قــنّــاص
06/02/2009, 08:53 PM
تلوث الماء بالألمنيوم المتحرر من أوعية الطبخ عند الرقم الهيدروجيني المتعادل
دراسة أولية
د. عبد الحكيم طه قنديل
أستاذ بكلية العلوم - فرع جامعة الملك
عبد العزيز بالمدينة المنورة
د. عبد البديع الزللي
أستاذ بكلية العلوم - فرع جامعة الملك
عبد العزيز بالمدينة المنورة
مقدمة
تتزايد الشكوى - في بعض المجتمعات على نطاق العالم - من تزايد تأثر سلامة المخ وإصابته باعتلالات مختلفة، أقلها على سبيل المثال : انتشار ظاهرة النسيان بين الصغير والكبير ، وكما هو معروف : فإن ظاهرة النسيان هي من الأمور الطبيعية ، غير أن هذه الظاهرة عندما تحدث في أوقات وجيزة ، وبصفة متكررة ، وخاصة عند صغار السن ؛ فإنها تعد من الأمور غير الطبيعية ، ولا بد من سبب أو عدة أسباب تؤدي إلى وجود هذه الظاهرة المرضية ، وغيرها من الظواهر المرضية الأخرى ، ذات المشكلات الأكثر تقدمًا ، الأمر الذي جعل العلماء يدرسون - في هذه المشكلات - بحثاً عن مصدر له علاقة بها يفترض أن يكون مزاملاً ومصاحبًا للإنسان في حياته اليومية .
وقد أظهرت نتائج الدراسات والأبحاث المختلفة : أن معدن الألمنيوم ربما يكون من أعظم المصادر التي كانت سببًا في إحداث مشكلات مختلفة ؛ فهذا المعدن مصاحب للإنسان في حياته اليومية ، ويوجد في معظم مقتنياته ؛ فعلى سبيل المثال : تستخدم رقائق الألمنيوم في تغليف المأكولات والمشروبات ، كما ينتشر الألمنيوم في صناعة المشروبات الغازية والعصيرات ، وينتشر بشكل كبير في صناعة أواني الطبخ والطهي ، الأمر الذي يعمل على تلويث طعام وشراب الإنسان بهذا المعدن .
وقد ازداد الاهتمام - عالميًا بتلوث مياه الشرب والطعام بمعدن الألمنيوم - بشكل ملحوظ ؛ نتيجة لما لمسه العلماء من زيادة مضطردة في رسوخ العلاقة التي تربط بين هذا المعدن ، وبين عدد من الأضرار الصحية ، والتي ربما يصاب بها الإنسان عندما يتراكم الألمنيوم في الجسم ، ويصل إلى التراكيز الحرجة .
وموضوع دراسة سمية الألمنيوم ليس موضوعًا جديدًا ، وإنما كان من المواضيع المهمة جدًا التي أثيرت منذ عام 1976م عندما اقترن هذا المعدن ببعض الاضطرابات العصبية التي تسمى : مرض ( المخ الديال ) Dialysis encephalopathy .
وزاد هذا الاهتمام عندما ربطت كثير من الدراسات علاقة هذا المعدن باضطرابات تدهور الدماغ ، المعروفة بمرض الشرود الذهني الشيخوخي ، المعروف باسم : مرض الزايمر ( الزهيمر ) .
Alzheimer,s disease, ( candy et al, 1986; crapper et al., 1973,1976 )
Kawahara et al, Zatta et al 1988; strunecka and patocka and patocka, 1999 )
غير أن السؤال حول صلة أو علاقة الألمنيوم بمرض ( الألزيمر ) لم يجب عليه إجابة وافية بعد ، لكن ( ستريونيكا ) وزميله ( Strunecka and Patocka, 1999 ) قد لاحظا من دراستهما : أن بعض التغيرات المرضية لا تنتج من الألمنيوم فقط ، ولكن من المركبات المعقدة التي تنتج من تفاعل الألمنيوم مع الفلوريد ( معقدات فلوريد الألمنيومي ( Aluminofluoride complxces ) إذ استنتجنا أنه فيما يتعلق بأسباب مرض الشرود الذهني الشيخوخي : ( الزايمر ) فإن فعل معقدات فلوريد يمكن أن تمثل عامل خطر حقيقي وقوي للإصابة بهذا المرض .
وهناك مشكلات صحية أخرى اقترنت بسمية الألمينوم ، ومن ذلك ما يلي :
- دل الفحص النفسي العصبي neuropsychologic testing على أن وظيفة أو قدرة الذاكرة للفترة قصيرة الأجل والانتباه ( attention ) ربما تتأثر في الأفراد مع زيادة مدخول الألمنيوم في الجسم ( Behrman ) .
- الإصابة بالأمراض العصبية .
- تضرر الجلد .
- الاضطرابات المعدية المعوية ( Stewart, 1988 ) .
- إعاقة النمو ( Venugopal and Luckey, 1978 ) .
- هشاشة العظام : فالألمنيوم قد يثبط تمعدن العظام ، فكلما زاد معدل التعرض للألمنيوم أدى ذلك إلى زيادة احتمال كسر العظم في وقت مبكر ( Mjoberg ) .
- وهناك أضرار صحية أخرى قد يسببها تراكم الألمنيوم في جسم الإنسان .
