مقدمة حول معدن الألمنيوم:
الألومنيوم هو أكثر المعادن وفرة في القشرة الأرضية، حيث يوجد في تركيبة مع الأكسجين والفلور والسليكا، وما إلى ذلك ولكن ليس أبداً في الحالة المعدنية، حيث أن البوكسيت هو المصدر الرئيسي للألمنيوم، كما أنه يتكون من مزيج من المعادن التي تشكلت عن طريق تجوية الصخور الحاملة للألمنيوم.
البوكسيت هو أغنى شكل من هذه الخامات، حيث تحتوي على ما يصل إلى 55٪ من الألومينا، بحيث تحتوي بعض خامات اللاتيريت (التي تحتوي على نسب أعلى من الحديد) على ما يصل إلى 35٪ Al2O3 من الرواسب التجارية للبوكسيت، والتي هي أساساً ((gibbsite (Al2O3,3H2O) والبويهميت (Al2O3 H2O)، كما وتوجد في أستراليا وغيانا وفرنسا والبرازيل وغانا، حيث بلغ الإنتاج العالمي من البوكسيت في عام 1995 حوالي 111064 مليون طن، كما يعتبر (Gibbsite) أكثر قابلية للذوبان في محاليل هيدروكسيد الصوديوم من بوهيميت، وبالتالي فهو مفضل لإنتاج أكسيد الألومنيوم.
يستخدم الألمنيوم على نطاق واسع في جميع أنحاء الصناعة وبكميات أكبر من أي معادن غير حديدية أخرى؛ حيث قدر إنتاج المعادن الأولية في جميع أنحاء العالم في عام 1995 بنحو 20402 مليون طن، وهي مخلوطة بمجموعة متنوعة من المواد الأخرى بما في ذلك النحاس والزنك والسيليكون والمغنيسيوم والمنغنيز والنيكل، وقد تحتوي على كميات صغيرة من الكروم والرصاص والبزموت والتيتانيوم والزركونيوم والفاناديوم لأغراض خاصة.
كما أن سبائك الألومنيوم وسبائك الألومنيوم يمكن بثقها أو معالجتها في مصانع الدرفلة أو أعمال الأسلاك أو الصهر أو المسابك، بحيث تُستخدم المنتجات النهائية في بناء السفن للتركيبات الداخلية والتركيبات الفوقية والصناعة الكهربائية للأسلاك والكابلات؛ كذلك صناعة البناء لإطارات المنازل والنوافذ والأسقف والكسوة، صناعة الطائرات لهيكل الطائرات وجلد الطائرات والمكونات الأخرى وصناعة السيارات لهيكل السيارة وكتل المحرك والمكابس، أيضاً في الهندسة الخفيفة للأجهزة المنزلية والمعدات المكتبية وفي صناعة المجوهرات.
التطبيق الرئيسي للصفائح هو في حاويات المشروبات أو الأطعمة، بينما تستخدم رقائق الألومنيوم للتغليف، حيث يتم استخدام شكل جزيئي دقيق من الألومنيوم كصبغة في الدهانات وفي صناعة الألعاب النارية، وغالباً ما يتم إعطاء المواد المصنعة من الألمنيوم سطحاً وقائياً وزخرفياً عن طريق الأكسدة.
يستخدم كلوريد الألومنيوم في تكسير البترول وفي صناعة المطاط، حيث يدخن في الهواء ليشكل حمض الهيدروكلوريك ويتحد بشكل متفجر مع الماء؛ وبالتالي، يجب أن تبقى الحاويات مغلقة بإحكام وحمايتها من الرطوبة.
مركبات الألومنيوم ألكيل، تزداد أهمية هذه المواد كمحفزات لإنتاج البولي إيثلين منخفض الضغط، حيث أنها تشكل خطرا سامة، والحرق والحريق، كما إنها شديدة التفاعل مع الهواء والرطوبة والمركبات التي تحتوي على الهيدروجين النشط، وبالتالي يجب أن تبقى تحت غطاء من الغاز الخامل.
المخاطر المهنية والأمراض التي يسببها الألمنيوم:
لإنتاج سبائك الألومنيوم، يتم صهر الألومنيوم المكرر في أفران تعمل بالزيت أو الغاز، فيما بعد تمت إضافة كمية منظمة من مادة مقسية تحتوي على كتل ألومنيوم مع نسبة مئوية من المنجنيز والسيليكون والزنك والمغنيسيوم وما إلى ذلك، حيث يتم بعد ذلك خلط المصهور وتمريره إلى فرن احتجاز لطرد الغازات عن طريق تمرير كلور الأرجون أو كلور النيتروجين عبر المعدن، وارتبط انبعاث الغاز الناتج (حمض الهيدروكلوريك والهيدروجين والكلور) بالأمراض المهنية، ويجب توخي الحذر الشديد لمعرفة أن الضوابط الهندسية المناسبة تلتقط الانبعاثات وتمنعها أيضاً من الوصول إلى البيئة الخارجية، حيث يمكن أن تسبب أيضاً ضرراً.
كما يتم كشط العوادم من سطح المصهور ووضعه في حاويات لتقليل التعرض للهواء أثناء التبريد، فيما بعد يضاف تدفق يحتوي على فلوريد أو أملاح كلوريد إلى الفرن للمساعدة في فصل الألمنيوم النقي عن الأبخرة الناتجة، قد يتم إطلاق أبخرة أكسيد الألومنيوم والفلورايد بحيث يجب أيضاً التحكم بعناية في هذا الجانب من الإنتاج، وقد تكون هناك حاجة لمعدات الحماية الشخصية (PPE)، حيث يتم وصف عملية صهر الألومنيوم في فصل معالجة المعادن وصناعة تشغيل المعادن في ورش الصب، وقد يحدث أيضاً التعرض لثاني أكسيد الكبريت.
