زمین شناسی پزشکی

زمین شناسی پزشکی به بررسی تاثیر فاکتورهای زمین شناسی بر سلامتی و پراکندگی بیماریها می پردازد. به این ترتیب در این گزارش مهمترین بیماریی های که از سراسر دنیا گزارش شده اند و منشا آنها فاکتورهای زمین شناسی است معرفی شده است. بیماری های فلورزیس ، گواتر، کرتینیسم، بلک فوت، کشان، کاشین بک، سرطان ریه، آسیب دیدگی های سیستم عصبی و ناهنجاری در حیوانات با آلودگی ناشی از عناصر در ارتباط بوده اند که به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه بیماری ها امکان ارائه راه حل های مناسب برای پیشگیری یا درمان آنها را فراهم می کند.
بر این اساس پس از بررسی ارتباط بیماری ها و عناصر، روش های نوینی که برای تعیین پراکندگی عناصر در برخی کشورها بکار می رود معرفی شده است.
تلاش های علمی هماهنگ بین علوم زمین، زندگی و بهداشت می تواند به عنوان یکی از بهترین روش های ارتقاء سلامت جوامع در حال و آینده باشد. نمونه های جهانی مستندی از تاثیرات آرسنیک، زغال سنگ ، آب های اسیدی، گرد و خاک بر سلامتی یافت شده است. این نمونه ها چگونگی ارتباط مخاطرات ژئوشیمیایی و فرایندهای طبیعی را توضیح می دهند و به این نکته می پردازند که ممکن است تغییرات صورت گرفته به دست انسان به جای چاره سازی، منجر به بیماری شود.
راه حل های موثر برای مبارزه با مخاطرات زیست محیطی و جلوگیری از تکرار چنین اشتباهاتی هنگامی ایجاد می شود که بسیاری از افراد صاحب نظر هنگام تصمیم گیری های مهم ، روابط متقابل انسان با محیط و ضرورت فعالیت های جهانی و جامع علوم زمین و بهداشت را کاملا درک کنند.
به علت اهمیت تاثیر فاکتورهای زمین شناسی و پراکندگی جغرافیایی بر بیماری ها و سلامت در سال ۱۹۹۶ کنگره زیست محیطی تصمیم گرفت که گروه کاری بین المللی را در ارتباط با زمین شناسی پزشکی به وجود آورد با این هدف که اهمیت این موضوع را میان دانشمندان، متخصصصین امور پزشکی و عموم مردم ارتقا دهد.
● معرفی
محیط زیست را می توان به عنوان خاستگاه اثرات متقابل زمین شناسی و زیست شناسی در نظر گرفت. مشکلات، چالش ها و مسائل زیست محیطی در حال گسترش هستند. عناصر اصلی و غیر اصلی سنگ بستر یا خاک ممکن است تحت شرایط خاصی به تهدیدی مستقیم برای سلامتی انسان ها یا حیوانات تبدیل شوند و دلیل اساسی ناهنجاری ارگانیسم ها و مسمومیت ها باشند.
از زمان ظهور علم پزشکی معلوم شده است که بعضی از بیماری های خاص انسان مربوط به نواحی جغرافیایی مشخصی است. بقراط حدود ۲۴۰۰ سال پیش نمونه هایی را در این خصوص مطرح کرده بود. مطالعات درباره بیماری های خاص حیوانات نیز از سالها پیش صورت گرفته است. حتی در متن های پزشکی چینی قرن سوم قبل از میلاد چنین روابطی یافت می شود اگرچه بیشتر مشاهدات مکتوب نشده و از دست رفته اند. همراه با پیشرفت علم بسیاری از روابط ناشناخته میان زمین شناسی و سلامتی کشف شد و باعث به وجود آمدن رشته علمی جدیدی به نام زمین شناسی پزشکی (Medical Geology) گردید.
زمین شناسی پزشکی به عنوان علمی شناخته می شود که به بررسی ارتباط بین فاکتورهای زمین شناسی و سلامتی، و شناخت تأثیر عوامل زیست محیطی بر پراکندگی بیماری ها می پردازد.
