زمین‌شناسی پزشكی (Medical Geology)علمی است كه به بررسی ارتباط بین عوامل زمین‌شناسی با سلامت انسانها و جانوران و تأثیر عوامل زیست‌محیطی بر پراكندگی جغرافیایی بیماریهای مرتبط می‌پردازد. بنابراین این شاخه از علم زمین‌شناسی را می‌بایست حوزه‌ای بسیار گسترده و پیچیده دانست كه برای شناسایی، كاهش یا حل مشكلات، نیاز به ارتباط با رشته‌های مختلف علمی دارد. [HR][/HR] در واقع زمین شناسی پزشکی که به بررسی ارتباط بین فاکتورهای زمین شناسی و سلامتی،و شناخت تأثیر عوامل زیست محیطی بر پراکندگی بیماریها 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. 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. از سال‌ها پیش دانشمندان ایرانی چون زكریای رازی و ابوعلی سینا به ارتباط زمین با بیماریهای مختلف انسان و دیگر موجودات پی برده بودند. علاوه بر دانشمندان ایرانی محققان دیگر به بررسی این آثار پرداخته‌اند و برخی نیز بدون داشتن دانش و تخصص، فقط شاهد و ثبت كننده ارتباط بیماریها با وضعیت زمین بوده‌اند. تاثیر عوامل مختلف بر موجودات زنده آنچنان جدی است كه امروزه دانشمندان علل بسیاری از مرگ و میرها و مسمومیت‌های منطقه‌ای را در زمین جستجو می‌كنند. بسیاری از بیماری‌هایی كه در مناطق مختلف به صورت اپیدمی شایع هستند و بسیار خطر آفرین محسوب می‌شوند به نحوی مربوط به پدیده‌ها و وضعیت زمین‌شناختی منطقه هستند برای مثال مواد سوزان آتشفشان‌ها علاوه بر كشندگی سریع، سبب آزادشدن گازهای سمی خطرناك در گستره وسیع (بیش از 10 هزار كیلومترمربع) می‌شود. این گازها به طور كلی سبب ایجاد بیماریهای ریوی، متاسیون‌های پوستی و... هستند. همچنین خروج گازهای سمی، آزاد شدن مواد و ایجاد تركیبات فرار در حین زمین‌لرزه باعث مسمومیت‌های شدید در منطقه می‌شود. علاوه بر آن در چنین شرایطی به دلیل ایجاد شرایط فساد بافت‌های حیوانی احتمال آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی بشدت افزایش می‌یابد.
پاسخ : راز بیماریها در دل زمین نهفته است در مجموع زمین‌لرزه می‌تواند سبب بر هم خوردن نظم اكولوژیكی در یك منطقه شود، به طوری كه گازهای سمی امكان راهیابی به سطوح فوقانی زمین یا حتی جو و در عین حال لایه‌های محصور سمی (لایه‌های سرب، جیوه، سیانور و آرسنیك) امكان ورود به آب‌های زیرزمینی را پیدا می‌كنند. بنابراین احتمال تغییر شیمی آب‌های زیرزمینی بشدت افزایش می‌یابد. در پدیده خشكسالی نیز ابتدا سطح آب زیرزمینی كاهش می‌یابد كه این عمل سبب تغییر منطقه غیراكسیدان با اشباع كامل به منطقه اكسیدان با اشباع متفاوت می‌شود. در نهایت تغییرات میزان اكسیداسیون سبب تبدیل مواد نامحلول به مواد محلول در آب می‌شود (تبدیل سولفید به سولفات). این مواد در آب حل می‌شوند و با استخراج و مصرف آنها، جان موجودات مختلف به خطر می‌افتد. مانند حادثه غرب سنگال كه در اثر برداشت بی‌رویه آب، میزان ارسنیك در آب‌های زیرزمینی بشدت افزایش یافت. در مجموع پدیده‌هایی چون راهیابی مواد معدنی سمی بر اثر استخراج، ذخیره یا نفوذ آنها در سطح سفره آب زیرزمینی، تبدیل مواد سمی نامحلول به محلول بخصوص در شرایط خشكسالی، آزادشدن گازهای سمی هنگام زمین‌لرزه، انتشار مواد سمی بر اثر آتشفشان، شیوع بیماریهای بومی بخصوص مسمومیت‌ها و كمبودهایی كه بیشتر متاثر از شرایط زمین‌شناسی منطقه است و آلودگی‌های میكروبی و شیمیایی آب بر اثر عدم *****های طبیعی، همگی از جمله مواردی هستند كه لزوم بررسی‌های زمین‌شناسی را در امور بهداشتی یك ناحیه گوشزد می‌كنند. اهمیت و کاربرد بررسی های زمین شناسی در سلامتی انسان 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.
