أسبست (أسبتوس)

اسبست (اسبتوس)

Asbestos - Amiante

الأسبست (الأسبستوس)

جريس شاهين

الأسبست asbestos كلمة من أصل إغريقي تعني الذي لا يتحطم أو لا يتكسر، وفي بعض المراجع العربية يسمى الحرير الصخري.

يضم الأسبست عدة فلزات (وتدعى معادن في بعض المراجع) تتميز بمجموعة من الصفات المشتركة فيما بينها، وتكون بشكل تجمعات ليفية خيطية متطاولة، يمكن فصلها إلى خيوط ليفية رفيعة جداً ومتينة، لا يمكن تفتيتها إلا بصعوبة بالغة، وهي مرنة بالوقت نفسه، وصفتا المتانة والمرونة هما تقريباً من أهم الصفات التي تتمتع بها فلزات الأسبست، والتي لها دور كبير عند تحديد القيمة الاقتصادية الصناعية لها. (الشكل 1).

الشكل (1)

تقسم فلزات الأسبست إلى مجموعتين رئيسيتين:

أولاً: الأسبست الكريزوتيلي chrysotile asbestos.

ثانياً: الأسبست الأمفيبولي amphibole asbestos.

الأسبست الكريزوتيلي

يدعى أيضاً الأسبست السربنتيني، بسبب ارتباط منشئه وتشكله بصخور السربنتين من خلال تحول الصخور الاندساسية فوق الأساسية إلى سربنتين (عملية السربنة)، حيث يتضمن هذا التحول عمليات كيميائية معقدة تجري على عدة مراحل، بتأثير الحرارة والضغط المرتفعين في أعماق كبيرة من سطح الأرض، مؤدية إلى تحول هذه الصخور إلى سربنتين.

يضم الأسبست الكريزوتيلي فلزاً واحداً يحمل الاسم نفسه ، يتبلور في النظام الوحيد الميل، ويوجد بشكل ألياف خيطية طويلة لامعة ومتينة ومرنة، ويكون مُقاوماً للانقطاع والتمزق، ثابتاً في درجات الحرارة العالية (حتى °700 س) وأحياناً حتى أعلى من ذلك. لايتأثر بالقلويات، لكنه ضعيف أمام الحموض، حيث يفسد بسهولة،صيغته الكيميائية . ويتألف عموما من 43 % MgO، و 44,1 % SiO₂، و 12,9 % H₂O. يحتوي - كقاعدة عامة - على شوائب من Fe₂O₃ و FeO تصل نسبتها حتى 2 %، وعندها تصبح صيغته الكيميائية . ويمكن أن يحوي أيضاً - وبكميات ضئيلة جداً - شوائب أكاسيد مختلفة مثل: NiOو CaOو Cr₂O₃و A_l2O₃.

تقع قساوة الأسبست الكريزوتيلي بين 2 - 3 (بحسب مقياس موس Mohs) وذلك في الاتجاه الطولاني للخيوط، وكتلته الحجمية (كثافته) تقع بين 2,36 و 2,60 غ/سم3، ودرجة حرارة انصهاره قرابة 1550 ْس، لونه في المقطع الطازج مُخضر، ونادراً ذهبيّ مُخضر، أو فضيّ مُبيض، وعند فصل الألياف وعزلها بعضها عن بعض تبدو بلون أبيض مع مشحات حريرية لماعة.

يُصادف في الطبيعة بثلاثة أشكال ليفية:

1-تجمعات قصيرة الألياف ومنحنية: توجد متجمعة بكثافة ضمن عروق متراصفة عمودياً على الاتجاه الطولاني للعرق ومتوازية مع بعضها، وتكون مرنة يمكن فصلها إلى خيوط رفيعة وقصيرة بسهولة.

2- تجمعات طويلة الألياف ومستقيمة: وتسمى التجمعات المتطاولة لأنها تكون ضمن عروق تتراصف بشكل موازٍ للاتجاه الطولاني للعرق، لكن تراصها يكون أقل كثافة من الأولى.

3– تجمعات متعددة الاتجاهات الليفية: وتُميِّز هذه التجمعات بعض أنواع فلزات الأسبست الأمفيبولي أكثر منها الكريزوتيلي، وهي تشكل تجمعات محورية متطاولة، أو على شكل حُزم، أو تجمعات نجمية. ويقع طول القسم الأعظم من ألياف الأسبست الكريزوتيلي بين 2 - 5 مم، وأحياناً توجد ألياف طولها بين 20 - 30 مم لكن نسبتها لا تتجاوز 1%، وهناك ألياف بطول يزيد على 100 أو 200 مم، ولكنها نادرة جداً.