بنابراین زمین شناسی پزشکی موضوعی گسترده و پیچیده است که برای شناخت، کاهش یا حل مشکلات موجود نیاز به ارتباط با رشته های مختلف علمی(interdisciplinary science) دارد.
● چرا زمین شناسی برای سلامتی مهم است؟
فلزات و غیرفلزاتی که به طور طبیعی ایجاد شده اند اگر به مقادیر زیاد و غیرعادی وارد بدن شوند برای سلامتی زیان آورند. فلزات همیشه وجود داشته اند و برای همیشه هم وجود خواهند داشت، گریزی از این حقیقت نیست که فلزات بر انسانها و جانواران تأثیر می گذارند. برخی از فلزات برای سلامتی ما سودمند و بعضی دیگر مضرند. فعالیت های انسانی از هر نوع باعث می شود که فلزات از ساختگاه هایی که در آنها نسبتا بی ضررند به مکانهایی که در آنجا برای انسانها و جانوران زیان آورند، منتقل شوند. این مشکل در مکان هایی که بارش های اسیدی و اسید سازی زیاد است، تشدید می شود. باران های اسیدی و اسیدسازی این فرآیند را تسریع می کنند و فلزات سنگینی به وجود می آورند (مانند جیوه) که به راحتی در دسترس اند و در چرخه غذایی جذب می شوند. همچنین اسید سازی باعث می شود که برخی از عناصر کم مقدار مانند سلنیم در موجودات زنده یافت نشوند.
وجود عناصر سمی در خاک و سنگ، چه بر اثر واکنش های ژئوشیمیایی طبیعی چه بر اثر فعالیت های انسانی، معمولا به طور غیرمستقیم بر سلامتی انسان اثر می گذارد؛ در واقع این عناصر از طریق غذا یا نوشیدنی وارد بدن می شوند. اگرچه بسیاری از اماکن تنها غذاهای محلی تولید می کنند ولی مصرف غذا در جوامع صنعتی مدرن متنوع تر است و شامل غذاهایی است که در مناطق جغرافیایی مختلف تولید می شود. آب آشامیدنی معمولا به طور محلی تأمین شده و به ژئوشیمی محلی وابسته است. نمونه هایی از مشکلاتی که به دلیل وجود ترکیبات غیرآلی در آب آشامیدنی ایجاد شده است عبارتند از : فلوراید در آفریقا و هند؛ آرسنیک در نقاط خاصی از آرژانتین، شیلی و تایوان؛ سلنیم در مناطق سلنیم دار ایالات متحده، ونزوئلا و چین؛ و نیترات در مناطق کشاورزی با مصرف بالای کود شیمیایی.
فلزات سنگین تنها عناصر مورد توجه زمین شناسی پزشکی نیستند. از بیماریهای جهانی و شناخته شده مربوط به زمین شناسی پزشکی می توان به گواتر (کمبود ید) و بیماریهای مربوط به فزونی یا کمبود عناصری خاص مانند فلورین یا سلنیم اشاره کرد. رابطه بیماریهای قلبی-عروقی با سختی آب نیز یکی دیگر از موضوعات زمین شناسی پزشکی است.
انواع بسیاری از سنگ ها اورانیوم بالایی دارند. این سنگ ها شامل شیل های زاجی، گرانیت های خاص و پگماتیت ها هستند. تنفس یا بلع مقادیر غیرعادی رادون- گاز رادیواکتیو که از منابع طبیعی رادیواکتیو در چنین سنگ هایی ایجاد می شود-در سالهای اخیر خطری برای سلامت عموم شناخته شده است. سرطان های ریه ناشی از رادون رو به افزایش است و باعث شده که رادون به عنوان خطری جدی برای سلامتی در بسیاری از کشورها محسوب شود . شکل زیر نشان دهنده خط سیری می باشد که از طریق آن عناصر وارد بدن می شوند.
سیاره زمین، منبع نهایی همه فلزات است. فلزات در همه جای لیتوسفر به طور ناهمگن و به فرم های شیمیایی مختلف پراکنده اند. کانسارها صرفا مواد طبیعی انباشته شده ای هستند که از لحاظ اقتصادی قابل بهره برداری اند. در حالیکه چنین تجمع های غیرعادی، مرکز اکتشافات معدنی می باشد، تجمع و انباشت فلزات در سنگ های معمولی، رسوبات و خاک ها نیز نسبت به میزان کل فلزات محیط اهمیت بیشتری دارد.