يتم استخدام مجموعة كبيرة من الأشكال البلورية المختلفة لأكسيد الألومنيوم كمخزون تغذية بمصهر المواد الكاشطة والحراريات والمحفزات، حيث وصفت سلسلة من التقارير التي نُشرت في الفترة من 1947 إلى 1949 تليفاً خلالياً متقدماً غير عقدي في صناعة مواد جلخ الألومنيوم التي تمت فيها معالجة أكسيد الألومنيوم والسيليكون، وقد كانت هذه الحالة والمعروفة باسم مرض شيفر تتقدم بسرعة وغالباً ما تكون قاتلة.
يتعرض الضحايا، وهم(العمال الذين ينتجون الألاندوم) لدخان كثيف يتكون من أكسيد الألومنيوم والسيليكا البلورية والحديد. كانت الجسيمات من نطاق الحجم الذي جعلها قابلة للتنفس بدرجة كبيرة، ومن المحتمل أن يُعزى انتشار المرض إلى التأثيرات الضارة للغاية على الرئة الناجمة عن السيليكا المتبلورة الدقيقة المنقسمة بدقة بدلاً من استنشاق أكسيد الألومنيوم، وعلى الرغم من عدم فهم المسببات الدقيقة للمرض، قد يحظى مرض (Shaver) باهتمام تاريخي في المقام الأول الآن، حيث لم يتم تقديم أي تقارير في النصف الثاني من القرن العشرين.
أظهرت الدراسات الحديثة عن الآثار الصحية للتعرضات عالية المستوى (100 مجم / م 3) لأكاسيد الألومنيوم بين العمال المشاركين في عملية باير (الموصوفة في فصل معالجة المعادن وصناعة تشغيل المعادن)، تبين أن العمال الذين لديهم أكثر من عشرين عاماً من يمكن أن يؤدي التعرض إلى تغيرات رئوية، حيث تتميز هذه التغييرات سريرياً بدرجات طفيفة في الغالب بدون أعراض لتغيرات وظيفة الرئة المقيدة.
كشفت فحوصات الصدر بالأشعة السينية عن وجود علامة صغيرة وهزيلة وغير منتظمة، خاصة عند قواعد الرئة، حيث تُعزى هذه الاستجابات السريرية إلى ترسب الغبار في بارنشيما الرئة، والذي كان نتيجة التعرض المهني الشديد، حيث لا يمكن مقارنة هذه العلامات والأعراض بالاستجابة الشديدة لمرض (Shaver)، وتجدر الإشارة إلى أن الدراسات الوبائية الأخرى في المملكة المتحدة بشأن التعرض للألومينا على نطاق واسع في صناعة الفخار لم تسفر عن أي دليل على أن استنشاق غبار الألومينا، حيث ينتج عنه علامات كيميائية أو إشعاعية لمرض رئوي أو خلل وظيفي.
تظل التأثيرات السمية لأكاسيد الألومنيوم موضع اهتمام بسبب أهميتها التجارية، حيث وجدت نتائج التجارب على الحيوانات نتائج مثيرة للجدل، حيث تبين أنه من الممكن لأكسيد الألومنيوم النشط بشكل حفزي (0.02 ميكرومتر إلى 0.04 ميكرومتر)، والذي لا يشيع استخدامه تجارياً، أن يسبب تغيرات رئوية في الحيوانات التي يتم تناول جرعاتها عن طريق الحقن مباشرة في المجاري الهوائية الرئوية، حيث لم يتم ملاحظة آثار الجرعة المنخفضة.
وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن ما يسمى بربو الفخار الذي لوحظ كثيراً بين العاملين في عمليات معالجة الألمنيوم، ربما يُعزى إلى التعرض لتدفقات الفلوريد، وليس إلى غبار الألومنيوم نفسه.
صنفت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) إنتاج الألمنيوم ضمن المجموعة الأولى، والمعروفة بحالة التعرض للسرطان البشري، كما هو الحال مع الأمراض الأخرى الموصوفة أعلاه، ومن المرجح أن تُعزى السرطنة إلى المواد الأخرى الموجودة (على سبيل المثال، الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) وغبار السيليكا)، على الرغم من أن الدور الدقيق لغبار الألومينا ببساطة غير مفهوم.
تم العثور على بعض البيانات حول امتصاص مستويات عالية من الألمنيوم وتلف الأنسجة العصبية بين الأفراد الذين يحتاجون إلى غسيل الكلى، أدت هذه المستويات العالية من الألمنيوم إلى تلف شديد، بل ومميت في الدماغ، ومع ذلك فقد لوحظت هذه الاستجابة أيضاً في مرضى آخرين يخضعون لغسيل الكلى، ولكن لم يكن لديهم مستوى مرتفع من الألومنيوم في الدماغ، حيث لم تنجح التجارب على الحيوانات في تكرار استجابة الدماغ هذه، أو مرض الزهايمر، والذي تم افتراضه أيضاً في الأدبيات، لم تكن دراسات المتابعة الوبائية والسريرية حول هذه القضايا نهائية، ولم يتم ملاحظة أي دليل على هذه الآثار في العديد من الدراسات الوبائية واسعة النطاق لعمال الألمنيوم.