تتميز هذه الألياف كلها بإمكان فصلها إلى خيوط دقيقة جداً تصل أقطارها حتى 75.0 مكرون، وإذا فحصت هذه الخيوط تحت المجهر الإلكتروني تبدو بشكل بلورات أنبوبية أسطوانية، قطرها الخارجي بحدود 260 أنغستروم، والداخلي بحدود 130 أنغستروم وسماكة جدارها نحو 65 أنغستروم.

كما تم تقسيم ألياف الأسبست الكريزوتيلي إلى ثلاثة نماذج: العادية، والمُتكسرة، ونصف المتكسرة، وعلى هذه الخواص الفيزياتقنية (التعدينية) تتوقف قيمتها وأهميتها الاقتصادية في الصناعة.

يمكن لهذه الألياف أن تمتص قليلاً من الماء بنسبة 8 %، وبالتالي تنتبج قليلاً حتى يتضاعف حجمها إلى قرابة 1,63 ويُلاحظ انتباج الألياف القصيرة أكثر من الطويلة، وإمكان امتصاصها بعض الغازات والسوائل الأخرى أيضاً، و لهذه الخواص كلها أهمية صناعية .

يخضع القسم الأكبر من خامات الأسبست الكريزوتيلي لعمليات إغناء، إذ يتم فصلها إلى مجموعات من الحزم الليفية، وأحياناً يتم فصل مجموعات الألياف الطويلة عن غيرها يدوياً. وتتميز مثل هذه الألياف بجودة عالية، وبمحافظتها على شكلها البلوري الأساسي، وتدعى غيرها الأسبست (الخشن، الخام، الرطب).

الأسبست الأمفيبولي

ويضم مجموعة من الفلزات الأمفيبولية الليفية التي لها صفة الانفصال إلى خيوط ليفية رقيقة ومتينة، وهذه الفلزات هي سيليكات الألمنيوم، والمغنزيوم، والحديد، والكلسيوم، والصوديوم، ومن أهم أنواعها:

- الكروسيدوليت crocidolite صيغته الكيميائية ، ويسمى أيضاً الأسبست الأزرق (أو المُزرَق)، أليافه طويلة ومرنة.

- الأنتوفيلليت anthophyllite صيغته الكيميائية ، أليافه قصيرة وقليلة المرونة.

هذان الفلزان هما الأكثر أهمية في الصناعة. مع وجود فلزات أخرى قليلة الأهمية الاقتصادية تدخل ضمن الأسبست الأمفيبولي مثل التريموليت، الأكتينوليت، الرودوسيت، الآموزيت، الريجيكيت.

لا تتأثر فلزات الأسبست الأمفيبولي بالحموض أوالقلويات على حدٍ سواء، كما أنها لا تتأثر بمياه البحار، وتمتاز بقابليتها للغزل (يمكن غزلها إلى خيوط طويلة)، ولها خاصة امتزاز عالية، و تحافظ أليافها على متانتها حتى درجات حرارة عالية تصل قرابة 900 أو 1000 ْس.

الجيولوجيا ومصادر الأسبست

مكامن الأسبست (أماكن تجمعها) المعروفة في الطبيعة (وخاصة الكريزوتيلي) يعود منشؤها وانتشارها على نحو كبير إلى تشكل الصخور السربنتينية التي تتشكل نتيجة الفعل الحراري السائلي (الهدروتيرمالي) على الصخور الفوق أساسية (بيريدوتيت - دونيت - بيروكسينيت). ويعود على نحو أقل إلى عمليات الاستعاضة التماسية؛ نتيجة تماس المحاليل الهدروتيرمالية المتبقية والصاعدة من الأعماق إلى المناطق القريبة من سطح الأرض مع الصخور الكربوناتية المغنيزية (دولوميت - كلسيت- مُدلمت)، وبناءً على هذا تم تمييز نوعين جيولوجيين وفقاً لمكامن منشئهما:

- مكامن هدروتيرمالية استحالية

وتتشكل في المناطق العميقة تحت سطح الأرض عند حرارة متوسطة (°200-°400 س). وتُميز مكامن الأسبست الكريزوتيلي خاصة، وتوجد في الدسيسات النارية فوق الأساسية عند تحولها إلى سربنتين، فتتشكل ضمن هذه الصخور السربنتينية عروق كثيفة من الأسبست الكريزوتيلي، توجد متجمعة بأشكال عدسية، أو على شكل قطع ناقص (يُشبه الفطر)، ويمكن أن يصل سمكها (في المناطق المركزية منها) إلى 400 م، وامتدادها إلى 3 كم، وتكون بنيتها بشكل نطاقات مُحددة.