ونتيجة لوقوف العلماء على زيادة الصلة بين معدن الألمنيوم المتراكم في الجسم والأضرار الصحية المذكورة أعلاه ؛ فقد اتجهت كثير من الدراسات والأبحاث نحو معرفة ما تسهم به أواني الطبخ والطهي ، وخاصة تلك المصنوعة من الألمنيوم في تلويث الطعام والشراب به ، ومن ثم زيادة مدخول هذا المعدن في الجسم وتراكمه فيه ، وقد بدأته هذه الدراسة في وقت مبكر ( Poe and Leberman, 1949 & Beal et al 1932 ) ، وتبعها عدد من الدراسات ، إلى أن لفت ( تناكون ) وزميله ( Tennkone & Wickraman yake, 1987a ) انتباه الباحثين والدارسين إلى وجود عوامل من شأنها أن تزيد في تحرر معدن الألمنيوم بشكل مذهل ، وذلك عندما قاما بدراسة لتقييم معدل تسرب الألمنيوم في الماء من أوعية الطبخ المصنوعة من هذا المعدن ، حيث أظهرت نتائجهما : زيادة خرافية في تسرب الألمنيوم في الماء المغلي في هذه الأوعية ، وذلك في وجود الفلوريد [ تركيز واحد جزء في المليون ( ج ف م ) (1ppm) وعند الرقم ( الهيدروجيني 3 ) ، فقد ارتفع تركيز الألمنيوم في وجود الفلوريد في خلال عشر دقائق بعد الغليان من ( 0.2 ج ف م إلى 200 ج ف م ) أي بزيادة تمثل ( 1000 ) ضعف وإلى ( 3000 ) ضعف بعد غليان لوقت أطول .
وبالرغم من أن الباحثَين ( Tennkone & Wickraman yake, 1987a ) قد أعادا التجربة مرة أخرى ، وذكرا بأن قيم التراكيز العالية جدًا كانت خطأ ، إلا أن هذه الدراسة قد شجعت الكثيرين لدراسة تلوث الماء بالألمنيوم ، عن طريق أواني وأوعية الطبخ المصنوعة من الألمنيوم في وجود أو غياب الأحماض والفلوريد ( Tennkone et al. 1988; Watanabe and Dawes, 1988; rao and Radhakrishnamurty, 1990; Matusushima et al. 1990 and Moody et al, 1992 ) ودراسة تلوث الأطعمة ( Baxter et al, 1988; Rao and Radhakrishnamurty, 1990; Liukkonen-Lilja and Piepoonen, 1992 and Seruga et al, 1994 ) .
دلت جميع هذه الدراسات على أن أواني وأوعية الطبخ المصنوعة من الألمنيوم من شأنها أن تسهم في تلويث الأطعمة والأشربة بهذا المعدن .
وحيث إن هذه الأواني والأوعية ينتشر استخدامها بشكل كبير في المملكة العربية السعودية ، وتتواجد بأشكال متنوعة من مصانع عديدة مختلفة المنشأ ، جاءت هذه الدراسة لمعرفة مدى تلوث المياه المسخنة في هذه الأوعية بالألمنيوم ، وتقدير مدى الجرعات اليومية من الألمنيوم التي يحتمل أن يتعرض لها الإنسان عندما يستخدم هذه الأواني لتحضير المشروبات الساخنة ، أو تجهيز الأطعمة فيها .
وقد دلت دراسة أولية أجريت عام 1987 ( زللي 1987 ، دراسة لم تنشر ) على عدد قليل من أواني الطبخ : أن تحرر الألمنيوم من هذه الأواني كان مختلفًا بشكل كبير ، بحيث تراوحت تراكيز الألمنيوم في الماء المقطر بين تراكيز غير قابلة للقياس ، إلى تراكيز ( 18 ج ف م ) .
الطرق المعملية والمواد والعينات
استخدم في هذه الدراسة عدد من أواني الطبخ ( 49 ) مختلفة الأحجام والأنواع ، ومن صناعات مختلفة ( 23 ) إناء جديدًا لم تستخدم قبل إجراء هذه الدراسة ، و ( 22 ) إناء قديمًا ، كانت تستخدم للطبخ حتى وقت هذه الدراسة .
غسلت جميع الأواني قبل الشروع في إجراء التجارب بماء الصنبور الساخن ، ثم غسلت جيدًا أخيرًا بالماء المقطر .
كانت سعة أصغر إناء تتجاوز قليلاً ( 500 مل ) ، ومن أجل المعايرة القياسية ، فقد وضع في كل إناء ( 500 مل ) من الماء المقطر .
ولدراسة تأثير الزمن على كمية الألمنيوم المتحررة من جدار كل إناء ، فقد أخذت 3 عينات ( كل عينة 10 مل ) من كل إناء من وقت نقطة الغليان ، وفي أزمان مختلفة ( صفر ، 15 ، 30 ، 60 ، 90 ، 120 دقيقة ) ، وضعت كل عينة في قوارير صغيرة من البلاستيك ، مع إضافة قطرة واحدة من حمض ( النيتريك المركز ANALAR ) لضمان عدم ترسب المعدن على جدار القارورة ، وحفظت هذه العينات في الثلاجة لوقت إجراء التحليلات الكيميائية .
ولقد تم قياس تركيز الألمينوم في كل عينة عن طريق استخدام جهاز قياس طيف الامتصاص الذري ( Elmer Atomic Absortion Spectrophotometer ) عن طريق نظام الشعلة ( Flame System, N20/ C2H2-Air ).
النـــــتــــــــــــــــــائــــــج
تدل النتائج على أن تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من جميع أواني الألمنيوم المستخدمة في هذه الدراسة ، من بداية وقت الغليان وإلى ( 30 دقيقة ) لم تكن قابلة للقياس ( جدول رقم 1 ) ، ولكن بعد ( 60 دقيقة ) من الغليان بدأ تحرر الألمنيوم من جدر الأوعية في الماء ، وكان سلوك هذه الأوعية في تحرير الألمنيوم من الماء مختلفًا ؛ إذ إن تركيزات الألمنيوم لم تكن قابلة للقياس في بعض العينات بعد ( 90 دقيقة ) من وقت الغليان ، في حين حررت الأواني الأخرى كميات من الألمنيوم وصلت إلى ( 0.41 ج ف م ) ( 0.41 ppm ) فيما عدا وعاء واحد حرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، فقد بلغ تركيز الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من هذا الوعاء إلى ( 53 ) ضعفًا لأعلى قيمة وصلت في الأواني الأخرى .
