمام بمعدن الالمنيوم نتيجة لدخوله في غذاء وجسم الانسان , تؤدي الأوساط الحامضية الى تأكل كميات كبيرة من الالمنيوم من اوعية الطبخ المصنوعة من الالمنيوم مثل صلصات الطماطم (Noemie et al., 2022 ; Alasfar et al,2021.
يتواجد الالمنيوم في الغذاء بشكل طبيعي او في مواد تغليف الطعام كذلك يتواجد في الغذاء المصنوع من البطاطا والسبانغ ومواد انتاج الحليب ومن المحتمل ان يحتوي غذاء الرضع على نسبة من الالمنيوم في حال اعتمد على الحليب الصناعي وخاصة حليب الصويا ،وقد تم حساب تركيز الالمنيوم في الطعام في الكثير من الدول الغربية ،وبشكل عام يهتم الانسان بالألمنيوم الذي يدخل الى الجسم عن طريق الطعام وخاصة الاشخاص الذين يأخذون مضادات الحموضة وادوية الحساسية بشكل منتظم ، من الممكن ان يصل مستوى الالمنيوم عند هؤلاء الاشخاص الى 5g/day ،(WHO,1997; Crisponi et al. 2013 ) .
تعد كمية الالمنيوم المأخوذة عن طريق الغذاء قليله إذا ما قورنت مع كميته المأخوذة عن طريق المنتجات الدوائية مثل مضادات الحموضة وسوائل الديلزةdialysis fluid وبعض اللقاحات (Rahimzadeh et al,2022) كما تعد العقاقير الصيدلانية المحتوية على الالمنيوم مصادر مهمة لدخول الالمنيوم الى الجسم مثل الهلاميات الرابطة للفوسفات phosphate –binding gels المحتوية على الالمنيوم ،فالأدوية المحتوية على هذا المعدن والتي تؤخذ عن طريق الفم من قبل المرضى المصابين بالقصور الكلوي المزمن) chronic renal failure)هي عوامل مرتبطة بالفوسفات تقوم بعمل مهم وهو السيطرة على فرط فوسفات الدم (Hyperphosphatemia ) في هؤلاء المرضى (Ogata et al, 2022 ), يكون الاطفال والبالغين المصابين بأمراض الكلى من اكثر الاشخاص المعرضين للتسمم بالألمنيوم ،ونتيجةً لذلك يكون هناك نمو مفاجئ للهيكل العظمي skeleton ونمو غير كامل للدماغ (Advenier et al.2003) . كما يستخدم هيدروكسيد الالمنيوم كدارئ ( Buffer) مع عقار الاسبرين لغرض تقليل الاثارة المعدية المتسببة من قبل هذا العقار وتستعمل املاح الالمنيوم بكميات قليلة نسبيا في تحضير بعض العقاقير مثل السموم الموهنة الذوفانات (toxoids (واللقاحات ( vaccines) وادوية الحساسية allergens)) .ومن المعروف إن مركبات الالمنيوم المتنوعة الماخوذة عن طريق الفم تمتص طبيعياً في القناة المعدية –المعوية ( (gastrointestinal tract ،وبالتالي تطرح كميات قليلة منه مع البول Epstein ,2006 ; McFarland et al,2020 ) .)
يعد الالمنيوم من أكثر العناصر انتشارا ,حيث لا تستطيع الاحياء تجنب التعرض له فهو ياتي من عدة مصادر لانه معدن متفاعل كيميائيا” (Yokel et al,.1996). ينتشر في المحيط اعتماداً على صيغته الكيميائية وصفات النظام البيئي المتواجد فيه ، كما يتواجد الالمنيوم بشكل رئيسي على شكل مركبات غير ذائبة عند pH اعلى من 5.5 لكن في حال تواجدت كميات كبيرة من المواد العضوية غير الذائبة او الاحماض الد’بالية humic “مادة عضوية متحللة لها خواص السماد ” فإنها من الممكن ان تتحد مع الالمنيوم و تؤدي الى زيادة تركيزه في الجداول والبحيرات ومن العوامل الاخرى التي تؤثر على حركة وانتشار الالمنيوم في المحيط تنوع المركبات الكيميائية وسير حركة المياه ،وتركيب المعادن المتواجدة ضمن سطح الارض (6ISO,199)
يرتبط الالمنيوم عادة ببعض الاحماض الد’بالية في مياه النهر (Chen et al, 2022 ) وتعد سمية الالمنيوم للأسماك في المياه العذبة عند pH مقاربة ل 5.5 عالية جدا بينما تقل سمية الالمنيوم عندما يصل pH الى 6.5 تظهر السمية فقط عند تكوين مركب هيدروكسيد الالمنيوم الذي يتواجد كمركب احــادي ذائب غير عضوي (Sterling et al,2020)
وعلى الرغم من تواجد الالمنيوم في كميات قليلة في الكائنات الحية لكنه يتواجد بكميات كبيرة في المحيط الخارجي وتكمن اهمية الالمنيوم بقدرته دخول الاحياء بواسطة الطعام ومياه الشرب فمن الممكن ملاحظة التأثيرات المضرة للألمنيوم في الاحياء التي تكون بتماس مع الماء مثل النبات (Zhao et al, 2018 ; Sarker et al, 2019 ) من خلال تاثيره على مستوى امتصاص الفسفور من قبل النباتات التي تنمو في تربة حامضية ولها القابلية على التعايش بوجود الالمنيوم)Tang et al.,2022) . ). وفضلاً عن ذلك يحتوي الهواء على مركبات الالمنيوم المتكونة نتيجةً لوجوده في التربة الجافة , رماد السجائر ومصادر احتراق الفحم (Amer,2019) ، كما وضحت دراسة سابقة تأثير الانبعاثات في المصانع الحاوية على مركبات الالمنيوم التي تقوم بعملية دمج معدن الالمنيوم مع بعضه (اللحيم welding على الاشخاص العاملين مما أدى الى إصابة العديد منهم بمرض ذات الرئة وكذلك وجود خلل في وظائف الرئة يصاحبه صعوبة في التنفس (Abidin et al, 2020) علاوة على ذلك تواجده في الادوات المنزلية ومحيط العمل على هيئة غبار اوكسيد الالمنيوم ( Epstein,2006)

المصادر:
Abidin, M. Z., Rusli, R., & Halil, N.(2020) Conceptual Framework-Hazard Assessment of Nanomaterıals Using Bayesian Network.‏
Advenier, E.; Landry, C.;Colomb, V.; Cognon, C.; Pradeau, D.; Florent, M.; Goulet, O.; Ricour, C. and Corriol, O. (2003): Aluminum contamination of parenteral nutrition and aluminum loading in children on longterm parenteral nutrition. J Pediatr Gastroenterol Nutr 36:448-53 .