تجري عمليات تحول الصخور فوق الأساسية إلى سربنتين في المراحل المتأخرة تقريباً من عمليات الاستحالة (أي عند بدء انخفاض درجة الحرارة والضغط في أعماق الأرض)، وتتم على مرحلتين:

1- تشكل أعداد قليلة من عروق الأسبست الكريزوتيلي بسماكات قليلة، تنمو في مناطق محدودة، وبالتالي فهي لا تشكل تجمعات ذات قيمة اقتصادية.

2 - في المرحلة الثانية تكون عمليات التحول إلى سربنتين قوية - تتوضع على الصخور الضعيفة التحول السابقة - عروق كثيرة وبكثافة كبيرة من الأسبست الكريزوتيلي، وبالتالي تتشكل مكامن ضخمة ذات قيمة اقتصادية عالية تضم تجمعات كبيرة من عروق الأسبست هذه.

وبحسب البنية الداخلية لهذه المكامن وأشكالها السطحية (مورفولوجيتها)، تُميَّز أربعة نماذج رئيسية لهذه العروق: (الشكل 2).

الشكل (2) النماذج الرئيسة لعروق الأسبست الكريزوتيلي الموجودة في الطبيعة أ - عروق حشوية بسيطة. ب - عروق حشوية معقدة. ج - عروق شبكية صغيرة. د - عريقات صغيرة بسيطة. 1 - أسبست كريزوتيل، 2 - بيريدوتيت، 3 – تحول قوي إلى سربنتين.

أ - عروق حشوية بسيطة، أطوال خيوطها أكبر من 20مم، ولكن محتواها من الأسبست مُنخفض (0.5 - 2 %).

ب - عروق حشوية مُعقدة، أطوال خيوطها أقصر من الأولى، محتواها من الأسبست قرابة 12 %.

ج - عروق شبكية صغيرة مُعقدة تجمعاتها ضخمة، ومحتواها من الأسبست يقع بين 3 - 8 %.

د - عريقات صغيرة بسيطة على شكل شبكات بسيطة، أطوال خيوطها قصيرة، ومحتواها من الأسبست بين1 - 10 %.

تتميز المكامن الهدروتيرمالية - عموماً - باحتياطي كبير من الأسبست الكريزوتيلي.

- مكامن الاستعاضة التماسية

تسمى أيضاً المكامن السكارنية، تتشكل على أعماق متوسطة وقريبة من سطح الأرض في ظروف الحرارة المنخفضة نوعاً ما. وهنا أيضاً تحدث عمليات تحول إلى سربنتين في مناطق تماس الصخور الكربوناتية المغنيزية مع الصخور الاندساسية الصاعدة من أعماق الأرض الحامضية والقلوية، إذ يحدث التحول في البدء على الصخور الكربوناتية المغنيزية عمليات إعادة تبلور، ثم وبفعل المحاليل السائلة والغازية - التي تحتوي في تركيبها على السليسيوم الذي يختلط مع السربنتين مباشرة، وعلى طول الشقوق وسطوح التطبق التي تتغلغل فيها مثل هذه السوائل - تبدأ بالتشكل وبكميات قليلة ألياف طويلة من الأسبست الكريزوتيلي الذي يتميز بتركيب كيميائي خالٍ تقريباً من الحديد، ثم تتحول هذه الصخور الكربوناتية المغنيزية إلى سربنتين، وعلى مساحات صغيرة، حيث تأخذ شكل خطوط وشرائط متفرقة ضيقة، أما في الأجزاء المركزية من هذه الخطوط والشرائط تتموضع مجموعات متوازية من عروق الأسبست الكريزوتيلي بثخانات مختلفة. إن مكامن هذا النوع ذات مقاييس صغيرة، ولكن أهميتها الاقتصادية عالية، خاصة أنها تُشكل المصدر الرئيس للأسبست الخالي من الحديد. إن احتياطي هذه المكامن غير كبير، وتكون ألياف الأسبست فيها قصيرة عموماً، وتأخذ توضعاتها عادة الشكل العدسي والعرقي.