وتدل النتائج أيضًا على أنه بعد ( 120 دقيقة ) من زمن الغليان فإن تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من جميع الأوعية ؛ صغيرها وكبيرها ، قديمها وجديدها كانت قابلة للقياس ، وتراوح متوسط التركيزات فيها بين ( 0.31 ج ف م ) أي وصل إلى ( 77 ) ضعفًا لأعلى قيمة تركيز سجلت من الأواني الأخرى .
وظهر من نتائج الدراسة : أنها فيما عدا وعاء واحد ، فلا توجد عمومًا فروق واضحة بين تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من الأوعية ذات الأحجام المختلفة ، وكذلك بين الأوعية القديمة والحديثة .
المناقشـــــــــــــــــة
فيما عدا وعاء واحد فإنه يظهر من خلال النتائج : أن تحرر الألمنيوم في الماء المقطر من جدر الأوعية المستخدمة - بصورة عامة - لم يكن كثيرًا ، وهذه النتائج تتوافق مع نتائج ( تناكون وزميله ) (Tennkone & Wickramanayake, 1987a ) ، ومع نتائج ( ماتيسشيما ) وزملائه ( Matusushima et al, 1990 ) وكما يظهر من النتائج : فإنه لا توجد فروق واضحة بين كمية الألمنيوم المتحررة من جدار الأوعية الجديدة ، وبين تلك المتحررة من الأوعية القديمة ، وتتوافق هذه النتيجة مع نتائج دراية ( ليوكونن للجا ) وزميله ( بيبوتن ) ( Liukkonen- Lilja and Pieponen, 1992 ) حيث لم تظهر فروق واضحة بين تركيزات الألمنيوم في الماء من الأوعية القديمة والجديدة .
وكما سبق أن ذكر في النتائج ؛ فإن سلوك الأواني في تحرير الألمنيوم من جدرها لم يكن ثابتًا ، وبخاصة من ذلك الوعاء الذي حرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، هذه الظاهرة قد وجدها أيضًا بعض الباحثين ، فعلى سبيل المثال وجد ( والتن ) ( Walton, 1989 ) أن كمية الألمنيوم المتحررة من وعائين تختلف كثيرًا ، وأن سلوك الوعائين في تحرير الألمنيوم كان مختلفًا بشكل كبير جدًا ، كما أن ( رو ) وزميله ( رادكرستاميورتي ) ( Rao and Radahkrishamurty, 1990 ) وجد أن وعاء يحرر كمية من الألمنيوم بقدر يبلغ 4 أضعاف ما يحرره وعاء آخر ، ويبدو أن الاختلاف في سلوك الأوعية في تحرير الألمنيوم من جدرها يعود أصلاً إلى درجة نقاء المعدن المصنوعة منه الأوعية ، أو إلى تركيب السبيكة ( خليط alloy ) التي تتركب منها هذه الأوعية ، فلقد وجد ( تناكون ) وزملاؤه ( Tennkone et el, 1988 ) : أن تحرر الألمنيوم من صفائح الألمنيوم التي تصنع منها الأوعية لها تأثير واضح على كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المعدنية التي تصنع منها الأوعية ، فلقد وجد ( رو ) وزميله ( Rao and Radahkrishamurty 1990 ) أن كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المصنوعة من خليط ألمنيوم-رصاص ( Al-Pb alloy ) تبلغ ( 4-6 ) أضعاف كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المصنوعة من خليط ألمنيوم-منجنيز ( Al-Mn alloy ) على أية حال ؛ فإنه يظهر أن أواني الطبخ المصنوعة من معدن الألمنيوم ، أو من سبائك خليط الألمنيوم ( alluminium alloy ) ربما تلعب دورًا مهمًا في زيادة مدخول الألمنيوم في جسم الإنسان ، وخاصة عندما تجهز فيها المشروبات الساخنة والأطعمة لزمن طويل عند الرقم الهيدروجيني المتعادل ، وهذا ما اقترحه أيضًا ( تناكون ) وزملاؤه ( Tennkone et el, 1992 ) ، ويوضح الجدول رقم ( 2 ) مدى كمية الألمنيوم التي تدخل في جسم الإنسان عندما تجهز مشروبات ساخنة في الأواني المصنوعة من الألمنيوم ؛ إذ ربما تكون مرتفعة جدًا ، بخاصة عندما تترك تغلي في الأوعية لمدة طويلة ، ولا سيما في الأوعية الرديئة ، التي تحرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، وفي مثل هذه الأوعية فإن كمية الألمنيوم التي تدخل في جسم الإنسان يوميًا تتراوح بين ( 0.5 إلى 16.55 حجم ) ، وذلك عندما يستهلك كوبان ( نصف لتر ) في اليوم ، أو ( 0.9 إلى 33.1 ملجم ) يوميًا للأطفال الذين تبلغ أوزانهم ( 20 ) كيلوجرام ؛ إذ لو تناول الأطفال مقدار أربعة أكواب من الشاهي جهزت في الأوعية التي تحرر كمية كبيرة من الألمنيوم في الماء فقط - بدون وجود العوامل الأخرى التي تحرر مزيدًا من الألمنيوم - يتجاوز ( 40% ) تقريبًا للمقدار المحدد من قبل خبراء منظمة الصحة العالمية ، ومنظمة الأغذية والزراعة التابعة لهيئة الأمم المتحدة ، فكمية الألمنيوم المتحملة ، والتي يشترط أن يستوعبها الإنسان أسبوعيًا قدرت بـ ( 7 ملجم ) لكل ( كلجم ) من وزن الجسم .