پاسخ : راز بیماریها در دل زمین نهفته است 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 . 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. 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.
پاسخ : راز بیماریها در دل زمین نهفته است از گذشته دور تاثیر عواملى چون آب و هوا ، میزان رطوبت ، دما و ارتفاع و دیگر عوامل محیطی برروى، انسانها شناخته شده است. این علم دانشى میان رشته اى است که به تبعات دیگر شاخه هاى مختلف علوم چون بیولوژى ، شیمى ، فیزیک ، ریاضیات،آمار ، کشاورزى ، آب و هوا شناسى ، ایمونولوژى ، اپیدمیولوژى ، پاتولوژى و پزشکى جغرافیایى مى پردازد. بررسى و تفحص در هرشاخه از این علم، دنیاى وسیعى ازاجزاء بهم پیوسته ومرتبط با کل را به ما مى نمایاند .با کشف قوانین حاکم بر این ارتباط ، به ماهیت کلى هدف زمین شناسى پزشکى مى رسیم که این هدف همان شناخت عوامل ژئوژنیک و تأثیر بر سلامت موجودات زنده است. همانگونه که پوسته زمین از عناصر مختلف تشکیل یافته است اعضاء و اندام هاى موجودات زنده نیز از عناصر مختلف بوجود آمده اند. براى مثال بیش از 99 % وزن اندام هاى انسانى از 6 عنصر اکسیژن ، کربن ، هیدروژن ، نیتروژن ، کلسیم و فسفر تشکیل یافته است . برپایه مطالعات انجام شده دو گروه اصلى از عناصر اهمیت ویژه اى درسلامت و بهداشت انسان دارند . گروه اول ، عناصر ضرورى و حیاتى شامل آهن ، منیزیم ، پتاسیم ، کلسیم ، روى ، مس ، یّد ، سلنیم ، فلورئور است . گروه دوم شامل عناصرى است که در مقادیر بسیار کم ، اثرات فیزیولوژیکى زیان‌آورى ایجاد می‌نمایند که عبارتند از کادمیم ،آلومینیوم ، ارسنیک ، سرب ، جیوه و برخى از ترکیبات اورانیوم. بنابراین فرآیندهاى بیولوژیک ، این عناصر را براى انجام وظایف بیوشیمیایى خاص و ضرورى براى ادامه حیات بکار مى گیرند.برخى از این عناصر، نقش مهمى در متابولیسم عادى وعملکردهاى فیزیولوژیک درانسان دارند مثلاً کلسیم ، فسفر، فلوئور ومنیزیم نقش مهمى در عملکردهاى ساختارى استخوان و غشاء سلولى دارند. برخى از این عناصر مثل روى، مس ، سلنیم ، منگنز و مولیبدن ، از اجزاء ضرورى آنزیم ها بوده ویا به عنوان حامل آهن براى لیگاندها در متابولیسم عمل مى نماید . گروهى نیز همانند یّد و کروم ، در ساختار اصلى هورمون ها شرکت دارند . بنابراین عناصر در چرخه طبیعى حیات از طریق خاک ، آب و گیاه وارد سیستم بدن موجودات زنده مى شوند. تعدادی از فیلدهای مطالعاتی زمین‌شناسی پزشکی عبارتند از ** بررسی قرار گرفتن موجودات زنده در معرض عناصر و ترکیبات کمیاب زیان بار ** بررسی کمبود عناصر و ترکیبات کمیاب بر سلامتی موجودات زنده ** بررسی ژئوشیمیایی سنگ ها و کانی ها بر رشد گیاهان ** بررسی تاثیرات استنشاق گازها و گرد و غبار‌های منتشر شده توسط آتشفشان ها و تماس موجودات زنده با آنها ** بررسی انتقال، تغییر و تراکم ترکیبات آلی در طبیعت ** بررسی قرار گرفتن موجودات زنده در معرض کانی های حاوی هسته‌های پرتوزا ** بررسی قرار گرفتن موجودات زنده در معرض میکروب ها و پاتوژن ها
پاسخ : راز بیماریها در دل زمین نهفته است عناصر سمی و غیر سمی طبیعت پاراسلسیوس (1541-1493) 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". اگرارتباط بین دوزماده و تأثیرات بیولوژیکی مواد رادرنظربگیریم، افزایش غلظت ماده باعث افزایش تأثیرات منفی بیولوژیکی 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. درمورد وضعیت عناصر ضروری این بحث متفاوت است. تأثیرات منفی بیولوژیکی هم با افزایش و هم با کاهش غلظت افزایش می یابد. 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. همه عناصر در طبیعت موجود و بیشتر آنها ضروری هستند. اما کدام عناصر برای انسان ها و جانوران ضروری اند؟ همان طور که در بالای مطلب نیز ذکر کردیم عناصر ضروری عمده برای انسان ها و جانوران کلسیم، کلر، منیزیم، فسفر، پتاسیم، سدیم و سولفور است. عناصر دیگر که به مقدار کمتری لازمند شامل کروم، کبالت، مس، فلوراید، ید، آهن، منگنز، مولیبدنیم، سلنیم و روی می باشد. عناصری که نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارند جزء عناصر غیرضروری و اغلب مضرند مانند: کادمیم، آرسنیک، جیوه، و سرب. عناصر بسیاری از قبیل آرسنیک، بور، کروم، مس، فلوراید، مولیبدنیم، نیکل و روی در سمی بودن محیط زیست دخالت دارند. اگرچه ارزیابی خطرات و تأثیرات مضر عناصر امکان پذیر نیست ولی بدیهی است که برخی از آنها مانند سرب، جیوه، و کادمیم خطر بیشتری را نسبت به بقیه ایجاد می کنند. این عناصر خود گروهی را تشکیل می دهند که بسیار مورد توجه دانشمندان است. وجود عناصر در سیستم بیولوژیکی فلزات همیشه وجود دارند و بر انسان ها و جانوران تاثیر می گذارند. درصد کل فلزات در واسطه های طبیعی مانند خاک نمی تواند راهنمای مناسبی جهت شناسایی خطرات زیست محیطی باشد زیرا دسترسی به فلزات مختلف، متفاوت است. ارزیابی های معمول زیست محیطی نشان داده که فلزات از لحاظ زیستی در دسترس هستند و قابلیت جذب شدن دارند. شواهد نشان می دهد که بسیاری از فلزات موجود در خاک انحلال ناپذیرند و جذب گیاهان نمی شوند. دسترس پذیری، جابجایی و سمیت فلزات نه تنها به حالات فیزیکی و شیمیایی فلز بستگی دارد بلکه به فاکتورهای محلی موجود در محیط نیز وابسته است برای مثال، pH فاکتور تعیین کننده مهمی در دسترسی به فلزات موجود در خاک است. دسترس پذیری و جابجایی فلزاتی مانند روی، سرب، و کادمیم تحت شرایط اسیدی بسیار افزایش می یابد در حالیکه افزایش pH باعث کاهش دسترسی به آنها می شود. [IMG]http://img.tebyan.net/big/1390/11/974567249161661511428310633114170188713.gif[/IMG]نوع خاک مثلا رسی یا ماسه ای و ویژگی های فیزیکی آن بر جابجایی فلزات در خاک تأثیر می گذارد. همچنین جانداران موجود در خاک بر انحلال پذیری، جابجایی و دسترس پذیری فلزات اثر گذارند. سمیت فلزات نیز به پارامترهای ویژه ای از قبیل حالت شیمیایی، گونه های مولکولی، اتمی و یونی، لیگاند، ظرفیت بافر و ظرفیت تبادلات یونی وابسته است برای مثال ترکیبات آلی جیوه و سرب سمی تر از فرم های غیرآلی هستند. وضعیت اکسایش نیز بر درجه سمیت مؤثر است مثلا کروم با ظرفیت 6 سمی تر از کروم با ظرفیت 3 است.