إن مكامن الأسبست الأمفيبولي قليلة، ويعود معظمها إلى نموذج واحد هو الناتج من الاستعاضة التماسية، وخاصة على الصخور الغضارية؛ حيث تتشكل غالباً في مناطق قليلة العمق عن سطح الأرض، وعند درجة حرارة منخفضة، وتُرافق - عادة - صخور الألواح الحجرية (الشيست) والصخور الحديدية الاستحالية.

تنتشر مكامن الأسبست في دول كثيرة، وأشهر من يستخرجها ويصدّرها: كندا (تصدر ما نسبته 60 % من الإنتاج العالمي)، روسيا، روديسيا الجنوبية، جنوب إفريقيا، الولايات المتحدة الأمريكية، اليابان، فنلندا، قبرص، تشيكيا ، سلوفاكيا ، قيرغيزيا ، كوريا الشمالية. ويشكل الأسبست الكريزوتيلي أكثر من 95 % من الإنتاج العالمي.

تُصنف مكامن الأسبست عادة حسب محتواها منه، وهناك العديد من التصانيف العالمية منها التصنيف التالي، حيث تقسم مكامن الأسبست الكريزوتيلي إلى:

أ - مكامن ضخمة: محتواها من الأسبست أكثر من 5 مليون طن.

ب - مكامن متوسطة: محتواها من الأسبست ما بين 0.5 - 5 مليون طن.

ج - مكامن صغيرة: محتواها من الأسبست أقل من 0.5 مليون طن.

و تُقسم مكامن الأسبست الأمفيبولي إلى:

أ - مكامن ضخمة: محتواها من الأسبست أكثر من 50 ألف طن.

ب - مكامن متوسطة: محتواها من الأسبست ما بين 5 - 50 ألف طن.

ج - مكامن صغيرة: محتواها من الأسبست أقل من 5 آلاف طن.

استعمالات الأسبست

تتوقف القيمة الاقتصادية لفلزات الأسبست واستعمالاتها على عدة عوامل هي: أطوال الخيوط، مرونتها، متانتها، عزلها الكهربائي، خمولها الكيميائي، مقاومتها للاحتراق.

ومن الجدير ذكره أن عمليات الانحلال والتجوية الطبيعية تؤثر في مكامن الأسبست فتؤدي دوراً كبيراً في تقييم قيمتها الاقتصادية، لأنها تخفض كثيراً من متانة الألياف، وبالتالي تتردى مواصفاتها وتقل قيمتها الاقتصادية.

يُستخدم الأسبست في مجالات صناعية عديدة، وتبلغ أنواع المصنوعات التي يمكن أن يدخل فيها الأسبست قرابة 2000 نوع، وهناك صناعات مهمة جداً يدخل فيها الأسبست عنصراً رئيسياً (وأحياناً وحيداً) يُذكر منها على سبيل المثال:

استعمال الكمية الأكبر من الأسبست الكريزوتيلي (60 %) ذات أطوال الخيوط القصيرة، في صناعة الإسمنت الأسبستي الذي يدخل فيه الأسبست بنسبة 12- 20 % والباقي 80 - 88 % إسمنت بورتلندي (أسود)، ومن هذا الإسمنت تُصنَّع صفائح الأسقف والجدران وبلاطاتها، وألواح جدرانية، وأنابيب لمختلف الاستعمالات في مياه الشرب و المجارير والنفط والغاز، وبمقاييس مختلفة بحسب الحاجة لها، كما يُستخدم أيضاً في طلاء الأفران الحرارية، وأنابيب التمديدات الحرارية والكهربائية، وبعض أنواع القرميد الحراري، وأقراص مكابح السيارات، ومصنوعات أخرى كثيرة مقاومة للحرارة والاحتراق والفعل الكيميائي، وفي صناعة بعض أنواع الدهانات والمرشحات الكرتونية الأسبستية.

