التطبيقات الصناعية للمعادن الثقيلة في الكيمياء

تشير المعادن الثقيلة إلى مجموعة من العناصر الكيميائية الفلزية التي تتميز بكثافتها العالية نسبياً وتوجد بصورة طبيعية في القشرة الأرضية. بعض المعادن الثقيلة، مثل النحاس والزنك، تعد ضرورية للحفاظ على العمليات الحيوية في جسم الإنسان. يمكن تلخيص استخدامات هذه المعادن وفقًا لكل معدن كما يلي:

التطبيقات الصناعية لمعدن الرصاص

يعتبر الرصاص معدنًا رماديًا مائلًا إلى الأزرق يتواجد بشكل طبيعي بكميات ضئيلة في القشرة الأرضية. على الرغم من أن الرصاص يحدث طبيعيًا في البيئة، إلا أن الأنشطة الصناعية، مثل حرق الوقود الأحفوري، والتعدين، والتصنيع، تسهم في إطلاق كميات مرتفعة منه.

لدى الرصاص مجموعة من التطبيقات الصناعية في الكيمياء، حيث يتم استخدامه في إنتاج بطاريات السيارات، وهواتف المحمول، وأجهزة الحاسوب المحمولة، بالإضافة إلى الصناعات المعدنية مثل اللحام وصناعة الأنابيب.

الرصاص يعد مادة شائعة الاستخدام في حماية المعدات من الأشعة السينية، حيث يتم تغليف الأجهزة بمواد واقية من الرصاص تطبق على جميع المعدات السينية المستخدمة في المختبرات الكيميائية، ومراكز التصوير الإشعاعي في المستشفيات، وغرف التفتيش في المطارات وغيرها.

تظهر أهمية الرصاص في الاستخدامات الصناعية حيث تم استهلاك نحو 1.52 مليون طن متري من الرصاص في مختلف التطبيقات الصناعية في الولايات المتحدة خلال عام 2004 فقط.

التطبيقات الصناعية لمعدن الزئبق

يستخدم الزئبق في عمليات التصنيع الكيميائي للبطاريات، وإنتاج الصودا الكاوية، وفي بعض التطبيقات النووية. ونظراً لتقييد استخدام الزئبق في الصناعات الكيميائية، فقد كان له استخدام واسع في الدهانات والمبيدات، سواء الفطرية أو الحشرية، في الفترات السابقة.

وصل الطلب العالمي على الزئبق في الصناعات الكيميائية إلى ذروته في عام 1964، إلا أن القيود الصارمة على استخدامه أدت إلى انخفاض حاد في استهلاكه بين عامي 1980 و1994.

التطبيقات الصناعية لمعدن الزرنيخ

تستخدم العديد من الصناعات الكيميائية مركبات تعتمد على الزرنيخ، بدورها، وتم توظيفها في إنتاج مستحضرات ذات تطبيقات زراعية مثل مبيدات الحشرات، ومبيدات الأعشاب، ومبيدات الطحالب، ومبيدات الفطريات، بالإضافة إلى بعض الأصباغ ومواد حافظة للأخشاب.

كما يتم استعمال الزرنيخ في صناعة الأدوية البيطرية لعلاج العديد من الأمراض التي تصيب الحيوانات، فضلاً عن استخدامها في إنتاج أدوية بشرية لبعض الأمراض مثل الزهري، وداء المثقبيات.

تساهم عمليات التعدين والإنتاج الصناعي الكيميائي، كالمسابك والمصاهر ومصافي النفط وصناعة البتروكيمياويات ومصانع المبيدات، بشكل مباشر في زيادة تركيز هذه المعادن الثقيلة في البيئة.

الإضافات الناجمة عن انبعاثات المصانع وعوادم السيارات، وكذلك نواتج احتراق محطات توليد الطاقة الكهربائية التي تعتمد على الفحم، تساهم أيضًا في تزايد تركيز هذه العناصر في الهواء، مما يؤدي إلى تلوث الكائنات الحية وقد يصل التلوث أحيانًا إلى خزانات مياه الشرب والمياه الجوفية.