بیماری های ناشی از گرد و غبار کانی ها، سنگ ها و مواد معدنی

معدنکاری با اینکه مادر صنایع است و جزو اولین زنجیره تامین محسوب می‌شود و مزیت‌های بسیاری ایجاد می‌کند با این حال به همراه آن مشکلاتی نیز به بار می‌آید. علاوه بر مشکلات زیست محیطی که ایجاد می‌شود، برای انسان نیز بیماری‌هایی به وجود می‌آورد که در مطالب قبلی از جمله بیماری‌های ناشی از آلودگی در معادن در این مورد صحبت کردیم، در این مطلب قرار است به نتایج های چند تحقیق رجوع کنیم و بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار ناشی از کانی‌ها و سنگ‌ها بپردازیم.

معدنکاران، زمین شناسان، تونل کاران، سنگ کاران و کشاورزان در معرض تنفس گرد و غبار موادمعدنی و کانی‌ها می‌باشند.

   بخش اعظم گرد و غبارها در اثر خرد یا پودرشدن سنگ‌ها و موادمعدنی به وجود می‌آیند. در بسیاری از موارد، گرد و غبارها منشاء طبیعی دارند و در اثر باد از مسافت‌های بسیار دور آورده می‌شوند.

تنفس مداوم گرد و غبار باعث بروز تومورهای بدخیم و یا انواع سرطان می‌شود. مهمترین بیماری‌ها و ناهنجاری‌هایی که در اثر تنفس مداوم گرد و غبارها بوجود می‌آیند، بر اساس منشاء گرد و غبار، به چهار دسته تقسیم بندی می‌شوند:

1. بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار کانی‌های صنعتی
2. بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار معادن فلزی
3. بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار سنگ‌های ساختمانی و صنعتی
4. بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی ازگرد و غبار سنگ‌های سوختنی (زغال سنگ)

توضیحات مربوط به هر یک از موارد بالا، به صورت مبسوط در زیر آورده شده است.

 

1- بیماری ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار کانی های صنعتی

اثرات زیست محیطی بعضی از کانی‌های صنعتی را بطور خلاصه به شرح زیر می‌توان بیان کرد:

 

• ۱- کوارتز (SiO2)

   گروه کوارتز از خانواده سیلیکات‌های شبکه‌ای می‌باشد که بیشترین مقدار (SiO2) را همراه با مقادیر بسیار کمی از آلومینیوم، آهن، منگنز، منیزیم، کلسیم و سدیم دارا می‌باشد. مهمترین انواع گروه کوارتز عبارتند از کوارتز آلفا یا دما پایین (دمای تشکیل کمتر از ۵۷۳ درجه سانتیگراد)، کوارتز بتا یا دما بالا (بیشتر از ۵۷۳ درجه سانتیگراد)، تریدیمیت و کریستوبالیت (کوارتزهای دمای بسیار بالا)، کوئیزیت و استیشاویت (کوارتزهای فشار بالا).

انواع ریز بلور خانواده کوارتز عبارتند از: کالسدونی، چرت، آگات، سنگ آتش زنه

 

مهمترین بیماری‌های ناشی از تنفس گرد و غبار کوارتز عبارتند از:

   الف- بیماری سیلیکوزیس مزمن

   این بیماری در اثر تنفس گرد و غبار حاصل از کوارتز با قطری بین 0/5 تا 0/7 میکرون بوجود می‌آید. این بیماری سبب ایجاد بافت رشته‌ای، فیبری و تشکیل تومورهایی به قطر ۲ تا ۳ میلیمتر در قسمت بالایی و پایین ریه‌ها می‌شود. با تنفس مداوم گرد و غبار کوارتز، تومورهای بیشتری رشد می‌کنند و ممکن است یک سوم ریه را اشغال کنند. در ضمن امکان ایست قلبی نیز وجود دارد.

   ب- سیلیکوزیس حاد

   این بیماری در اثر تنفس مداوم و بیش از حد غبار کوارتز بسیار ریز (کمتر از 0/5 میکرون) بوجود می‌آید. در این نوع بیماری، راه‌های ورود هوا به ریه‌ها قطع می‌شود و توسط ذرات سخت کوارتز پر می‌گردد. این بیماری باعث سخت شدگی ریه‌ها شده و فرد، مستعد ابتلا به بیماری سل می‌گردد.