ويُستخدم الأسبست أيضاً في حياكة النسيج الأسبستي الذي يُستعمل في تحضيره الأسبست الكريزوتيلي العالي الجودة، والذي يبلغ متوسط أطوال أليافه أكثر من 5 مم، على نحو رئيسي، مع 20- 52% قطن، حيث تُغزل الخيوط معاً ليُنسج منها فيما بعد أنواع مختلفة من النسيج الأسبستي مثل: النسيج المجدول، ونسيج الحشوات، ونسيج الثياب المقاومة للحرارة العالية والاحتراق والحموض. ويُستخدم أيضاً في صناعة العزقات المُقساة، وعوازل أسلاك الكهرباء، والعوازل الحرارية، وعوازل الصوت، وأقراص الوصلات القماشية، وصناعة الفتائل والحبال الأسبستية. وتدل الاكتشافات على أن الرومان كانوا أول من استخدم فتائل الأسبست في مصابيح الإنارة.

أما الأسبست الكريزوتيلي فيُستعمل في إنتاج الكرتون، والورق الأسبستي المتوسط والمنخفض الجودة، ويُحضَّر منه أيضاً المصنوعات الأسبستية المطاطية؛ مثل الكادينيت والكليكيريت والصوف الأسبستي العازل.

يُستخدم الأسبست الأمفيبولي في المجالات نفسها تقريباً ولكن بدرجة أقل (بسبب خواصه الأقل جودة من الأسبست الكريزوتيلي)، ويُستعمل خاصة في تحضير مصنوعات مقاومة للحموض والقلويات في الوقت نفسه، (وهذه صفة خاصة بالأسبست الأمفيبولي، إذ إن الأسبست الكريزوتيلي يتأثر تأثراً ضعيفاً بالحموض). ومُقاومة جيدة لفعل مياه البحار، إضافة إلى أنه يُستخدم في تحضير الحلي التجميلية الأسبستية.

ومن الجدير ذكره أن المرشحات المصنوعة من بعض أنواع الكرتون الأسبستي - خاصة المصنوعة من ألياف فلز الأسبست الروديسيتي- تُستخدم أيضاً في تنقية الهواء من الغبار النووي المُشع.

الأضرار الصحية

إن الألياف الطويلة من الأسبست في الطبيعة التي لم تتعرض لعوامل الانحلال والتجوية - أي التي لم تنقسم إلى أجزاء صغيرة جداً تشبه الغبار الناعم بحجومها - لا تؤدي إلى أي أضرار صحية للإنسان، ولكن عند تعرض توضعات الأسبست في الطبيعة لعوامل التجوية؛ فإن الألياف الأسبستية تتفكك إلى دقائق ناعمة جداً، وعندما يستنشقها الإنسان على شكل غبار فإنها تؤدي إلى آفات سرطانية خطرة جداً مثل التسمك في الجنب (ميزوثيليوما mesothelioma) وورمه وتكلسه، والتي تظهر أعراضها في أعمار متقدمة، ولا تظهر أعراض هذه الآفات مباشرة بل تبدأ بالظهور بعد تعرض الإنسان لهذا الغبار لمدة تزيد على ثلاثين سنة. تُصادف مثل هذه الإصابات في مناطق وجود الأسبست في الساحل السوري. أما الألياف الطويلة غير المتحلّلة والمتينة فلا يمكنها دخول الجهاز التنفسي ولا تضر بالصحة العامة.

كذلك ينطلق غبار ناعم جداً من الألياف المطحونة عند طحن الأسبست لتصنيعه، فإذا ما تعرض له الإنسان لمدة طويلة تزيد على 10 سنوات فستؤدي إلى تليف الرئتين وحدوث أورام الجنب. وينجم هذا الورم عن التعرض لغبار الأسبست الأزرق أكثر من غيره. ويمكن لهذا الغبار أن ينتقل في ثياب من تعرضوا له إلى أناس آخرين لا يعملون بهذه المهنة، على سبيل المثال زوجات هؤلاء الرجال عند ملامسة هذه الثياب. ويؤدي التعرض لغبار ألياف الأسبست البُني والأبيض لعدة سنوات إلى تليُف الرئتين.

ويمكن أيضاً في بعض الحالات ظهور أورام خارج الجهاز التنفسي كالأورام البسيطة جداً في البنكرياس والقولون، وقد يحدث ذلك عن طريق شرب المياه الملوثة بهذا الغبار التي تنقل بأنابيب يدخل في تصنيعها الأسبست. مما يجدر ذكره أن أكثر تلك الأمراض ينتج من غبار الألياف المنحنية (المقوسة).

التصنيف : الكيمياء اللاعضوية

النوع : الكيمياء اللاعضوية

المجلد: المجلد الثاني

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية