Investigating the toxicity and bioaccumulation of palladium black and palladium chloride in earthworms (Eisenia fetida)

हमारे पैरों के नीचे की ज़मीन शायद ही कभी सिर्फ मिट्टी होती है; यह एक जीवित, सांस लेती प्रणाली है जो सूक्ष्म जीवन और जटिल रासायनिक अंतःक्रियाओं से भरी हुई है। इस भूमिगत दुनिया के सबसे महत्वपूर्ण कार्यकर्ताओं में केंचुए शामिल हैं। ये जीव केवल बिल नहीं बनाते; वे मिट्टी को हवादार बनाते हैं, कार्बनिक पदार्थों को तोड़ते हैं और पोषक तत्वों का पुनर्चक्रण करते हैं, जिससे वे उन इंजीनियरों के रूप में कार्य करते हैं जो स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र को स्वस्थ रखते हैं। जब मिट्टी में जहरीले पदार्थ प्रवेश करते हैं, तो ये मेहनती जीव अक्सर सबसे पहले इसके प्रभाव को महसूस करते हैं, जो पूरे पर्यावरण के स्वास्थ्य के लिए एक चेतावनी संकेत के रूप में कार्य करते हैं। हाल के दशकों में, प्लैटिनम-समूह के तत्वों के रूप में ज्ञात धातुओं का एक विशिष्ट समूह सड़क के किनारे की मिट्टी में लगातार जमा हो रहा है। ये धातुएं, जिनमें पैलेडियम भी शामिल है, उन कैटेलिटिक कन्वर्टर के आवश्यक घटक हैं जो कारों में पाए जाते हैं, जो धुएं को साफ करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण हैं। हालांकि, जैसे-जैसे वाहन चलते हैं और ये कन्वर्टर घिसते हैं, इन धातुओं के सूक्ष्म कण पर्यावरण में झड़ जाते हैं। जबकि वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात पर नज़र रख रहे हैं कि मिट्टी में इन धातुओं की कितनी मात्रा मौजूद है, एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनसुलझा रह गया था: क्या धातु का विशिष्ट रासायनिक रूप मायने रखता है? जिस तरह चीनी और पत्थर की कैंडी का एक टुकटा दोनों एक ही पदार्थ से बने होते हैं लेकिन पानी में बहुत अलग व्यवहार करते हैं, धातुओं के विभिन्न रूप जीवित चीजों पर बहुत अलग प्रभाव डाल सकते हैं। कुछ रूप आसानी से घुल सकते हैं और किसी जीव के शरीर में प्रवेश कर सकते हैं, जबकि अन्य निष्क्रिय रह सकते हैं और सीधे शरीर से बाहर निकल सकते हैं।

मेलबर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने सामान्य केंचुए, Eisenia fetida को अपना विषय बनाकर इसी प्रश्न की जांच करने के लिए हाथ बढ़ाया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या पैलेडियम जिस रूप में मिट्टी में मौजूद है, वह इन जीवों के लिए उसके खतरे को बदल देता है। विशेष रूप से, उन्होंने पैलेडियम के दो बहुत अलग संस्करणों की तुलना की। एक था पैलेडियम क्लोराइड, एक घुलनशील लवण जो पानी में आसानी से घुल जाता है, जो उस रूप का प्रतिनिधित्व करता है जो मिट्टी में आसानी से घूम सकता है और किसी जानवर के शरीर में प्रवेश कर सकता है। दूसरा था "पैलेडियम ब्लैक," एक ठोस, कणमय धातु जो आसानी से नहीं घुलती है, जो कार के साइलेंसर से गिरने वाली कच्ची, धात्विक धूल का प्रतिनिधित्व करती है। वैज्ञानिकों ने केंचुओं को इन दोनों रूपों के विभिन्न सांद्रता वाले दूषित मिट्टी में रखा और बीस आठ दिनों की अवधि के दौरान देखा कि क्या हुआ। उन्होंने निगरानी की कि केंचुए जीवित रहे या नहीं, उनका वजन कितना कम हुआ, और उनके शरीर के भीतर वास्तव में कितनी धातु जमा हुई।

परिणामों ने एक स्पष्ट तस्वीर पेश की कि कैसे धातु का रासायनिक रूप उसके खतरे को निर्धारित करता है। जब केंचुओं को घुलनशील पैलेडियम क्लोराइड के संपर्क में लाया गया, तो धातु काफी हानिकारक सिद्ध हुई। परीक्षण की गई उच्चतम सांद्रता, पचास मिलीग्राम प्रति किलोग्राम मिट्टी पर, केंचुओं ने स्वच्छ नियंत्रण मिट्टी की तुलना में काफी अधिक वजन खो दिया। वास्तव में, उन्होंने उन केंचुओं की तुलना में लगभग सत्रह प्रतिशत अधिक वजन खो दिया जिन्हें धातु के संपर्क में नहीं लाया गया था। वजन का यह नुकसान केंचुओं में तनाव का एक क्लासिक संकेत है, जो यह दर्शाता है कि उनके शरीर जहरीले वातावरण से निपटने के लिए संघर्ष कर रहे हैं। इसके विपरीत, समान उच्च सांद्रता पर ठोस पैलेडियम ब्लैक के संपर्क में आए केंचुओं ने ऐसा कोई संकट नहीं दिखाया। उनका वजन स्थिर रहा, और वे स्वच्छ मिट्टी वाले केंचुओं की तरह ही जीवित रहे। अंतर स्पष्ट था: घुलनशील रूप ने नुकसान पहुँचाया, जबकि ठोस, धात्विक रूप ने नहीं।

इस जांच से कि केंचुओं के भीतर क्या हुआ, पता चला कि यह अंतर क्यों मौजूद था। शोधकर्ताओं ने केंचुओं के ऊतकों में जमा पैलेडियम की मात्रा को मापा और पाया कि घुलनशील रूप केंचुओं द्वारा अवशोषित करना बहुत आसान था। चाहे मिट्टी की सांद्रता दस मिलीग्राम प्रति किलोग्राम हो या पचास मिलीग्राम प्रति किलोग्राम, घुलनशील लवण के संपर्क में आए केंचुओं में ठोस धातु की तुलना में उनके शरीर में पैलेडियम का स्तर काफी अधिक था। इससे पता चलता है कि ठोस पैलेडियम ब्लैक के कणों को केंचुओं ने लगभग अनदेखा कर दिया, जो बिना अवशोषित हुए उनके पाचन तंत्र से गुजर गए। हालांकि, घुलनशील लवण आसानी से अवशोषित हो गया, जो संभवतः उनकी त्वचा के माध्यम से या जब उन्होंने मिट्टी के पानी का सेवन किया, तब शरीर में प्रवेश कर गया। अवशोषण में यह अंतर बताता है कि घुलनशील रूप विषाक्त क्यों था जबकि ठोस रूप नहीं था; केंचुओं ने बस इतनी ठोस धातु नहीं ली जिससे उन्हें बुरा प्रभाव पड़े।

ये निष्कर्ष हमें यह आकलन करने के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रदान करते हैं कि हमें अपने पर्यावरण में धातु प्रदूषण के जोखिम का मूल्यांकन कैसे करना चाहिए। अध्ययन सुझाव देता है कि मिट्टी में पैलेडियम की कुल मात्रा को मापना ही उसके द्वारा उत्पन्न खतरे को समझने के लिए पर्याप्त नहीं है। धातु का रासायनिक रूप उसकी मात्रा जितना ही महत्वपूर्ण है। जबकि कारों के साइलेंसर से निकलने वाले ठोस धात्विक कण वर्तमान में केंचुओं के लिए कम जोखिम पैदा करते हैं क्योंकि वे आसानी से अवशोषित नहीं होते हैं, स्थिति बदल सकती है यदि ये कण समय के साथ टूट जाते हैं। यदि पर्यावरणीय अपक्षय (weathering) ठोस धातु को अधिक घुलनशील रूप में बदल देता है, तो मिट्टी के जीवन के लिए जोखिम नाटकीय रूप रूप से बढ़ सकता है। शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि कम सांद्रता पर भी, जहाँ केंचुओं ने वजन नहीं खोया, फिर भी उन्होंने अपने शरीर में धातु को जमा किया। यह संचय महत्वपूर्ण है क्योंकि केंचुए पक्षियों और अन्य जानवरों के लिए भोजन का स्रोत हैं; यदि धातु केंचुओं में जमा होती है, तो यह खाद्य श्रृंखला में ऊपर जा सकती है। अंततः, यह कार्य इस बात पर प्रकाश डालता है कि प्रदूषकों का भाग्य और विषाक्तता काफी हद तक उनकी रासायनिक पहचान पर निर्भर करती है, जो हमें याद दिलाती है कि मिट्टी की जटिल रसायन विज्ञान में, पदार्थ जिस रूप में होता है वही एक हानिरहित कण और एक मौन जहर के बीच का अंतर हो सकता है।