अगदी प्राचीन काळापासून मानवाच्या दैनंदिन जीवनात धातूपासून बनविलेले पदार्थ तसेच धातुजन्य पदार्थ यांचा उपयोग केला जात आहे. अठराव्या शतकात सुरू झालेल्या औद्योगिक क्रांतीनंतर धातूंचा उपयोग विविध क्षेत्रांत प्रचंड प्रमाणात वाढला. परंतु, धातूच्या वाढत्या उपयोगाबरोबरच त्याचे अनेक दुष्परिणामही विसाव्या शतकात प्रकर्षाने समोर येऊ लागले. १९५६ मध्ये जपानमधील मिनामाटा (Minamata) येथे घडलेल्या औद्योगिक दुर्घटनेत पारायुक्त पदार्थ मिसळलेल्या प्रदूषित पाण्यामुळे सुमारे दोन हजार नागरिक मृत्युमुखी पडले; हजारो नागरिकांना विविध आजारांना सामोरे जावे लागले, तर अनेकांना कायमचे अपंगत्व आले. याचाच परिणाम म्हणून या घटनेनंतर धातू व इतर रासायनिक पदार्थ यांच्यामुळे होणारे दुष्परिणाम या विषयावर जगामध्ये सर्वत्र विचारमंथन व संशोधन सुरू झाले. परिणामी या दुर्घटनेपर्यंत दुर्लक्षित असलेल्या ‘ धातू-विषशास्त्र ’ (Metal Toxicology) या विषयाच्या अभ्यासाला गती मिळाली.
अब्जांश पदार्थांच्या अनेकविध दुष्परिणामांचा सखोल अभ्यास करणे हे वैज्ञानिकांपुढील एक फार मोठे आव्हान आहे. पृथ्वीवरील वातावरण आणि सजीवसृष्टी यांवर अब्जांश पदार्थांचे जे दुष्परिणाम होतात, त्यासंबंधीच्या अभ्यासाची ज्ञानशाखा म्हणजेच ‘ अब्जांश पदार्थ विषशास्त्र ’ होय. यामध्ये (१) जैवसाखळीमधील अब्जांश पदार्थांचा प्रवेश व त्याची माध्यमे, अब्जांश पदार्थांमुळे सजीवांवर होणाऱ्या विविध प्रक्रिया व दुष्परिणाम, यासाठी घेण्यात येणारी खबरदारी आणि संरक्षणात्मक उपाय; (२) अब्जांश पदार्थांचा पर्यावरणावर होणारा दुष्परिणाम; (३) अब्जांश पदार्थांचा औद्योगिक क्षेत्रावर होणारा परिणाम इत्यादी गोष्टींचा शास्त्रीय अभ्यास केला जातो.
अब्जांश पदार्थांच्या दुष्परिणामांची व्याप्ती : अब्जांश तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासामुळे अब्जांश पदार्थांची निर्मिती आणि त्यांचा विविध क्षेत्रातील वापर यांत सातत्याने वाढ होत आहे. परिणामतः वातावरणात मिसळणाऱ्या अब्जांश कणांमुळे वातावरण दिवसेंदिवस अधिकाधिक प्रदूषित होत आहे. परिस्थितीनुरूप अब्जांश पदार्थ हानिकारक ठरत आहेत. आकार व आकारमान यांबाबतीत अब्जांश पदार्थांचे सजीवांच्या अनेक जैवयंत्रणांशी कमालीचे साधर्म्य आहे. या विस्मयकारी साधर्म्यामुळेच मानवासहित अन्य सजीवांच्या जीवनचक्रावर विपरीत परिणाम दिसून येत आहेत व त्यांचा सामना करण्याची मोठी आव्हाने निर्माण झाली आहेत. पंचकोनी वा षट्कोनी आकार असलेल्या ‘ अब्जांश नलिका ’ (Nano tubes) हे सजीवांमधील ‘ क्लॅथ्रीन ’ (Clathrin) या प्रथिनाच्या आकार व आकारमानाशी तंतोतंत जुळतात. त्यांच्या अतिसूक्ष्म आकारमानामुळे सजीवांच्या नैसर्गिक संरक्षण यंत्रणेस चकवा देऊन ते अन्न, पाणी, वारा अशा माध्यमांद्वारे सजीवांच्या शरीरांत अगदी सहज आणि बेमालूमपणे प्रवेश करतात व सजीवांच्या जैविक क्रियांमध्ये अडथळे निर्माण करतात. १,००० नॅनोमीटरपेक्षा अधिक आकारमान असलेले अब्जांश कण श्वसनावाटे शरीरात गेल्यास ते पदार्थ श्वसनसंस्थेतील संरक्षण यंत्रणेद्वारा लगेच शरीराबाहेर फेकले जातात किंवा त्यांचा प्रवेशच रोखला जातो. मात्र, १-१०० नॅनोमीटर आकारमान असलेले अतिसूक्ष्म अब्जांश कण श्वसनमार्गातून शरीरात अगदी सहजपणे प्रवेश करतात व श्वसनसंस्थेतील विविध भागांत रुतून बसतात. त्यामुळे श्वसनमार्ग, श्वासनलिका, फुप्फुस इत्यादींचे विविध आजार निर्माण होतात.
अब्जांश पदार्थांचे दुष्परिणाम तपासण्याच्या पारंपरिक शास्त्रीय पद्धती याबाबतीत पुरेशा पडत नाहीत. त्याचे प्रमुख कारण म्हणजे अब्जांश पदार्थांची विषाक्तता (Toxicity) ही केवळ त्यांच्या प्रमाणावर अवलंबून नसून त्यांचा आकार व आकारमान यांवरदेखील अवलंबून असते. उदा., अनावरणी (Single walled) स्वरूपातील लोह अब्जांश नलिका ह्या बहुआवरणी अब्जांश नलिकांपेक्षा सजीवांच्या पेशींना अधिक हानी पोहोचवितात. चांदीचे १५ नॅनोमीटर कण हे चांदीच्या ३०-३५ नॅनोमीटर कणांपेक्षा जास्त क्रियाशील असतात. त्यामुळे ते विध्वंसक वायूची निर्मिती करून जैवपेशींचा नाश करतात. जस्ताच्या गोल आकाराच्या अब्जांश कणांपेक्षा त्याच्या अब्जांश नलिका फुप्फुसाच्या पेशींना अधिक हानी पोहचवितात, तर याउलट सोन्याचे गोल अब्जांश कण हे त्याच्या अब्जांश नलिकांपेक्षा जास्त हानीकारक असतात.
अब्जांश पदार्थाच्या केवळ ३०-३५ नॅनोमीटर कणांचा श्वसनाद्वारे जर शरीरात प्रवेश झाला, तर असे कण घ्राणेंद्रियाच्या श्लेष्मल त्वचेमधून केंद्रीय मज्जासंस्थेकडे प्रवेश करतात व त्यात बिघाड निर्माण करतात. सर्वसाधारणपणे अन्य घातक पदार्थांप्रमाणेच अब्जांश पदार्थ मुख्यतः त्वचा, श्वसन संस्था, हृदय आणि मज्जा संस्था यांवर दुष्परिणाम करतात. सारांशाने असे म्हणता येईल की, अब्जांश पदार्थ हे वनस्पती, प्राणी, जीवाणू व विषाणू यांच्या जीवनचक्रांत विविध प्रकारे कमी-अधिक तीव्रतेचे नुकसान पोहचवितात.
अब्जांश तंत्रज्ञान हे निर्विवादपणे विविध क्षेत्रांत कमालीचे उपयुक्त ठरत आहे; परंतु त्यांच्या दुष्परिणामांची व्याप्तीसुद्धा तेवढीच मोठी आहे याची प्रचीती आता येऊ लागली आहे. म्हणूनच भविष्यात अब्जांश पदार्थांपासून होणाऱ्या दुष्परिणामांचा सखोल अभ्यास करणे अत्यावश्यक आहे.
संदर्भ :
- टॉक्सिकोलॉजि लेटर्स, १९९६, खंड ८८, २९३-२९८.
- ईन्व्हारमेंटल हेल्थ प्रोस्पेक्टिव , खंड ११४ (१२), २००६.
समीक्षक – वसंत वाघ
