آلومینیوم فسفید را بشناسیم

آلومینیوم فسفید یا قرص برنج، ترکیب شیمیایی کاربردی و درعین‌حال کشنده! شاید این سؤال برای شما عزیزان پیش بیاید که چگونه یک ماده کشنده می‌تواند این چنین معروف و پرکاربرد باشد؟ با ما همراه باشید تا از دریچه علم شیمی و زیست‌شناسی به شناختی دقیق و منطقی از این ماده برسیم.

بررسی ماهیت شیمیایی آلومینیوم فسفید

آلومینیوم فسفید (Aluminium Phosphide) نام آیوپاک ماده‌ای است که در علم شیمی با نام‌های دیگری از قبیل Aluminium(III) phosphide، Aluminium monophosphide، Phostoxin و Phostoxin نیز شناخته می‌شود. دارای فرمول مولکولی AlP بوده و به شکل بلورهای زرد یا خاکستری وجود دارد. جرم مولکولی و چگالی این ماده به ترتیب 58.0 g/mol و 2.42 g/cm³ است. دمای ذوب این ماده کمتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد اندازه‌گیری شده است. نکته مهم دیگری که دررابطه‌با این ماده وجود دارد، میزان انحلال‌پذیری آن در آب است که بر اساس مشاهدات موجود، به‌عنوان محلول در آب ثبت گردیده است. متأسفانه بر طبق آمارهای موجود، قرص برنج یکی از رایج‌ترین مواد مورداستفاده برای خودکشی در ایران است

قرص برنج از معدود موادی است که در ایران برخلاف اکثر کشورهای دنیا به‌راحتی در دسترس عموم قرار می‌گیرد. علت این امر نیز به استقبال بالای کشاورزان ایرانی جهت استفاده از آن برای ازبین‌بردن آفات باز می‌گردد. این آفت‌کش در ایران به‌راحتی در عطاری‌ها مورد خریدوفروش قرار می‌گیرد. به همین جهت است که آمار مسمومیت و مرگ در ایران توسط این ماده بسیار بالا است. در سایر کشورها، از جمله کشورهای پیشرفته علاوه بر اینکه استفاده از آلومینیوم فسفید کاهش پیدا کرده، دسترسی به این ماده برای عموم نیز محدود و تقریباً غیرممکن است. زیرا که بر اساس هشدارهای سازمان بهداشت جهانی، این ماده بسیار خطرناک و مخل حیات انسان و بسیاری از گونه‌های جانوری است.

نحوه‌ سنتز آلومینیوم فسفید

در صنایع شیمیایی، آلومینیوم فسفید را با نام‌های تجاری کویک‌فوس (QuickPhos) و سلفوس (Celphos) نیز می‌شناسند. ساخت این ماده ازآن‌جهت که کاربردهای اساسی در صنعت دارد، اهمیت ویژه‌ای دارد. از سوی دیگر، به علت خطراتی که ایجاد می‌کند، در همان ابتدای کار دوز سمیت آن را محاسبه می‌نمایند پس از ساخت AlP، دوز مرگ‌آوری که برای آن در نظر می‌گیرند تقریباً بین ۰.۱۵ تا ۰.۵ گرم (معادل ۰.۰۰۵۳ تا ۰.۰۱۸ اونس) است. برای اینکه بتوان کریستال‌های این فسفید را ساخت می‌بایست از طریق واکنش ادغامی زیر، آلومینیوم را وادار به واکنش کرد:
4Al + P4 → 4AlP

پس از ساخت AlP ، نگهداری از ماده تازه ساخته شده بسیار حائز اهمیت است. علت این امر نیز واکنش‌پذیری بسیار بالای AlP با رطوبت موجود در هوا و ایجاد محصولات کشنده است. ازاین‌رو، پس از تولید AlP می‌بایست آن را از هر گونه منبع رطوبتی دور نگه داشت. گاز فسفین حاصل از واکنش AlP با آب بسیار سمی و کشنده است. اشتعال‌زایی گاز فسفین بسیار بالاست و به‌راحتی می‌تواند موجب آتش‌سوزی شود. علت این امر نیز از ماهیت شیمیایی آن سرچشمه می‌گیرد. گاز فسفین یک ترکیب پیروفوریک بسیار خطرناک است. توجه داشته باشید که ترکیبات پیروفوریک می‌توانند به‌راحتی در هوا مشتعل شوند.

آشنایی با کاربردهای صنعتی آلومینیوم فسفید

عمده‌ترین کاربرد آلومینیوم فسفید، استفاده از آن به‌عنوان یک آفت‌کش و محافظ برای محصولات از جمله غلات است. در بسیاری از نقاط دنیا برای اینکه AlP را در انبارها و سوله‌های ذخیره‌سازی غلات مورداستفاده قرار دهند از روش تدخینی کمک می‌گیرند. از این آفت‌کش به‌عنوان جونده‌کش و حشره‌کش برای دانه‌های ذخیره شده استفاده می‌کنند. این سم می‌تواند سبب مرگ پستانداران کوچک شود. قرص‌ها یا گلوله‌های قرص گندم یا برنج، معمولاً حاوی مواد شیمیایی دیگری هستند که آمونیاک و دی‌اکسیدکربن تولید می‌کنند (مانند کاربامات آمونیوم). این ماده سبب کاهش پتانسیل اشتعال‌زایی یا انفجار خود به خودی گاز فسفین می‌گردد. حتی گلوله‌های AlP به‌صورت مخلوط با غذا برای مصرف توسط جوندگان نیز ارائه می‌شود. اسید موجود در دستگاه گوارش جوندگان با فسفید وارد واکنش می‌شود و گاز سمی فسفین تولید می‌گردد. گاز فسفین طبق معادله هیدرولیز زیر تولید می‌شود:
2 AlP + 6 H2O → Al2O3∙3 H2O + 2 PH3

کاربردهای دیگری که برای این آفت‌کش ثبت کرده‌اند و البته پایه عملی ندارند، استفاده در سازه‌ها و تأسیسات در حال ساخت؛ مانند کشتی‌ها، هواپیماها و سیلوهای غلات (به‌عنوان یک ماده بخور) است. در تمامی این ساختارها می‌توان AlP را به طور مؤثری در یک غشای ضد گازی محصور کرد و در نتیجه بخارات حاوی فسفین را متمرکز نمود و سپس مواد بخور را مستقیماً به لانه جوندگان اعمال کرد. AlP یک ماده نیمه‌هادی است. به همین علت، معمولاً با سایر مواد دوتایی برای کاربرد در دستگاه‌هایی مانند دیودهای ساطع‌کننده نور (مانند آلومینیوم گالیوم ایندیم فسفید) آلیاژ می‌شود.

مزایا و معایب استفاده از آلومینیوم فسفید

متأسفانه، به علت ماهیت فوق‌العاده سمی آلومینیوم فسفید مصارف کمی برای این ماده وجود دارد. همان‌گونه که تا به این قسمت از مقاله مشاهده کردید، AlP ماده‌ای بسیار سمی و کشنده است. ازاین‌رو، کارکردن با آن بسیار دشوار است. تنها یک اشتباه کوچک و یا یک سهل‌انگاری می‌تواند خطرات جبران‌ناپذیر و مرگباری به دنبال داشته باشد. از سوی دیگر، ماهیت واکنش‌پذیر این ماده موجب سخت‌شدن نگهداری از آن می‌شود. زیرا که علاوه بر رطوبت، احتمال ایجاد شعله نیز از دیگر موارد خطر در هنگام نگهداری و ذخیره آن است.

ممکن است این سؤال برای شما عزیزان پیش بیاید که با این اوصاف، چه نیازی به تولید AlP است؟ ماده‌ای که نه‌تنها به‌خودی‌خود مرگبار است، بلکه نگهداری و ذخیره آن نیز مرگبار و هزینه برخواهد بود؟ در پاسخ به این سؤال می‌توان به میزان اثربخشی این ماده، به‌عنوان محکم‌ترین دلیل تولید آن اشاره کرد. AlP به علت سمیت بالا و اثربخشی سریع توانسته است جایگاه خود را به‌عنوان یکی از بهترین و مؤثرترین آفت‌کش و جونده‌کش‌ها حفظ کند. به همین علت است که با وجود خطرات بسیار بالای آن برای انسان، همچنان تولید می‌گردد.

خطرات آلومینیوم فسفید و نکات ایمنی مهم

یکی از نکاتی که متأسفانه دررابطه‌با آلومینیوم فسفید موجب نگرانی شده است، ساخته‌نشدن پادزهری مناسب برای این ماده است. در صورت استشمام قرص برنج توسط فرد، علائم مسمومیت ایجاد خواهد شد. در صورت عدم مداوا و خروج سریع سم از بدن وی، مرگ این فرد حتمی خواهد بود. گاز فسفین به علت ویژگی سیتوتوکسیتی خود باعث ایجاد جراحاتی توسط رادیکال‌های آزاد می‌شود. فعالیت آنزیم‌های موجود در سلول‌های حیاتی را مختل کرده و سبب نابودی بافت‌ها می‌گردد! این ماده ظرف سه تا چهار ساعت می‌تواند قلب و سیستم تنفسی را دچار مشکل کند و فرد را با مرگی دردناک مواجه سازد.

از عوارض حاد این ماده می‌توان به ایجاد گیجی، سردرد، خستگی، سرفه‌های همراه با خلط سبزرنگ، تهوع و استفراغ، اختلال در حرکت و صحبت‌کردن، اسهال و درد معده اشاره کرد. علاوه‌برآن، مصرف خوراکی محصولات حاوی AlP همچنین می‌توانند سبب تنگی نفس، عطش، احساس سرما، تشنج و کما شوند. بعد از ۴ روز و حداکثر ۲ هفته نیز فرد به علت نارسایی قلبی فوت خواهد کرد. البته عوارض مزمنی مانند کاهش وزن، کاهش اشتها، شکستگی خودبه‌خود استخوان‌ها، آنمی، دندان‌درد و همچنین تورم و نکروز فک نیز ایجاد خواهد شد.

سوالات متداول آلومینیوم فسفید را بشناسیم

 ۱- دلایل مصرف خوراکی قرص برنج چیست؟

بر اساس گزارش‌های موجود، افراد ممکن است به چند دلیل از این قرص‌ها استفاده نمایند. مصرف اشتباه قرص موجود در کیسه برنج، مصرف قرص‌های قلابی توهم‌زا با ترکیبات قرص برنج، مصرف این قرص به جهت خودکشی از جمله دلایل مصرف این ماده هستند.

 ۲- از چه جایگزین‌هایی برای این ماده می‌توان استفاده کرد؟

باتوجه‌به پیشرفت‌های موجود در علم شیمی و زیست‌شناسی، جایگزین‌های کم‌خطر و مناسب‌تری برای دفع آفات وجود دارد. به‌عنوان‌مثال می‌توان از برنج‌های تراریخته و مقاوم به آفات استفاده کرد. حتی می‌توان از قرص‌های برنجی که دارای منابع معدنی و گیاهی هستند نیز استفاده نمود.

 ۳- شیوه نگهداری از قرص‌های برنج چگونه است؟

این قرص‌ها می‌بایست به‌دوراز دسترس کودکان و حیوانات نگهداری شوند. محیط نگهداری این قرص‌ها نباید محوطه‌ای بسته و بدون تهویه مناسب باشد. در زمان استفاده نیز می‌بایست از دستکش و ماسک محافظ استفاده کرد.

 ۴- اندام‌هایی که پس از مواجه با این قرص‌ها بیشترین آسیب را می‌بینند، کدام‌اند؟

اندام‌هایی که به مقدار بیشتری اکسیژن نیاز دارند در مواجه با این سم نسبت به سایر اندام‌ها حساس‌تر و آسیب‌پذیرتر هستند. از جمله این ارگان‌ها می‌توان به مغز، قلب، کلیه و کبد اشاره کرد.

 ۵- اقدامات اولیه کمک به افراد مسموم شده با قرص‌های برنج چیست؟

برای کمک اولیه به بیمار بهتر است سریعاً وی را به هوای آزاد منتقل کرده و با ایجاد تهوع، سعی کنید ماده را خارج نمایید. پس از آن نیز بیمار را هر چه سریع‌تر به مراکز درمانی منتقل کنید تا پزشک درمان‌های ممکن را انجام دهد.