( The Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI) as 7 mg per Kilogram body weight (
( Joint FAW/Who Expert Committee on Food Additives, 1989 )
ويفترض أن كمية الألمنيوم المتحررة في المشروبات الحارة ، أو الأطعمة المجهزة في أواني الألمنيوم تتجاوز بكثير القيم المذكورة في الجدول رقم ( 2 ) ؛ إذ من المحتمل كثيرًا أن تتوفر تلك العوامل التي تزيد من معدل تحرر الألمنيوم عند تجهيز المشروبات الساخنة والأطعمة المختلفة ، فالشاهي والأسماك - على سبيل المثال - تحتوي على كمية كبيرة من الفلوريد ( 500 مكجم / جم فلوريد ) في الشاهي ، و ( 100-700 مكجم / جم فلوريد في السمك ) وهذا العنصر - كما سبق أن مر بنا - ربما يزيد من كمية تحرر الألمنيوم ، كما أن انخفاض الرقم ( الهيدروجيني ) أو زيادته من شأنه أيضًا أن يعمل العمل نفسه ، بل قد تزداد كمية الألمنيوم المتحررة زيادة كبيرة في وجود العاملين معًا .
( Tennakone et al, 1988; Baxter et al, 1988; Watanabe and Dawes, 1988; Moody et al, 1990; Matusushima et al, 1990; Raw and Radhakrishnamurty, 1990 ; Seruga et al, 1994 and Shuping, 1996 ) .
فضلاً عن أن بعض المواد الغذائية تحتوي هي بنفسها على كميات من الألمنيوم ، فشاهي اللبتون بالليمون ( Lipton Eis Tee ) يحتوي على ( 1800 مكجم / ل ) ، وعصير التفاح يحتوي على ( 53 مكجم /ل )، وعصير العنب الهنكاري يحتوي على ( 437 مكجم / ل ) ، وعصير التفاح الهنكاري يحتوي على ( 511 مكجم / ل ) ، والبيرة الهنكارية تحتوي على ( 910 مكجم / ل ) و الكاكولا على ( 70 مكجم /ل ) ( Nagy, 1994 and Jobs ) .
وسلوك الأواني في تحرير الألمنيوم من جدرها بواسطة ماء الصنبور ( ماء الإمداد المائي ) يختلف كثيرًا عن تحرر الألمنيوم بالماء المقطر ، وماء الصنبور يستعمل عادة في إعداد المشروبات والطعام ، وهو يحتوي على عنصر الفلوريد وعناصر أخرى ، الأمر الذي يعزز افتراض تحرر الألمنيوم بكميات كبيرة تتجاوز تلك المذكورة في الجدول رقم ( 2 ) عند استعمال ماء الصنبور لتجهيز الأطعمة والمشروبات الساخنة في أواني الألمنيوم ، فلقد وجد ( ليكونن ) وزميله ( ببيونن ) ( Liukkonen- Lilja and Piepoonen 1992 ) أن كمية الألمنيوم المتحرر بماء الصنبور تفوق كثيرًا تلك المتحررة بواسطة الماء المقطر منزوع الأيونات ( deionized Water ) حيث لم يبلغ تركيز الألمنيوم في الماء المقطر الجزء في المليون ، وظل هذا التركيز ثابتًا من بعد ( 10 دقائق ) من نقطة الغليان وحتى ( 60 دقيقة ) ، في حين بلغ التركيز في ماء الصنبور ( 5 ج ف م ) تقريبًا ، وارتفع حتى وصل إلى ( 15 ج ف م ) بعد ( 60 دقيقة ) من نقطة الغليان ، ووجود عنصر الفلوريد والعناصر الأخرى الموجودة في ماء الصنبور ، وفي محتوى الأطعمة ربما يعمل على تكوين المركبات المعقدة ، التي تنتج من تفاعل الألمنيوم مع الفلوريد ، والتي يحتمل أن تؤثر في سلامة المخ .
وبعد
نتيجة لرسوخ العلاقة بين الإضرار بالمخ وأمراض أخرى وتركيز الألمنيوم في ماء الشرب والطعام ؛ فإن هذا البحث يهدف إلى : تقديم تقييم مبدئي لمدخول الألمنيوم لمستهلكي المشروبات الساخنة ، المعدة في الأواني المصنوعة من الألمنيوم .
وقد استخدم في هذه الدراسة عدد من أواني الطبخ ؛ جديدة ومستعملة ، ذات أحجام وأنواع مختلفة ، حيث تمت دراسة تسرب أو تحرر الألمنيوم من جدار كل وعاء في الماء المقطر .
وقيست تراكيز الألمنيوم ( ج ف م ppm ) في العينات المأخوذة بعد زمن نقطة الغليان في فترات فاصلة من الزمن : ( صفر ، 15 ، 30 ، 60 ، 90 و 120 دقيقة ) .
ودلت النتائج : أنه لم تتحرر كميات كبيرة من الألمنيوم في جميع العينات التي جمعت من زمن نقطة الغليان و ( 15 و 30 دقيقة ) غير قابلة للقياس ، ولكن بعد ( 60 دقيقة ) فإن تراكيز الألمنيوم في الماء المقطر تراوحت من تراكيز غير قابلة للقياس إلى ( 0.36 ج ف م عند 120 دقيقة ) .
وعلى وجه العموم فإنه يظهر : أنه لا توجد فروق واضحة بين الأوعية القديمة والجدية ، أو بين الأحجام المختلفة ، وبالرغم من أن الأواني لم تحرر - عمومًا - كميات كبيرة من الألمنيوم ، إلا أن هذه الدراسة توحي بأن سمية الألمنيوم التراكمية يمكن أن تحدث من استهلاك الماء المغلي في أواني الألمنيوم .
جدول رقم ( 2 )
كمية الألمنيوم التي يقدر أن يستوعبها جسم الإنسان عندما يتناول كوبين( نصف لتر )
من الماء المغلي في مدد مختلفة في أواني الألمنيوم المستخدمة في هذه الدراسة
زمن الغليان
مدى تركيز الألمنيوم ج ف م
كمية الألمنيوم المستوعبة في جسم الإنسان ( مجم/يوم)
0-30
غير قابلة للقياس
-
60
0.09-2.90
0.05-1.45
90
0.22-21.70
0.11-10.85
120
0.27-33.10
0.14-16.55
دراسة أولية
د. عبد الحكيم طه قنديل
أستاذ بكلية العلوم - فرع جامعة الملك
عبد العزيز بالمدينة المنورة
د. عبد البديع الزللي
أستاذ بكلية العلوم - فرع جامعة الملك
عبد العزيز بالمدينة المنورة
مقدمة
تتزايد الشكوى - في بعض المجتمعات على نطاق العالم - من تزايد تأثر سلامة المخ وإصابته باعتلالات مختلفة، أقلها على سبيل المثال : انتشار ظاهرة النسيان بين الصغير والكبير ، وكما هو معروف : فإن ظاهرة النسيان هي من الأمور الطبيعية ، غير أن هذه الظاهرة عندما تحدث في أوقات وجيزة ، وبصفة متكررة ، وخاصة عند صغار السن ؛ فإنها تعد من الأمور غير الطبيعية ، ولا بد من سبب أو عدة أسباب تؤدي إلى وجود هذه الظاهرة المرضية ، وغيرها من الظواهر المرضية الأخرى ، ذات المشكلات الأكثر تقدمًا ، الأمر الذي جعل العلماء يدرسون - في هذه المشكلات - بحثاً عن مصدر له علاقة بها يفترض أن يكون مزاملاً ومصاحبًا للإنسان في حياته اليومية .
وقد أظهرت نتائج الدراسات والأبحاث المختلفة : أن معدن الألمنيوم ربما يكون من أعظم المصادر التي كانت سببًا في إحداث مشكلات مختلفة ؛ فهذا المعدن مصاحب للإنسان في حياته اليومية ، ويوجد في معظم مقتنياته ؛ فعلى سبيل المثال : تستخدم رقائق الألمنيوم في تغليف المأكولات والمشروبات ، كما ينتشر الألمنيوم في صناعة المشروبات الغازية والعصيرات ، وينتشر بشكل كبير في صناعة أواني الطبخ والطهي ، الأمر الذي يعمل على تلويث طعام وشراب الإنسان بهذا المعدن .
وقد ازداد الاهتمام - عالميًا بتلوث مياه الشرب والطعام بمعدن الألمنيوم - بشكل ملحوظ ؛ نتيجة لما لمسه العلماء من زيادة مضطردة في رسوخ العلاقة التي تربط بين هذا المعدن ، وبين عدد من الأضرار الصحية ، والتي ربما يصاب بها الإنسان عندما يتراكم الألمنيوم في الجسم ، ويصل إلى التراكيز الحرجة .
وموضوع دراسة سمية الألمنيوم ليس موضوعًا جديدًا ، وإنما كان من المواضيع المهمة جدًا التي أثيرت منذ عام 1976م عندما اقترن هذا المعدن ببعض الاضطرابات العصبية التي تسمى : مرض ( المخ الديال ) Dialysis encephalopathy .
وزاد هذا الاهتمام عندما ربطت كثير من الدراسات علاقة هذا المعدن باضطرابات تدهور الدماغ ، المعروفة بمرض الشرود الذهني الشيخوخي ، المعروف باسم : مرض الزايمر ( الزهيمر ) .
Alzheimer,s disease, ( candy et al, 1986; crapper et al., 1973,1976 )
Kawahara et al, Zatta et al 1988; strunecka and patocka and patocka, 1999 )
غير أن السؤال حول صلة أو علاقة الألمنيوم بمرض ( الألزيمر ) لم يجب عليه إجابة وافية بعد ، لكن ( ستريونيكا ) وزميله ( Strunecka and Patocka, 1999 ) قد لاحظا من دراستهما : أن بعض التغيرات المرضية لا تنتج من الألمنيوم فقط ، ولكن من المركبات المعقدة التي تنتج من تفاعل الألمنيوم مع الفلوريد ( معقدات فلوريد الألمنيومي ( Aluminofluoride complxces ) إذ استنتجنا أنه فيما يتعلق بأسباب مرض الشرود الذهني الشيخوخي : ( الزايمر ) فإن فعل معقدات فلوريد يمكن أن تمثل عامل خطر حقيقي وقوي للإصابة بهذا المرض .
وهناك مشكلات صحية أخرى اقترنت بسمية الألمينوم ، ومن ذلك ما يلي :
- دل الفحص النفسي العصبي neuropsychologic testing على أن وظيفة أو قدرة الذاكرة للفترة قصيرة الأجل والانتباه ( attention ) ربما تتأثر في الأفراد مع زيادة مدخول الألمنيوم في الجسم ( Behrman ) .
- الإصابة بالأمراض العصبية .
- تضرر الجلد .
- الاضطرابات المعدية المعوية ( Stewart, 1988 ) .
- إعاقة النمو ( Venugopal and Luckey, 1978 ) .
- هشاشة العظام : فالألمنيوم قد يثبط تمعدن العظام ، فكلما زاد معدل التعرض للألمنيوم أدى ذلك إلى زيادة احتمال كسر العظم في وقت مبكر ( Mjoberg ) .
- وهناك أضرار صحية أخرى قد يسببها تراكم الألمنيوم في جسم الإنسان .