   ج- سیلیکوزیس حدواسط

   این عارضه در شرایطی بوجود می‌آید که فردی به مدت ۵ تا ۱۰ سال در معرض تنفس مداوم گرد و غبار کوارتز با قطر کمتر از 0/1 میکرون قرار گیرد. پیشرفت نهایی بیماری موجب مرگ و ایست قلبی می‌شود.

     د- سل سیلیسی

   این بیماری در اثر تنفس گرد و غبار کوارتز بوجود می‌آید و رابطه نزدیکی با انواع سیلیکوزیس دارد. مطالعات تجربی نشان می‌دهد که علائم خاص سل معمولی (سلول‌های مشبک و لنفاوی)، در اثر سل حاصل از سلیکوزیس از بین می‌رود و یا مشاهده نمی‌شود.

   ه- سرطان سیلیسی

   مطالعات زیست محیطی و پزشکی نشان می‌دهد که تنفس گرد و غبار کوارتز متبلور، می‌تواند در دراز مدت برای جانوران سرطان‌زا باشد. در شرایطی که مقدار گرد و غبار بلورین کوارتز در ریه‌ها به بیش از 0/1 درصد برسد به طور یقین سرطان زا خواهد بود. کلیه کارگرانی که در صنایع ساینده کار می‌کنند، در معرض ابتلا به سرطان سیلیسی می‌باشند

 

• 2- پنبه نسوز طبیعی (آزبست)

   کانی‌های گروه آزبست از خانواده سیلیکات‌های رشته‌ای یا ورقه‌ای می‌باشند که به عنوان نسوز در صنعت کاربرد دارند. یکی از مهمترین انواع آن کریزوتیل (سرپانتین رشته‌ای و سفید رنگ) است که در اثر دگرسانی سنگ‌های الترابازیک الیوین یا پیروکسن بوجود می‌آید. این کانی و انواع دیگر آزبست در محیط های زمین‌شناسی زیر بوجود می‌آیند.

• سنگ‌های فوق بازی نوع آلپی یا افیولیتی کرومیت دار
• توده‌های نفوذی لایه‌ای فوق اولترابازیک و حاوی کرومیت
• مرمرهای حاوی سرپانتین
• کانسارها و معادن کرومیت
• سنگ‌آهن (Iron stones) که کمتر حاوی کریزوتیل و بیشتر دارای آمیفیبول‌های رشته‌ای (آموزیت، کروسیدولیت) می‌باشد.

   بیشتر از ۹۵% پنبه نسوز طبیعی (آزبست) که در صنایع کاربرد دارد از انواع کریزوتیل می‌باشد. آزبست حاصل از آمفیبول‌های رشته‌ای مانند آموزیت (قهوه‌ای) و کروسیدولیت (آبی) به مقدار کمتری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

   آزبست در شرایطی بیماری زاست که ذراتی با قطر کمتر از 1/5 میکرون و به طول ۱۰ میکرون وارد ریه‌ها می‌شوند. تنفس مداوم چنین گرد و غبارهایی باعث دفع اکسیژن در ریه‌ها و سخت شدن آنها می‌گردد که نهایتاً موجب نوعی سرطان به نام مزوتلیما می‌گردد. بیماری دیگری که در اثر تنفس گرد و غبار انواع مختلف کانی‌های خانواده آزبست بوجود می‌آید، آزبستوزیس است.

   مطالعات انجام شده در آمریکا نشان می‌دهد که درصد مرگ و میر حاصل از سرطان نوع مزوتلیما بیشتر از انواع دیگر سرطان‌ها می‌باشد و عامل اصلی آن آزبست آبی رنگ از خانواده کروسیدولیت (آمفیبول‌ها) است.

 جدول زیر آمار مرگ و میر حاصل از کانی‌های گروه آزبست را نشان می‌دهد. قابل ذکر است، اشخاصی که در مناطق شهری و مسکونی زندگی می‌کنند، همگی در معرض خطر غبار حاصل از آزبست موجود در لنت‌های ترمز خودروها و مواد نسوز می‌باشند.

 

جدول آمار مرگ و میر حاصل از کانی‌های گروه آزبست

علت مرگ	نوع کانی	سال 1980	سال 1984
مزوتلیال	کروسیدولیت	103	92
سرطان ریه	کریزوتیل	224	199
آزبستوزیس	تمام آزبست‌ها	99	88
سرطلان معده و روده	تمام آزبست‌ها	24	21
بیماری تنفسی	تمام آزبست‌ها	90	80
سرطلان‌های ناشناخته	تمام آزبست‌ها	47	42
کل		587	522

 

• ۳- تالک

   تالک از کانی‌های صفحه‌ای است که در اثر دگرسانی گرمابی سنگ‌های الترابازیک و یا سنگ‌های دگرگونی بوجود می‌آید. این کانی کاربرد وسیعی در ساخت سرامیک، لاستیک، پوشش‌های سقف، کاغذ، حشره کش، مواد آرایشی و دارویی دارد. تنفس غبار تالک موجب بیماری‌های تنگی نفس، برونشیت و سل می‌گردد. از آنجا که تالک همراه با کانی‌هایی مثل کوارتز و آزبست دیده می‌شود، بسیاری از بیماری‌ها می‌توانند در ارتباط با این گروه از کانی‌ها باشند.

 

• ۴- پیروفیلیت

   پیروفیلیت از خانواده کانی‌های صفحه‌ای است و کاربردی مشابه با تالک دارد. اگر چه اثرات زیست محیطی گرد و غبار آن هنوز به درستی روشن نیست ولی می‌تواند بیماری‌هایی مشابه تالک را موجب گردد.

 

• ۵- کائولینیت (خاک چینی)

   این کانی از خانواده کانی‌های رسی است و از دگرسانی سنگ های آذرین حد واسط و اسیدی بوجود می‌آید. کاربرد اساسی آن در صنایع سرامیک‌سازی، پر کننده‌ها، کاغذسازی، رنگ‌سازی و پلاستیک‌سازی می‌باشد.

معدنکاران و کارگرانی که در معادن کائولن مشغول به کارند، معمولاً مبتلا به نوعی بیماری به نام کائولینوس (برونشیت کائولن) می‌شوند. در این بیماری، آسیب جدی به ریه‌ها وارد می‌شود، به طوری که شخص به سختی نفس می‌کشد. به دلیل همراهی کوارتز با کائولن علائم بیماری سیلیکوزیس نیز در بیماران کائولینوسی ملاحظه شده است.

 

• ۶- بنتونیت

   بنتونیت از کانی‌های خانواده مونتموریونیت بوده و در اثر دگرسانی و هوازدگی سنگ‌های آذرین حد واسط و اسیدی بوجود می‌آید. این کانی کاربرد زیادی در ساختن گل حفاری، رنگ بر موادغذایی، صنایع رنگ‌سازی و پر کننده‌ها دارد. مطالعات زیست محیطی در معدن بنتونیت ایالت وایومینگ آمریکا نشان می‌دهد که ۴۴ درصد کارگران معدن مبتلا به بیماری‌های مختلف تنفسی شده‌اند. در بعضی موارد بیماری سیلیکوزیس نیز مشاهده شده است.

 

• ۷- میکاها

   میکاها از کانی‌های صفحه‌ای اولیه سنگ‌های آذرین دگرگونی هستند که بصورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند: میکای سفید (موسکویت)، میکای سیاه (بیوتیت)، میکای قهوه‌ای (فلوگوپیت). افرادی که در معرض گرد و غبار میکاها قرار دارند، دچار بیماری‌های تنفسی و برونشیت می‌شوند

 

2- بیماری ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار در معادن فلزی

 بیماری‌ها و ناهنجاری‌های ناشی از گرد و غبار در معادن فلزی زیر مورد بررسی قرار گرفته است:

 

•  الف- معادن سنگ آهن منیتیتی(Fe3O4)

   یکی از کانسنگ‌های آهن، تاکونیت می‌باشد که یک سنگ دگرگونی سیلیکاتی – اکسیدی است. عامل اصلی بیماری‌های زیست محیطی در معادن آهن تاکونیتی بیشتر مربوط به غبار کانی‌های مگنتیت و کانی‌های آزبست از نوع آمفیبول‌ها می‌باشد.

بر اساس مطالعات زیست محیطی، چنانچه غبار کانی‌های معادن تاکونیتی بیشتر از 0/2 میلی‌گرم در متر مکعب هوا باشد، خطرناک است. میزان مرگ و میر در این معادن بین ۳ تا ۲۰ نفر در سال گزارش شده است که مربوط به بیماری‌هایی مانند سرطان معده، روده، ریه، سیستم گوارشی، بیماری‌های قلبی، تنفسی، سرطان نای وسرطان کبد می‌باشد.

 

• ب- معادن آهن هماتیتی (Fe2O3) و گوتیتی FeO(OH)

   معادن آهن هماتیتی در منطقه مزابی ایالت مینه سوتای آمریکا از دگرسانی کانسنگ تاکونیتی بوجود می‌آیند و بیشتر از کانی‌های هماتیت و گوتیت تشکیل شده‌اند. میزان مرگ و میر در این معدن در جدول زیر آورده شده است.

مهمترین عامل بیماری در معادن آهن هماتیتی مربوط به گرد و غبار انواع اکسیدهای آهن می‌باشد. در معادن آهن اروپا که بیشتر از هماتیت، مگنتیت و گوتیت تشکیل شده است، نوعی سرطان ریه به نام سیدروزیس گزارش شده است.

 

جدول میزان بیماری و مرگ و میر در معدن طلای هوم استیک

در فاصله های ۱۹۳۰-۱۹۶۴ در یک جمعیت ۶۴۷۱ نفری

بیماری	تعداد	واحد
تومور بد خیم	137	نفر
تومور مجاری گوارشی	6	نفر
تومور حلق و دهان	6	نفر
تومور و سرطان روده	15	نفر
سرطان پانکراس	8	نفر
سرطان مری و ریه	43	نفر
تومور پروستات	11	نفر
برونشیت	2	نفر
تومور و سرطان کلیه	15	نفر
سیلیکوزیس	53	نفر

 

جدول میزان بیماری و مرگ و میر در معدن هماتیت ایالت مینه سوتای آمریکا

در سال های ۱۹۳۷ تا ۱۹۷۸ در بین جمعیت ۱۰۴۰۳ نفری

بیماری	تعداد	واحد
سرطان حنجره	12	نفر
سرطان ریه	212	نفر
سرطان گوارشی	329	نفر
آسم	8	نفر
سرطان کبد	69	نفر
ذات الریه	95	نفر
تنگی نفس	59	نفر
تورم کلیه	19	نفر

 

• ج- معادن طلا

   یکی از معادن مهم طلای دنیا که پیرامون آن مطالعات زیست محیطی انجام گرفته معدن هوم استیک در ایالت داکوتای جنوبی آمریکا می‌باشد. کانسنگ معدن در سنگ‌های دگرگونی تشکیل شده و شامل کانی‌هایی مانند طلا، کامینگتونیت، گرونریت، ترمولیت، سیدریت، کوارتز، آرسنوپیریت، پیریت و پیروتیت می‌باشد.

بیماری و مرگ و میر در معدن مذکور به علت گرد و غبار حاصل از آرسنیک، آرسنوپیریت، کامینگوتیت، گرونریت، ترمولیت و کوارتز (سیلیکوزیس) ذکر شده است. در جدول زیر ۱۰ نمونه ای از میزان مرگ و میر و بیماری‌های مربوطه آورده شده است. در کلیه معادن طلا چنانچه غبار کانی ها بیشتر از 0/44 واحد فیبر در میلی‌لیتر هوا باشد، خطر آفرین است.

 علت مرگ و میر به علت غبار حاصل از آرسنیک، آرسنوپیریت، ترمولیت و کوارتز ذکر شده است.

 

• د- معادن اورانیم و توریم

   بسیاری از معادن اورانیم و توریم دارای مقادیر قابل ملاحظه‌ای گاز رادون ۲۲۲ می‌باشند. مهمترین کانی‌هایی که عناصر رادیم در آنها متمرکز می‌شوند شامل اورانیت، زیرکن، بیوتیت، کوفنیت و کانی‌های دیگر می‌باشند. گاز رادون از تجزیه اورانیوم ۲۳۵ بوجود می‌آید.

   مطابق آمار بهداشت جهانی، سالیانه هفت تا سی هزار نفر در آمریکا توسط سرطان ریه که ناشی از گاز رادون است از بین می‌روند. بسیاری از مناطق معدنی، مسکونی و صنعتی که از سنگ‌های غنی از اورانیم ساخته می‌شوند، مقادیر قابل ملاحظه‌ای گاز رادون را در شرایطی که محیط بسته باشد، وارد چرخه بیولوژیکی می‌نمایند که در دراز مدت سرطان زا است. میزان مجاز گاز رادون ۶۰ پیکوری می‌باشد. هر واحد پیکوری رادون معادل ۱۸- ۱۰×6/5 گرم می‌باشد.

 

• ه- کانسارهای سولفیدی

   بسیاری از کانسارهای سولفیدی (پرفیری، ماگمایی، گرمابی، رگه‌ای و …) به علت دارا بودن گرد و غبار سولفیدها، کوارتز و کانی‌های رسی سرطان‌زا می‌باشند. آمار دقیقی از میزان مرگ و میر در کانسارهای سولفیدی ارائه نشده است.

 

بیماری های ناشی از گرد و غبار در معادن سنگ های ساختمانی

بیماری‌های ناشی از گرد و غبار در معادن سنگ‌های ساختمانی زیر مورد بررسی قرار گرفته است:

 

• الف- گرانیت

   سنگ‌های گرانیتی به عنوان سنگ نما و لاشه مورد استفاده قرار می‌گیرد و بطور متوسط از کوارتز(19/1%)، الیگوکلاز (35/2%)، بیوتیت (8/1%)، موسکویت (8/2%) و کانی‌های دیگر (1%) تشکیل شده است.

گرد و غبار حاصل از سنگ‌های گرانیتی در معدن ورمون (آمریکا) در فاصله سال‌های ۱۹۵۰-۱۹۸۲ باعث مرگ ۱۵۳۲ نفر در بین ۵۴۱۴ نفر از معدنکاری شده است. علت مرگ، سرطان ریه، سل و سیلیکوزیس ذکر شده است.

 

• ب- سنگ های اسلیتی

   سنگ لوح (اسلیت) نوعی سنگ دگرگونی لایه‌ای و متراکم می‌باشد که در پوشش بام‌ها و سقف از آن استفاده می‌شود. ترکیب متوسط کانی‌شناسی این سنگ شامل سریسیت (۴۰-۳۸%)، کلریت (۱۸-۶%)، هماتیت (۶-۳%) و روتیل (1/5 –۱%) می‌باشد.

گرد و غبار حاصل از این سنگ موجب پیدایش بیماری‌هایی مانند سیلیکوزیس، سل سیلیسی، بیماری‌های قلبی، سرطان ریه، بسته شدن مجاری رگ‌ها و بیماری‌های تنفسی دیگر می‌شود که ممکن است در نهایت به مرگ افراد منجر شود.

 

• ج- خاک های دیاتومیت

   خاک‌های دیاتومیتی از بقایای سیلیسی، شعاعیان، دیاتومه‌ها و اسفنج‌ها بوجود می‌آید و دارای ۹۰ درصد سیلیس غیر بلورین (اپال)، 0/1 تا ۴ درصد کوارتز، کانی‌های رسی (۴%) و مقدار کمی کانی‌های دیگر می‌باشد.

   چنانچه مقدار گرد و غبار تنفسی خاک‌های دیاتومیتی بیشتر از 0/167 میلی‌گرم در متر مکعب هوا باشد، بیماری‌های زیادی بوجود می‌آورند که مواردی از آن در جدول ۷-۱-۱۱ آورده شده است.

 

معادن زغال سنگ و بیماری های مربوطه

   زغال‌سنگ از گروه سنگ‌های بیوژن می‌باشد که در اثر مدفون شدن بقایای گیاهی بوجود می‌آید و قسمت اعظم آن از کربن تشکیل شده است. کانی‌های غیر آلی زغال سنگ عبارتند از: کواتز (1/2 تا 1/3 درصد)، کلسیت (0/9 تا 2/3 درصد)، پیریت (2/8 تا 5/9 درصد) و کانی‌های رسی (6/6 تا 11/2 درصد).

تنفس گرد و غبار حاصل از زغال بین ۱ تا ۷ میلی‌گرم در متر مکعب هوا خطرناک می‌باشند و موجب بیماری‌هایی می‌شود که در جدول شماره زیر آورده شده است.

 

جدول اثرات تنفس گرد و غبار زغال‌سنگ در یک جمعیت

۲۲۹۹۸ نفری معدنکاران آمریکا در سال ۱۹۷۷

بیماری	تعداد	واحد
تومورهای بی خطر	14	نفر
بیماری‌های قلبی	4285	نفر
برونشیت	27	نفر
آنفولانزا	38	نفر
آسم	32	نفر
تنگی نفس	170	نفر
سل	63	نفر
دیابت	64	نفر
زخم معده	42	نفر
تورم کبدی	22	نفر
تورم کلیه	42	نفر

 

جدول اثرات ناشی از غبار دیاتومیت در ۲۵۷۰ نفر از کارگران

یک مجتمع معدنی در کالیفرنیا طی مدت ۱۲ سال

بیماری	تعداد	واحد
سرطان دهان و مری	3	نفر
سرطان روده	13	نفر
سرطان معده	5	نفر
سرطان ریه	59	نفر
دیابت	8	نفر
بیماری‌های قلبی	159	نفر
بیماری‌های گوارشی خوش خیم	21	نفر
بیماری‌های تنفسی	77	نفر
آسم	2	نفر
برونشیت مزمن	1	نفر
بیماری‌های عصبی	1	نفر
آنفولانزا	1	نفر