Ağır Metaller Üzerine Kısa Bir Bakış

Transkript

1 Ağır Metaller Üzerine Kısa Bir Bakış Özet 20 yılı aşkın süredir mevzuat ve çeşitli yayınlarda telaffuz edilen ağır metal terimi; metal ve yarı-metaller için oluşturulmuş ayırıcı bir grup ismidir. Tüm ağır metallerin ortak özelliği düşük konsantrasyonlarda dahi toksik veya zehirli olmalarıdır. Önemli çevre kirleticiler ve halk sağlığı tehditleri olan ağır metallerin birçok toksik etkisinin olduğu bilindiğinden, bu konular üzerinde yıllardan beri geniş çapta çalışmalar yapılmakta ve bu elementlerin insan sağlığı üzerine etkileri uluslararası kuruluşlar tarafından düzenli olarak değerlendirilmektedir. Ağır metallerin çevreye salınımları; havada, yüzey sularında ve toprakta birikmeleri yoluyla gerçekleşir. Bunlar arasında insan sağlığı açısından en tehlikeli olanlar, atmosferik salınımlardır çünkü insan vücudunda birikmeye en çok eğilim gösterenler bunlardır. İnsanlar; havadaki, yiyeceklerdeki, sudaki veya topraktaki zararlı kimyasal, fiziksel veya biyolojik ajanlara maruz kalabilirler fakat maruziyetin tanımındaki anahtar kelime temas tır. Yani maruziyetin gerçekleşmesi için ağır metaller ve insanların bir arada olması gerekir. Bu makalede toplumumuzun; ağır metallerin tanımı, bunlardan en tehlikeli olanlar ve ağır metallere çevresel maruziyet yolları hakkında ufak da olsa bir fikir sahibi olarak metal toksisitesine yönelik çevresel farkındalığının arttırılması amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler: Ağır metal, Çevre, Maruziyet, Toksisite, Salınım

2 A brief overview upon heavy metals Summary The heavy metal term has been pronounced for more than 20 years in legislations and various publications is a separative name constituted for metals and metalloids. All heavy metals common characteristic is they are toxic or poisonous even in low concentrations. Many base metals, transition metals, lanthanides and actinides with high atomic numbers and atomic weights and densities greater than 5 g/cm 3 form the group of heavy metals which has approximately 40 elements. Some metals with low atomic numbers and some metalloids such as arsenic and selenium are also accepted in this group since they re known to be toxic. The essential metals we receive through foods which is essential for vital enzymatic reactions occurring in our bodies such as iron, zinc, calcium, magnesium, manganese, copper, cobalt, molybdenum, vanadium and strontium also take part in the group of heavy metals. These metals cause serious toxic effects on cells when they enter the body in high levels even if they are essential for the homeostasis of the organism. The essential heavy metals carry out their devastating effects in cells by their ability of denaturing protein molecules. The other metals with high atomic numbers aside from mentioned metals and metalloids such as gold aren t included in this group by virtue of showing no toxicity. Since it s known heavy metals the significant pollutants and public health hazards have lots of toxic effects, many widespread researches have been done related to these issues for ages and the effects of these elements to human health have been assessed by international foundations such as World Health Organization and European Agency for Safety and Health at Work regularly. The emissions of heavy metals to environment take place via their accumulation in air, surface waters and soil. The atmospheric emissions are the most hazardous

3 ones for human health among these as they show the most tendency to accumulation in human body. People may be exposed to the chemical, physical or biological agents in air, nutrients, water or soil albeit the keyword of exposure is contact. In other words people and heavy metals shall remain together in order to originate the exposure. The most hazardous heavy metals with regards to human health are lead, cadmium, mercury and arsenic. Use of these heavy metals are still fairly widespread in developing countries. The emissions to environment of lead mostly occur via transportation. The emissions of cadmium occur via nonferrous metallurgy and combustion of fuels whereas the emissions of mercury occur via consumption of coal. The aim of this article s to increase the environmental consciousness to metal toxicity of our society by gaining leastwise insight about the definition of heavy metals, the most hazardous ones and the exposure pathways to heavy metals. Keywords: Emission, Environment, Exposure, Heavy Metal, Toxicity

4 Uzun zamandır kullandığımız ağır metal terimi, tanımı üzerinde bilim insanlarının hala ortak bir görüşe sahip olamadığı bir olgudur. 20 yılı aşkın süredir mevzuat ve çeşitli yayınlarda telaffuz edilen bu terim; kirlilik ve ekotoksisite ile ilişkilendirilen metal ve yarı-metaller için oluşturulmuş ayırıcı bir grup ismidir (Duffus, 2001). Yeryüzünde kendiliğinden var olan ve yok edilemeyen tüm ağır metallerin ortak bir özelliği vardır; düşük konsantrasyonlarda dahi toksik veya zehirli olmaları. Yaklaşık olarak 40 elementin yer aldığı ağır metaller grubunu; büyük atom numarası ve atom ağırlığının yanında 5 g/cm 3 ten büyük yoğunluğa sahip birçok temel metal, geçiş metali, lantanit ve aktinitler oluşturmaktadır. Atom numarası küçük olan bazı metaller ile arsenik ve selenyum gibi bazı yarımetaller de toksik oldukları için yine bu grup içerisinde kabul edilir (Jarup, 2003). Besinler yoluyla aldığımız ve vücudumuzda meydana gelen hayati enzimatik reaksiyonlar için elzem olan demir, çinko, kalsiyum, magnezyum, manganez, bakır, kobalt, molibden, vanadyum ve stronyum gibi esansiyel metaller de ağır metaller içerisinde yer almaktadır. Bu metaller organizmalardaki homeostaz için olmazsa olmaz olsalar da yüksek düzeylerde vücuda girdikleri zaman, hücreler üzerinde ciddi toksik etkilere neden olurlar. Esansiyel ağır metaller hücrelerdeki bu yıkıcı etkilerini, protein moleküllerini denatüre edebilme yetenekleri sayesinde gerçekleştirirler (Gadd ve Griffiths, 1978). Bahsi geçen metal ve yarımetaller dışında kalan diğer atom numarası büyük altın gibi metaller ise toksik özellik göstermedikleri için bu gruba dahil edilmezler. Ağır metaller üzerine yıllardan beri geniş çapta çalışmalar yapılmakta ve bu elementlerin insan sağlığı üzerine etkileri Dünya Sağlık Örgütü ve Avrupa İş Sağlığı ve Güvenliği Ajansı gibi uluslararası kuruluşlar tarafından düzenli olarak değerlendirilmektedir (Jarup, 2003). Ağır metallerin, önemli çevre kirleticiler ve halk sağlığı tehditleri olmalarının nedeni, organizmalarda birikmeye eğilimli olmalarıdır (Morsch vd., 2002). Zamanla doğru orantılı olarak organizmanın farklı bölgelerinde biriken metallerin oluşturduğu bileşiklerin yine aynı bölgelerde depolanması, enzimlerle metabolize olarak organizmadan uzaklaştırılmalarından daha hızlı gerçekleşir. İnsanlar; havadaki, yiyeceklerdeki, sudaki veya topraktaki zararlı kimyasal, fiziksel veya biyolojik ajanlara maruz kalabilirler. Sıklıkla konsantrasyon ve zamanın bir fonksiyonu olarak tanımlanan

5 maruziyet, insan ve çevre arasında belirli bir zaman diliminde belirli bir konsantrasyonda meydana gelen bir fenomendir. Tanımından da anlaşıldığı kadarıyla bir maruziyetin oluşabilmesi için çevrede zararlı bir ajanın varlığı tek başına bir anlam ifade etmez. Buradaki anahtar kelime temas tır. Ajan ve insan arasında solunum yolları, deri veya ağız yoluyla bir dış temas olması gerekir (Jarup, 2003). İbni Sina, Hipokrat ve Paracelsus gibi bilim insanları tarafından yapılan araştırmalar ve yazılı kaynaklardan edindiğimiz bilgilere göre; ağır metallerin toksik etkileri eski çağlarda dahi bilinmekte yine de günlük hayattaki kullanımlarına devam edilmekteydi. Bu durum günümüzde gelişmiş ülkelerde değişmiş olsa da çevreyi en çok kirleten ve insan sağlığı açısından en tehlikeli ağır metaller kurşun, kadmiyum, cıva ve arsenik in gelişmekte olan ülkelerdeki kullanımı hala oldukça geniştir. Çevresel farkındalığın henüz oluşturulamadığı ülkelerde; altın madenlerinin işlenmesinde cıva, ahşap koruyucularda arsenik, benzinlerde vuruntu önleyici olarak da kurşun tetraetil bileşiğinin kullanılmasına devam edilmektedir. Ağır metallerin çevreye salınımları; havada, yüzey sularında ve toprakta birikmeleri yoluyla gerçekleşir. Bunlar arasında insan sağlığı açısından en tehlikeli olanlar, atmosferik salınımlardır çünkü insan vücudunda birikmeye en çok eğilim gösterenler bunlardır. ATSDR nin Öncelikli Maddeler Listesi nde 2. sırada yer alan kurşunun çevreye salınımı daha çok taşımacılık, kadmiyumunki demirsiz metalürji ve yakıt yanmaları, cıvanınki ise kömür tüketimi aracılığıyla gerçekleşir. Kaynaklar ATSDR, The ATSDR 2011 Substance Priority List, (2011). G. M. Gadd, A. J. Griffiths, Microorganisms and Heavy Metal Toxicity, Microbial Ecology, (1978) 4. J. H. Duffus, Heavy Metals - A Meaningless Term, Chemistry International, 1-5 (2001) 23 (6). L. Jarup, Hazards of heavy metal contamination, British Medical Bulletin, (2003) 68. V. M. Morsch, M.R.C. Schetinger, A. F. Martins, J. B. T. Rocha, Effects of Cadmium, Lead, Mercury and Zinc on δ-aminolevulinic Acid Dehydratase Activity From Radish Leaves, Biologia Plantarum, (2002) 45 (1). heavy/heavy-metals/heavymetals.htm istryglossary/g/heavy-metal- Definition.htm