ونتيجة لوقوف العلماء على زيادة الصلة بين معدن الألمنيوم المتراكم في الجسم والأضرار الصحية المذكورة أعلاه ؛ فقد اتجهت كثير من الدراسات والأبحاث نحو معرفة ما تسهم به أواني الطبخ والطهي ، وخاصة تلك المصنوعة من الألمنيوم في تلويث الطعام والشراب به ، ومن ثم زيادة مدخول هذا المعدن في الجسم وتراكمه فيه ، وقد بدأته هذه الدراسة في وقت مبكر ( Poe and Leberman, 1949 & Beal et al 1932 ) ، وتبعها عدد من الدراسات ، إلى أن لفت ( تناكون ) وزميله ( Tennkone & Wickraman yake, 1987a ) انتباه الباحثين والدارسين إلى وجود عوامل من شأنها أن تزيد في تحرر معدن الألمنيوم بشكل مذهل ، وذلك عندما قاما بدراسة لتقييم معدل تسرب الألمنيوم في الماء من أوعية الطبخ المصنوعة من هذا المعدن ، حيث أظهرت نتائجهما : زيادة خرافية في تسرب الألمنيوم في الماء المغلي في هذه الأوعية ، وذلك في وجود الفلوريد [ تركيز واحد جزء في المليون ( ج ف م ) (1ppm) وعند الرقم ( الهيدروجيني 3 ) ، فقد ارتفع تركيز الألمنيوم في وجود الفلوريد في خلال عشر دقائق بعد الغليان من ( 0.2 ج ف م إلى 200 ج ف م ) أي بزيادة تمثل ( 1000 ) ضعف وإلى ( 3000 ) ضعف بعد غليان لوقت أطول .
وبالرغم من أن الباحثَين ( Tennkone & Wickraman yake, 1987a ) قد أعادا التجربة مرة أخرى ، وذكرا بأن قيم التراكيز العالية جدًا كانت خطأ ، إلا أن هذه الدراسة قد شجعت الكثيرين لدراسة تلوث الماء بالألمنيوم ، عن طريق أواني وأوعية الطبخ المصنوعة من الألمنيوم في وجود أو غياب الأحماض والفلوريد ( Tennkone et al. 1988; Watanabe and Dawes, 1988; rao and Radhakrishnamurty, 1990; Matusushima et al. 1990 and Moody et al, 1992 ) ودراسة تلوث الأطعمة ( Baxter et al, 1988; Rao and Radhakrishnamurty, 1990; Liukkonen-Lilja and Piepoonen, 1992 and Seruga et al, 1994 ) .
دلت جميع هذه الدراسات على أن أواني وأوعية الطبخ المصنوعة من الألمنيوم من شأنها أن تسهم في تلويث الأطعمة والأشربة بهذا المعدن .
وحيث إن هذه الأواني والأوعية ينتشر استخدامها بشكل كبير في المملكة العربية السعودية ، وتتواجد بأشكال متنوعة من مصانع عديدة مختلفة المنشأ ، جاءت هذه الدراسة لمعرفة مدى تلوث المياه المسخنة في هذه الأوعية بالألمنيوم ، وتقدير مدى الجرعات اليومية من الألمنيوم التي يحتمل أن يتعرض لها الإنسان عندما يستخدم هذه الأواني لتحضير المشروبات الساخنة ، أو تجهيز الأطعمة فيها .
وقد دلت دراسة أولية أجريت عام 1987 ( زللي 1987 ، دراسة لم تنشر ) على عدد قليل من أواني الطبخ : أن تحرر الألمنيوم من هذه الأواني كان مختلفًا بشكل كبير ، بحيث تراوحت تراكيز الألمنيوم في الماء المقطر بين تراكيز غير قابلة للقياس ، إلى تراكيز ( 18 ج ف م ) .
الطرق المعملية والمواد والعينات
استخدم في هذه الدراسة عدد من أواني الطبخ ( 49 ) مختلفة الأحجام والأنواع ، ومن صناعات مختلفة ( 23 ) إناء جديدًا لم تستخدم قبل إجراء هذه الدراسة ، و ( 22 ) إناء قديمًا ، كانت تستخدم للطبخ حتى وقت هذه الدراسة .
غسلت جميع الأواني قبل الشروع في إجراء التجارب بماء الصنبور الساخن ، ثم غسلت جيدًا أخيرًا بالماء المقطر .
كانت سعة أصغر إناء تتجاوز قليلاً ( 500 مل ) ، ومن أجل المعايرة القياسية ، فقد وضع في كل إناء ( 500 مل ) من الماء المقطر .
ولدراسة تأثير الزمن على كمية الألمنيوم المتحررة من جدار كل إناء ، فقد أخذت 3 عينات ( كل عينة 10 مل ) من كل إناء من وقت نقطة الغليان ، وفي أزمان مختلفة ( صفر ، 15 ، 30 ، 60 ، 90 ، 120 دقيقة ) ، وضعت كل عينة في قوارير صغيرة من البلاستيك ، مع إضافة قطرة واحدة من حمض ( النيتريك المركز ANALAR ) لضمان عدم ترسب المعدن على جدار القارورة ، وحفظت هذه العينات في الثلاجة لوقت إجراء التحليلات الكيميائية .
ولقد تم قياس تركيز الألمينوم في كل عينة عن طريق استخدام جهاز قياس طيف الامتصاص الذري ( Elmer Atomic Absortion Spectrophotometer ) عن طريق نظام الشعلة ( Flame System, N20/ C2H2-Air ).
النـــــتــــــــــــــــــائــــــج
تدل النتائج على أن تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من جميع أواني الألمنيوم المستخدمة في هذه الدراسة ، من بداية وقت الغليان وإلى ( 30 دقيقة ) لم تكن قابلة للقياس ( جدول رقم 1 ) ، ولكن بعد ( 60 دقيقة ) من الغليان بدأ تحرر الألمنيوم من جدر الأوعية في الماء ، وكان سلوك هذه الأوعية في تحرير الألمنيوم من الماء مختلفًا ؛ إذ إن تركيزات الألمنيوم لم تكن قابلة للقياس في بعض العينات بعد ( 90 دقيقة ) من وقت الغليان ، في حين حررت الأواني الأخرى كميات من الألمنيوم وصلت إلى ( 0.41 ج ف م ) ( 0.41 ppm ) فيما عدا وعاء واحد حرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، فقد بلغ تركيز الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من هذا الوعاء إلى ( 53 ) ضعفًا لأعلى قيمة وصلت في الأواني الأخرى .
وتدل النتائج أيضًا على أنه بعد ( 120 دقيقة ) من زمن الغليان فإن تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من جميع الأوعية ؛ صغيرها وكبيرها ، قديمها وجديدها كانت قابلة للقياس ، وتراوح متوسط التركيزات فيها بين ( 0.31 ج ف م ) أي وصل إلى ( 77 ) ضعفًا لأعلى قيمة تركيز سجلت من الأواني الأخرى .
وظهر من نتائج الدراسة : أنها فيما عدا وعاء واحد ، فلا توجد عمومًا فروق واضحة بين تركيزات الألمنيوم في عينات الماء المأخوذة من الأوعية ذات الأحجام المختلفة ، وكذلك بين الأوعية القديمة والحديثة .
المناقشـــــــــــــــــة
فيما عدا وعاء واحد فإنه يظهر من خلال النتائج : أن تحرر الألمنيوم في الماء المقطر من جدر الأوعية المستخدمة - بصورة عامة - لم يكن كثيرًا ، وهذه النتائج تتوافق مع نتائج ( تناكون وزميله ) (Tennkone & Wickramanayake, 1987a ) ، ومع نتائج ( ماتيسشيما ) وزملائه ( Matusushima et al, 1990 ) وكما يظهر من النتائج : فإنه لا توجد فروق واضحة بين كمية الألمنيوم المتحررة من جدار الأوعية الجديدة ، وبين تلك المتحررة من الأوعية القديمة ، وتتوافق هذه النتيجة مع نتائج دراية ( ليوكونن للجا ) وزميله ( بيبوتن ) ( Liukkonen- Lilja and Pieponen, 1992 ) حيث لم تظهر فروق واضحة بين تركيزات الألمنيوم في الماء من الأوعية القديمة والجديدة .
وكما سبق أن ذكر في النتائج ؛ فإن سلوك الأواني في تحرير الألمنيوم من جدرها لم يكن ثابتًا ، وبخاصة من ذلك الوعاء الذي حرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، هذه الظاهرة قد وجدها أيضًا بعض الباحثين ، فعلى سبيل المثال وجد ( والتن ) ( Walton, 1989 ) أن كمية الألمنيوم المتحررة من وعائين تختلف كثيرًا ، وأن سلوك الوعائين في تحرير الألمنيوم كان مختلفًا بشكل كبير جدًا ، كما أن ( رو ) وزميله ( رادكرستاميورتي ) ( Rao and Radahkrishamurty, 1990 ) وجد أن وعاء يحرر كمية من الألمنيوم بقدر يبلغ 4 أضعاف ما يحرره وعاء آخر ، ويبدو أن الاختلاف في سلوك الأوعية في تحرير الألمنيوم من جدرها يعود أصلاً إلى درجة نقاء المعدن المصنوعة منه الأوعية ، أو إلى تركيب السبيكة ( خليط alloy ) التي تتركب منها هذه الأوعية ، فلقد وجد ( تناكون ) وزملاؤه ( Tennkone et el, 1988 ) : أن تحرر الألمنيوم من صفائح الألمنيوم التي تصنع منها الأوعية لها تأثير واضح على كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المعدنية التي تصنع منها الأوعية ، فلقد وجد ( رو ) وزميله ( Rao and Radahkrishamurty 1990 ) أن كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المصنوعة من خليط ألمنيوم-رصاص ( Al-Pb alloy ) تبلغ ( 4-6 ) أضعاف كمية الألمنيوم المتحررة من السبائك المصنوعة من خليط ألمنيوم-منجنيز ( Al-Mn alloy ) على أية حال ؛ فإنه يظهر أن أواني الطبخ المصنوعة من معدن الألمنيوم ، أو من سبائك خليط الألمنيوم ( alluminium alloy ) ربما تلعب دورًا مهمًا في زيادة مدخول الألمنيوم في جسم الإنسان ، وخاصة عندما تجهز فيها المشروبات الساخنة والأطعمة لزمن طويل عند الرقم الهيدروجيني المتعادل ، وهذا ما اقترحه أيضًا ( تناكون ) وزملاؤه ( Tennkone et el, 1992 ) ، ويوضح الجدول رقم ( 2 ) مدى كمية الألمنيوم التي تدخل في جسم الإنسان عندما تجهز مشروبات ساخنة في الأواني المصنوعة من الألمنيوم ؛ إذ ربما تكون مرتفعة جدًا ، بخاصة عندما تترك تغلي في الأوعية لمدة طويلة ، ولا سيما في الأوعية الرديئة ، التي تحرر كمية كبيرة من الألمنيوم ، وفي مثل هذه الأوعية فإن كمية الألمنيوم التي تدخل في جسم الإنسان يوميًا تتراوح بين ( 0.5 إلى 16.55 حجم ) ، وذلك عندما يستهلك كوبان ( نصف لتر ) في اليوم ، أو ( 0.9 إلى 33.1 ملجم ) يوميًا للأطفال الذين تبلغ أوزانهم ( 20 ) كيلوجرام ؛ إذ لو تناول الأطفال مقدار أربعة أكواب من الشاهي جهزت في الأوعية التي تحرر كمية كبيرة من الألمنيوم في الماء فقط - بدون وجود العوامل الأخرى التي تحرر مزيدًا من الألمنيوم - يتجاوز ( 40% ) تقريبًا للمقدار المحدد من قبل خبراء منظمة الصحة العالمية ، ومنظمة الأغذية والزراعة التابعة لهيئة الأمم المتحدة ، فكمية الألمنيوم المتحملة ، والتي يشترط أن يستوعبها الإنسان أسبوعيًا قدرت بـ ( 7 ملجم ) لكل ( كلجم ) من وزن الجسم .