عناصر شناخته شده در سطوح مختلفی از غلظت در طبیعت یافت می شوند. آنها را می توان در مواد معدنی، گیاهان و جانوران یافت، همچنین تأثیرات مفید و مضر آنها از زمان شروع دوره تکامل دیده شده است. شناخت طبیعت و اهمیت این منابع زمین شناسی پیش نیازی برای روشهای توسعه دهنده ارزیابی خطر احتمالی فلزات می باشد. تشخیص تجمع طبیعی فلزات از تجمع آنها به دست انسان اهمیت دارد. به علاوه، آشنایی با فرایندهای طبیعی پایه ای برای درک وضعیت فلزاتی است که حاصل فعالیت های انسانی اند. بنابراین زمین خود یک آلاینده است.
فلزات و دیگر عناصر تحت فرآیندهای زمین شناسی به طور پیوسته وارد هیدروسفر، اتمسفر و بیوسفر می شوند. تعداد این فرایندها زیاد است ولی دو گروه از آنها اهمیت بیشتری دارند: یک گروه آنهایی هستند که فلزات را از عمق به سطح زمین می آورند و گروه دیگر فلزات را در محیط اطراف پراکنده می کنند.
اولین فرایند، منجر به پراکندگی ناهمگن فلزات در سنگ ها می شود. میزان تجمع فلزات در انواع مختلف سنگ ها متفاوت است. از این رو، غلظت عناصری مانند نیکل و کروم در بازالت بیشتر از گرانیت است در حالیکه برای سرب بالعکس است. فلزات سنگین در رسوبات به تجمع در شکاف هایی با کوچکترین اندازه دانه و بیشترین میزان ماده آلی گرایش دارند. بنابراین شیل های سیاه به این عناصر گرایش دارند (جدول ۱).
دومین فرآیندی که فلزات را در محیط اطراف پراکنده می کند، هوازدگی است. بسیاری از فرایندهای هوازدگی در بازه زمانی خاصی صورت می گیرند که به شرایط زیست محیطی مرتبط است. هوازدگی به خردشدن سنگ ها اشاره دارد و ممکن است شامل فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی باشد. فرایندهای فیزیکی، توده سنگ را به تکه هایی تقسیم می کنند که قبلا با آب و باد فرسایش یافته اند. خاک ها از طریق برهم کنش سنگ هوازده و ماده آلی شکل می گیرند. فرایندهای شیمیایی فرم کانی شناختی را که فلزات در آن یافت می شوند، تغییر می دهند و می توانند باعث تجمع فلزات جهت انحلال در آب و واکنش با ارگانیسم ها شوند. فرایندهای بیولوژیکی شامل فعالیت های گیاهان و جانوران است. هوازدگی در انتقال فلزات از سنگ بستر به دیگر قسمت های محیط زیست نقش مهمی را ایفا می کند[۱].
● عناصر، هم ضروری اند و هم سمی
پاراسلسیوس (۱۵۴۱-۱۴۹۳) قانون پایه سم شناسی را اینگونه تعریف نمود "همه مواد سمی اند؛ هیچ ماده سمی وجود ندارد. دوز ماده (dose) است که سمی بودن یا خاصیت درمانی آن را تعیین می کند.
ارتباط بین دوز و تأثیر مواد در شکل ۳ به صورت منحنی (نقطه شروع = صفر) نشان داده شده است. افزایش غلظت (محور افقی) باعث افزایش تأثیرات منفی بیولوژیکی (محور عمودی) می شود که ممکن است منجر به اختلال در عملکردهای بیولوژیکی و در نهایت مرگ شود. بدیهی است که کاهش غلظت عناصر غیر ضروری سودمند است. وضعیت عناصر ضروری متفاوت است. تأثیرات منفی بیولوژیکی هم با افزایش و هم با کاهش غلظت افزایش می یابد (منحنی قرمز شکل ۳). این امر ممکن است به اختلال در عملکردهای بیولوژیکی در هر دو مورد منجر شود. بنابراین مقدار زیاد و مقدار کم هر دو زیان آورند.

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان