مقدمة حول المخاطر الصحية والمهنية المرتبطة بالسيليكون:
السيليكون هو أكثر العناصر الموجبة للكهرباء وفرة في القشرة الأرضية، كما إنه معدن مع بريق معدني ملحوظ وهش للغاية؛ وعادةً ما يكون رباعي التكافؤ في مركباته، وذلك على الرغم من أنه في بعض الأحيان ثنائي التكافؤ، وله حساسية كهربائية بحتة في سلوكه الكيميائي؛ علاوة على ذلك، تُعرف أيضاً مركبات السيليكون خماسية التنسيق وسداسية التنسيق.
كم يحتوي السيليكون الطبيعي على 92.2٪ من النظير 28 و4.7٪ من السيليكون 29 و3.1٪ من السيليكون 30؛ وبصرف النظر عن تلك النظائر الطبيعية المستقرة فإن العديد من النظائر الاصطناعية المشعة معروفة.
كما يحتوي السيليكون الأولي على الخصائص الفيزيائية لأشباه الفلزات، وذلك على غرار تلك أو الجرمانيوم والموجود تحته في المجموعة الرابعة من الجدول الدوري، كما أن السيليكون هو أحد أشباه الموصلات الجوهرية في أنقى صوره، وعلى الرغم من زيادة شدة أشباه الموصلات بشكل كبير عن طريق إدخال كميات صغيرة من الشوائب. يشبه السيليكون المعادن في سلوكها الكيميائي.
كما إنها تقريباً موجبة للكهرباء مثل القصدير وأكثر إيجابية بكثير من الجرمانيوم أو الرصاص؛ وذلك وفقاً لهذه الخاصية المعدنية؛ فإنه يشكل أيونات رباعية الموجبة ومركبات تساهمية مختلفة، حيث يظهر على شكل أيون سالب فقط في عدد قليل من مبيدات السيليكون وكمكوِّن إيجابي للأكسجين أو الأنيونات المعقدة.
كما إنه يشكل سلسلة مختلفة من الهيدريدات وهاليدات مختلفة (كثير منها يحتوي على حدود من والسيليكون)، والعديد من سلاسل المركبات التي تحتوي على الأكسجين؛ والتي يمكن أن يكون لها خصائص أيونية أو تساهمية.
التطبيقات المرتبطة بعنصر السيليكون:
كما نعلم بأن السيليكون هو المكون الرئيسي للزجاج والأسمنت والسيراميك ومعظم أجهزة أشباه الموصلات، وهذه الأخيرة مادة بلاستيكية غالباً ما يتم الخلط بينها وبين السيليكون، كما يعد السيليكون أيضاً مكوناً مهماً لبعض أنواع الفولاذ ومكوناً رئيسياً في الطوب، وهي مادة مقاومة للصهر تستخدم في صنع المينا والفخار.
كما يتم استخدام عنصر السيليكون الخام ومركباته بين المعادن كتكامل سبيكة لتوفير المزيد من المقاومة للألمنيوم والمغنيسيوم والنحاس والمعادن الأخرى، حيث يستخدم السيليكون المعدني بنقاوة 98-99٪ كمادة خام في تصنيع راتنجات السليكون العضوي والأختام والزيوت.
كما تستخدم رقائق السيليكون في الدوائر المتكاملة وتستخدم الخلايا الكهروضوئية للتحويل المباشر للطاقة الشمسية شرائح رقيقة من بلورات السيليكون البسيطة ذات الدرجة الإلكترونية، ويستخدم ثاني أكسيد السيليكون كمادة خام لإنتاج عنصر السيليكون وكربيد السيليكون.
أخيراً تستخدم بلورات السليكون الكبيرة للنظارات الكهربائية الانضغاطية، بحيث يتم تحويل رمال الكوارتز الذائبة إلى زجاج من السيليكون الذي يستخدم في المعامل والمصانع الكيماوية وكذلك في العوازل الكهربائية، ويستخدم التشتت الغرواني للسيليكون في الماء كعامل طلاء وكمكون لبعض المينا.
ومن المعروف أن السيليكون يشكل مركبات تحتوي على 64 من أصل 96 عنصراً ثابتاً وربما يشكل مبيدات سليكونية مع 18 عنصراً آخر، كما يبدأ من مبيدات السيليكات المعدنية؛ والتي تستخدم بكميات كبيرة في علم المعادن، وهي تشكل مركبات مهمة شائعة الاستخدام مع الهيدروجين والكربون والهالوجينات والنيتروجين والأكسجين والكبريت، علاوة على ذلك؛ هناك العديد من المنتجات الثانوية العضوية الحبيبية المفيدة.
السيليكون في البيئة:
تم العثور على السيليكون في العديد من أشكال ثاني الأكسيد وفي اختلافات لا حصر لها من السيليكات الطبيعية، كما أن السيليكون أكثر وفرة من أي عنصر آخر، وذلك باستثناء الأكسجين؛ حيث يشكل 27،72٪ من قشرة الأرض الصلبة، بينما يشكل الأكسجين 46،6٪، والعنصر التالي بعد السيليكون هو الألمنيوم، بحيث يوجد بنسبة 8،13٪.
حيث يستخدم الرمل كمصدر للسيليكون المنتج تجارياً، كما يتم استخراج عدد قليل من معادن السيليات، وعلى سبيل المثال التلك والميكا، حيث أن السيليكات الأخرى المستخرجة هي الفلسبار والنيفينيل والزبرجد الزيتوني والفيرميكوليت والبيرلايت والكاولين، وفي الطرف الآخر؛ توجد أشكال من السيليكا نادرة جداً لدرجة أنها تكون مرغوبة لهذا السبب وحده:، مثل الأحجار الكريمة العقيق وحجر الراين.
الآثار الصحية للسيليكون:
لا يتركز السيليكون في أي عضو معين من الجسم، ولكنه يوجد بشكل أساسي في الأنسجة الضامة والجلد، كما أن السيليكون غير سام كعنصر وفي جميع أشكاله الطبيعية مثل “ناميلي سيليكا”، وهي الأكثر وفرة.
حيث أن عنصر السيليكون هو مادة خاملة؛ والتي يبدو أنها تفتقر إلى خاصية التسبب في تليف أنسجة الرئة، ومع ذلك؛ فقد تم الإبلاغ عن آفات رئوية طفيفة في حيوانات المختبر من الحقن داخل الرغامى لغبار السيليكون.
كما يؤثر غبار السليكون تأثيراً ضاراً ضئيلاً على الرئتين، ولا يبدو أنه ينتج عنه مرض عضوي كبير أو تأثيرات سامة عند إبقاء التعرض أقل من حدود التعرض قد يسبب السيليكون تأثيرات تنفسية مزمنة، حيث أن السيليكا البلورية (ثاني أكسيد السيليكون) هي خطر تنفسي قوي، ومع ذلك؛ فإن احتمال توليد السيليكا البلورية أثناء المعالجة العادية بعيد جداً.
حيث أن التعرض لـ (LD50) عن طريق الفم، وبنسبة 3160 مجم/ كجم؛ وهي (الجرعة المميتة، كما أن الجرعة المميتة 50 هي جرعة واحدة من مادة تسبب موت 50٪ من الحيوانات نتيجة التعرض للمادة بأي طريقة أخرى غير الاستنشاق؛ وعادة ما يتم التعبير عنها بالملليغرام أو الجرام من المادة لكل كيلوغرام من وزن الحيوان.
وبالنسبة لبلورات السيليكون تعمل على تهيج الجلد والعينين عند ملامستها، بحيث يؤدي الاستنشاق إلى تهيج الرئتين والأغشية المخاطية، كما يؤدي تهيج العين إلى سيلان واحمرار، حيث أن الاحمرار والتقشر والحكة هي خصائص التهاب الجلد.
يرتبط سرطان الرئة بالتعرض المهني للسيليكا البلورية على وجه التحديد الكوارتز والكريستوباليت، كما تم الإبلاغ عن علاقة التعرض والاستجابة في الدراسات التي أجريت على عمال المناجم وعمال التراب الدياتومي وعمال الجرانيت وعمال الفخار وعمال الطوب الحراري وغيرهم من العمال في تلك المجالات.
كذلك أبلغت العديد من الدراسات الوبائية عن أعداد ذات دلالة إحصائية من الوفيات الزائدة أو حالات الاضطرابات المناعية وأمراض المناعة الذاتية لدى العمال المعرضين للسيليكا، بحيث تشمل هذه الأمراض والاضطرابات تصلب الجلد والتهاب المفاصل الروماتويدي والذئبة الحمامية الجهازية والساركويد.
وأيضاً أفادت الدراسات الوبائية الحديثة بوجود ارتباطات ذات دلالة إحصائية للتعرض المهني للسيليكا البلورية مع أمراض الكلى والتغيرات الكلوية تحت الإكلينيكية، كما قد تؤثر السيليكا البلورية على جهاز المناعة؛ مما يؤدي إلى الإصابة بالعدوى الفطرية (السلية وغير السلية) أو الفطرية؛ خاصة في العاملين المصابين بالسحار السيليسي.
كما يرتبط التعرض المهني للسيليكا البلورية القابلة للتنفس بالتهاب الشعب الهوائية ومرض الانسداد الرئوي المزمن وانتفاخ الرئة، حيث تشير بعض الدراسات الوبائية إلى أن هذه الآثار الصحية قد تكون أقل تواتراً أو غائبة لدى الأشخاص غير المدخنين.