( The Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI) as 7 mg per Kilogram body weight (
( Joint FAW/Who Expert Committee on Food Additives, 1989 )
ويفترض أن كمية الألمنيوم المتحررة في المشروبات الحارة ، أو الأطعمة المجهزة في أواني الألمنيوم تتجاوز بكثير القيم المذكورة في الجدول رقم ( 2 ) ؛ إذ من المحتمل كثيرًا أن تتوفر تلك العوامل التي تزيد من معدل تحرر الألمنيوم عند تجهيز المشروبات الساخنة والأطعمة المختلفة ، فالشاهي والأسماك - على سبيل المثال - تحتوي على كمية كبيرة من الفلوريد ( 500 مكجم / جم فلوريد ) في الشاهي ، و ( 100-700 مكجم / جم فلوريد في السمك ) وهذا العنصر - كما سبق أن مر بنا - ربما يزيد من كمية تحرر الألمنيوم ، كما أن انخفاض الرقم ( الهيدروجيني ) أو زيادته من شأنه أيضًا أن يعمل العمل نفسه ، بل قد تزداد كمية الألمنيوم المتحررة زيادة كبيرة في وجود العاملين معًا .
( Tennakone et al, 1988; Baxter et al, 1988; Watanabe and Dawes, 1988; Moody et al, 1990; Matusushima et al, 1990; Raw and Radhakrishnamurty, 1990 ; Seruga et al, 1994 and Shuping, 1996 ) .
فضلاً عن أن بعض المواد الغذائية تحتوي هي بنفسها على كميات من الألمنيوم ، فشاهي اللبتون بالليمون ( Lipton Eis Tee ) يحتوي على ( 1800 مكجم / ل ) ، وعصير التفاح يحتوي على ( 53 مكجم /ل )، وعصير العنب الهنكاري يحتوي على ( 437 مكجم / ل ) ، وعصير التفاح الهنكاري يحتوي على ( 511 مكجم / ل ) ، والبيرة الهنكارية تحتوي على ( 910 مكجم / ل ) و الكاكولا على ( 70 مكجم /ل ) ( Nagy, 1994 and Jobs ) .
وسلوك الأواني في تحرير الألمنيوم من جدرها بواسطة ماء الصنبور ( ماء الإمداد المائي ) يختلف كثيرًا عن تحرر الألمنيوم بالماء المقطر ، وماء الصنبور يستعمل عادة في إعداد المشروبات والطعام ، وهو يحتوي على عنصر الفلوريد وعناصر أخرى ، الأمر الذي يعزز افتراض تحرر الألمنيوم بكميات كبيرة تتجاوز تلك المذكورة في الجدول رقم ( 2 ) عند استعمال ماء الصنبور لتجهيز الأطعمة والمشروبات الساخنة في أواني الألمنيوم ، فلقد وجد ( ليكونن ) وزميله ( ببيونن ) ( Liukkonen- Lilja and Piepoonen 1992 ) أن كمية الألمنيوم المتحرر بماء الصنبور تفوق كثيرًا تلك المتحررة بواسطة الماء المقطر منزوع الأيونات ( deionized Water ) حيث لم يبلغ تركيز الألمنيوم في الماء المقطر الجزء في المليون ، وظل هذا التركيز ثابتًا من بعد ( 10 دقائق ) من نقطة الغليان وحتى ( 60 دقيقة ) ، في حين بلغ التركيز في ماء الصنبور ( 5 ج ف م ) تقريبًا ، وارتفع حتى وصل إلى ( 15 ج ف م ) بعد ( 60 دقيقة ) من نقطة الغليان ، ووجود عنصر الفلوريد والعناصر الأخرى الموجودة في ماء الصنبور ، وفي محتوى الأطعمة ربما يعمل على تكوين المركبات المعقدة ، التي تنتج من تفاعل الألمنيوم مع الفلوريد ، والتي يحتمل أن تؤثر في سلامة المخ .
وبعد
نتيجة لرسوخ العلاقة بين الإضرار بالمخ وأمراض أخرى وتركيز الألمنيوم في ماء الشرب والطعام ؛ فإن هذا البحث يهدف إلى : تقديم تقييم مبدئي لمدخول الألمنيوم لمستهلكي المشروبات الساخنة ، المعدة في الأواني المصنوعة من الألمنيوم .
وقد استخدم في هذه الدراسة عدد من أواني الطبخ ؛ جديدة ومستعملة ، ذات أحجام وأنواع مختلفة ، حيث تمت دراسة تسرب أو تحرر الألمنيوم من جدار كل وعاء في الماء المقطر .
وقيست تراكيز الألمنيوم ( ج ف م ppm ) في العينات المأخوذة بعد زمن نقطة الغليان في فترات فاصلة من الزمن : ( صفر ، 15 ، 30 ، 60 ، 90 و 120 دقيقة ) .
ودلت النتائج : أنه لم تتحرر كميات كبيرة من الألمنيوم في جميع العينات التي جمعت من زمن نقطة الغليان و ( 15 و 30 دقيقة ) غير قابلة للقياس ، ولكن بعد ( 60 دقيقة ) فإن تراكيز الألمنيوم في الماء المقطر تراوحت من تراكيز غير قابلة للقياس إلى ( 0.36 ج ف م عند 120 دقيقة ) .
وعلى وجه العموم فإنه يظهر : أنه لا توجد فروق واضحة بين الأوعية القديمة والجدية ، أو بين الأحجام المختلفة ، وبالرغم من أن الأواني لم تحرر - عمومًا - كميات كبيرة من الألمنيوم ، إلا أن هذه الدراسة توحي بأن سمية الألمنيوم التراكمية يمكن أن تحدث من استهلاك الماء المغلي في أواني الألمنيوم .
جدول رقم ( 2 )
كمية الألمنيوم التي يقدر أن يستوعبها جسم الإنسان عندما يتناول كوبين( نصف لتر )
من الماء المغلي في مدد مختلفة في أواني الألمنيوم المستخدمة في هذه الدراسة
زمن الغليان
مدى تركيز الألمنيوم ج ف م
كمية الألمنيوم المستوعبة في جسم الإنسان ( مجم/يوم)
0-30
غير قابلة للقياس
-
60
0.09-2.90
0.05-1.45
90
0.22-21.70
0.11-10.85
120
0.27-33.10
0.14-16.55