28 ก.ย. 2023 เวลา 04:26 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

เหมืองโมสุมิ : จากพิษร้ายแรงจนถึงการศึกษาจิ๊กซอว์ของเอกภพ

ย้อนเวลากลับไปราวๆร้อยปีก่อน ช่วงปี ค.ศ. 1912 ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 จะปะทุขึ้นไม่กี่ปี ชาวบ้านแถบลุ่มแม่น้ำจินซู ในจังหวัดโทะยะมะ เจอกับโรคประหลาดที่ไม่มีใครรู้สาเหตุที่มาที่ไป อาการคือความเจ็บปวดแสนสาหัสที่กระจายไปทั่วร่าง โดยเฉพาะกระดูกสันหลังและตามข้อต่อ บางคนถึงกับกระดูกหักง่ายจนยิ่งทวีความเจ็บปวดเข้าไปอีก ในช่วงแรกที่โรคประหลาดนี้ถูกพบมันไม่ได้กระจายเป็นวงกว้างอย่างโรคระบาดจึงไม่ได้มีการมาสอบสวนสาสาเหตุอย่างจริงจัง
3
แม่น้ำจินซู
ต้องรอจนเวลาผ่านไปถึงช่วงปี ค.ศ. 1955 จึงเริ่มมีการตื่นตัว และมีการเสนอสมมติฐานว่าโรคลึกลับนี้เกิดจากการติดเชื้อจุลินทรีย์ แต่การเก็บหลักฐานเพิ่มเติมทำให้พบว่าโรคดังกล่าวพบแค่บริเวณลุ่มแม่น้ำจินซูเท่านั้น ในที่สุดความจริงก็ปรากฏว่าแม่น้ำจินซูถูกปนเปื้อนด้วยสารแคดเมียมที่กระจายออกมาจากการทำเหมืองชื่อ โมสุมิ (Mozumi mine)
1
แคดเมียมที่ออกสู่แม่น้ำไหลออกไปอย่างต่อเนื่องและไปสะสมอยู่ในดินแถบลุ่มแม่น้ำ ทำให้พืชผลต่างๆ เช่น ข้าว มีการสะสมแคดเมียมไว้ ทำให้ชาวบ้านที่อยู่บริเวณนั้นได้รับพิษจากแคดเมียมไปเต็มๆ มันเข้าไปดึงแคลเซียมที่สะสมในกระดูกออกมาส่งผลให้กระดูกพรุนลงและแตกหักง่ายขึ้น ความผิดปกติจะส่งผลให้ระบบกล้ามเนื้อที่มีการทำงานร่วมกับกระดูกเกิดความผิดปกติ จนส่งผลให้เจ็บปวดทรมานไปถึงกระดูก
1
โลหะแคดเมียม
โรคดังกล่าวจึงมีชื่อว่า อิไตอิไต ที่แปลว่า เจ็บปวด ซึ่งความเจ็บปวดนี้เป็นบทเรียนครั้งใหญ่ของญี่ปุ่น จนกล่าวได้ว่ามันเป็นหนึ่งในสี่มลภาวะที่รุนแรงที่สุดเท่าที่ญี่ปุ่นเคยประสบพบเจอมา (อีกสองครั้งเกิดจากพิษปรอทที่ทำให้เกิดโรคมินามาตะ และ อีกครั้งเป็นผลมาจากพิษซัลเฟอร์ไดออกไซด์)
4
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าแคดเมียมจะเป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ แต่ปริมาณการผลิตธาตุแคดเมียมออกมาใช้งานทั่วโลกกลับมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีการควบคุมดูแลทั้งเรื่องการผลิตและการใช้งานให้อยู่ในปริมาณที่เหมาะสมปลอดภัยยิ่งขึ้น
ถ่านไฟฉายหรือแบตเตอรี่แบบที่ชาร์จไฟได้นั้นมีหลายแบบ หนึ่งในแบบที่ได้รับความนิยมสูงคือ ถ่านประเภทนิกเกิลแคดเมียม (หรือนิแคด) ที่ชาร์จไฟได้หลายครั้งและอายุการใช้งานยาวนาน นอกจากนี้แคดเมียมยังมีความสำคัญต่อการนำไปผลิตโซลาร์เซลล์ชนิด แคดเมียมเทลลูไรด์ (Cadmium telluride) ที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั่วโลก การทิ้งถ่านไฟฉายและโซลาร์เซลล์ใช้แล้วแยกออกจากขยะอื่นๆจึงจำเป็นอย่างยิ่งต่อการนำไปจัดการต่อให้เรียบร้อย
1
ถ่านชนิดนิเกิ้ลแคดเมียม
ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แคดเมียมยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของแท่งควบคุมปฏิกิริยา (Control rod) ที่ทำหน้าที่ควบคุมปฏิกิริยาฟิชชันในโรงไฟฟ้าให้เป็นไปอย่างเหมาะสม สารในแท่งควบคุมจะสามารถดูดซับนิวเตรอนได้ดีโดยที่พอดูดซับแล้วตัวมันจะต้องไม่กลายเป็นสารกัมมันตรังสี ดังนั้นเมื่อแท่งควบคุมถูกดันเข้าไปจะไปหน่วงปฏิกิริยานิวเคลียร์ให้ช้าลงอย่งารวดเร็วจนหยุดได้ในที่สุด และถ้าดึงออกมาปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็จะเกิดด้วยอัตราที่สูงขึ้นๆนั่นเอง
1
ก่อนจบกลับมาที่เหมืองโมสุมิที่เป็นต้นเหตุของโรคอิไตอิไตอีกครั้ง เหมืองแห่งนี้ตั้งอยู่ในเขตคามิโอกะ ในจังหวัดกิฟุ ภายหลังมาเหมืองแห่งนี้ถูกสร้างเป็นห้องปฏิบัติการด้านฟิสิกส์ชื่อ Kamioka Observatory อันมีชื่อเสียงไปทั่วโลกจากผลงานการศึกษานิวตริโนซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานที่ตรวจจับได้ยากมากๆจนเป็นหนึ่งในห้องปฏิบัติการที่ค้นพบปรากฏการณ์ Neutrino oscillation ส่งผลให้นักฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องได้รับรางวัลโนเบลกันเลยทีเดียว
2
Kamioka Observatory
แคดเมียมคงเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่า ธาตุที่มีความเป็นพิษสูงนั้น อีกด้านหนึ่งของมันเต็มไปด้วยประโยชน์ที่นำมาใช้งานได้มากมาย การพยายามควบคุมและใช้งานอย่างถูกต้องน่าจะเป็นโจทย์สำคัญที่มนุษยชาติต้องเผชิญไปอีกยาวๆ
3
*สารประกอบแคดเมียมยังมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีที่เรียกว่า ควอนตัมดอท (Quantum dot) ด้วย
4
โฆษณา