Al Zubaidy, E. A., Mohammad, F. S., & Bassioni, G. (2011). Effect of pH, salinity and temperature on aluminum cookware leaching during food preparation. Int. J. Electrochem. Sci, 6(12), 6424-6441.‏
Alasfar, R. H., & Isaifan, R. J. (2021). Aluminum environmental pollution: the silent killer. Environmental Science and Pollution Research, 28(33), 44587-44597.
Amer, A. A. (2019). Aluminum in Artisanal Dairy Products: Occurrence, Residues Level, Estimated Intake and Target Hazard Quotient. Alexandria Journal of Veterinary Sciences, 62(1), 55-60.‏
Chen, H., Ren, H., Liu, J., Tian, Y., & Lu, S. (2022). Soil acidification induced decline disease of Myrica rubra: aluminum toxicity and bacterial community response analyses. Environmental Science and Pollution Research, 1-14.‏
Crisponi G, Fanni D, Gerosa C, Nemolato S, Nurchi VM, Crespo-Alonso M, Lachowicz JI, Faa G (2013) The meaning of Aluminium exposure on human health and Aluminium-related diseases. Biomol Concepts 4(1):77–87
Epstein, S. G.(2006) Humen exposure to aluminum 19th Aluminum Association NW,Washington 65-70
Epstein, S. G.(2006) Humen exposure to aluminum 19th Aluminum Association NW,Washington 65-70
ISO (1996) Water quality-Determination of 33 elements by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy.Geneva,International Organization for Standarization 11885.
McFarland, G., La Joie, E., Thomas, P., & Lyons-Weiler, J. (2020). Acute exposure and chronic retention of aluminum in three vaccine schedules and effects of genetic and environmental variation. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 58, 126444.‏
Mold M, Cottle J, King A, Exley C (2019) Intracellular Aluminium in inflammatory and glial cells in cerebral amyloid Angiopathy: a case report. Int J Environ Res Public Health 16(8):1–10
Noemie, T. A. V., Ifo, G. M., Mafouba, J. C. B., Samba, V. I. B., Diamouangana, M. Z. F., Mboho, N. R. O., … & Moutou, J. M. (2022). Effect of Cooking Condiments on the Mass Loss of Artisanal Aluminum Cooking Utensils: The Case of Congo— Brazzaville. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 10(2), 139-152.
Ogata, H., Takeshima, A., & Ito, H. (2022). An update on phosphate binders for the treatment of hyperphosphatemia in chronic kidney disease patients on dialysis: a review of safety profiles. Expert Opinion on Drug Safety, (just-accepted).‏
Rahimzadeh, M. R. ; Kazemi, S., Amiri, R. J., Pirzadeh, M., & Moghadamnia, A. A. (2022). Aluminum Poisoning with Emphasis on Its Mechanism and Treatment of Intoxication. Emergency medicine international, 2022.‏
Redgrove J, Rodriguez I, Mahadevan-bava S, Exley C (2019) Prescription infant formulas are contaminated with Aluminium. Int J Envriron Res Public Health 16:1–7.
Sarker, S. C., Ghosh, S. R., Hossain, M. J., Ghosh, R. C., Razia, S., Sushmoy, D. R., & Noor, M. M. A. (2019). Impact of aluminium (al3+) stress on germination and seedling growth of five wheat genotypes. SAARC Journal of Agriculture, 17(1), 65-76.‏
Sterling, S. M., MacLeod, S., Rotteveel, L., Hart, K., Clair, T. A., Halfyard, E. A., & O’Brien, N. L. (2020). Ionic aluminium concentrations exceed thresholds for aquatic health in Nova Scotian rivers, even during conditions of high dissolved organic carbon and low flow. Hydrology and Earth System Sciences, 24(10), 4763-4775.‏
Tang, R. H., Erskine, P. D., Nkrumah, P. N., Echevarria, G., & van der Ent, A. (2022). Soil-plant relationships of metallophytes of the zinc-lead-copper Dugald River gossan, Queensland, Australia. Plant and Soil, 471(1), 227-245.‏
WHO (1997) Aluminum Geneva,World Health Organization,International programme on Chemical Safety (Environmental Health Criteria194).
Yokel,R.A.;Ackrill, P.;Burgess, E.;Day, J. P.; Domingo, J.L.;Flaten, T.P. and Savory, J.(1996) Prevention and treatment of alnminum toxicity including chelation therapy status and research needs.J. Toxical Environ Health 48:667-683.
Zhao, X. Q., & Shen, R. F. (2018). Aluminum–nitrogen interactions in the soil–plant system. Frontiers in plant science, 9, 807.‏