بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
ارزیابی ریسک کادمیوم و جیوه ناشی از مصرف ماهیان
چکیده
با توجه به نقش مهم محصولات دریایی در تامین غذای مردم جهان و شناسایی مطلوبیت و برتری غذایی این فرآوردهها بر دیگر مواد پروتئینی، روز به روز بر مصرف آنها افزوده میشود. همگام با افزایش تقاضا برای محصولات دریایی، روند آلودگی محیطهای دریایی به شکل جدی، احتمال بروز مشکلات کیفی را در این منابع غذایی ارزشمند تشدید کرده است. از جمله این آلایندهها فلزات سنگین هستند که به دلیل عدم تجزیه بیولوژیکی، در بدن آبزیان تجمع مییابند.، بنابراین با وجود منفعتهایی که با مصرف ماهی حاصل میشود، امروزه به دلیل حضور آلایندهها از جمله کادمیوم و جیوه در اکوسیستمهای آبی، مصرف آن با یکسری خطرات نیز مواجه است و این ریسک در گروههای آسیبپذیر از جمله زنان باردار و کودکان بسیار حائز اهمیت است. با توجه به مطالب ذکر شده انجام پژوهشی به هدف مطالعه خطرات احتمالی ناشی از مصرف گونههای مختلف ماهیان صید شده از اکوسیستمهای آبی با توجه به میزان جیوه و کادمیوم موجود در عضله آنها و نیز راهکارهای تشخیص حد مجاز مصرف ماهی برای بزرگسالان ضروری مینماید. در این راستا و جهت انجام آزمایشات ابتدا نمونههای ماهی مورد نظر پس از تهیه به آزمایشگاه منتقل شده، در آزمایشگاه گونههای ماهی کالبدشکافی و بافت عضله آنها جدا شده، سپس جهت حذف رطوبت از فریز درایر در دمای -54 درجه سانتیگراد و یا آون با دمای 60 درجه سانتیگراد استفاده میشود و در نهایت نمونههای خشک شده به وسیله هاون چینی و میکسر به شکل پودر همگن در آمده و به میزان 0/03 تا 0/05 گرم از هر نمونه به وسیله ترازو توزین و جهت اندازهگیری میزان کادمیوم و جیوه موجود در دستگاه گذاشته میشود. پس از محاسبه مقادیر فلزات، از یکسری فرمولهای استاندارد (به شکل جداگانه برای جیوه و کادمیوم) جهت تخمین میزان ریسک مصرف گونههای مختلف و تعیین دز مصرف مجاز برای مصرفکنندگان استفاده میگردد.
لغات کلیدی: کادمیوم، جیوه، ارزیابی ریسک، ماهی.
.1 مقدمه
با توجه به نقش مهم محصولات دریایی در تامین غذای مردم جهان و شناسایی مطلوبیت و برتری غذایی این فرآوردهها بر دیگر مواد پروتئینی، روز به روز بر مصرف آنها افزوده میشود. ماهی دارای فواید زیادی است و بسیاری از عناصر مورد نیاز بدن از جمله فسفر، کلسیم، انواع مواد معدنی و ویتامینها را تامین و همچنین منبع غنی از گروه ویژهای از اسیدهای چرب غیراشباع به نام امگا 3 است که برای سلامت بیماران قلبی- عروقی بسیار مفید میباشد. از مهمترین اسیدهای چرب امگا 3، ایکوزاپنتانوئیک اسید و داکوزاهگزانوئیک اسید را میتوان نام برد که در درمان بسیاری از بیماریها مانند سرطان، التهاب مفاصل و بیماریهای مربوط به سنین بالا مثل آلزایمر بسیار مهم هستند.
همگام با افزایش تقاضا برای محصولات دریایی، روند آلودگی محیطهای دریایی به شکل جدی، احتمال بروز مشکلات کیفی را در این منابع غذایی ارزشمند تشدید کرده است (کوجادینوویک1 و همکاران، .(2006 توسعه صنایع و افزایش بیرویه جمعیت شهرها و روستاها و در پی آن توسعه مناطق کشاورزی و استفاده از کودها و سموم دفع آفات موجب گردیده تا میزان زیادی فاضلابهای صنعتی و شهری و همچنین پسابهای کشاورزی که دارای ترکیبات شیمیایی مختلف هستند، وارد اکوسیستمهای آبی شوند (صباغ کاشانی، .(2001 در این میان دریای خزر نیز تحت تاثیر افزایش جمعیت و صنعتی شدن کشورهای حاشیه خود قرار گرفته و موقعیت نگرانکنندهای پیدا نموده است.
از جمله این آلایندهها فلزات سنگین هستند که به دلیل عدم تجزیه بیولوژیکی، در بدن آبزیان تجمع مییابند.، بنابراین با وجود منفعتهایی که با مصرف ماهی حاصل میشود، امروزه به دلیل حضور آلایندهها از جمله کادمیوم و جیوه در اکوسیستمهای آبی، مصرف آن با یکسری خطرات نیز مواجه است و این ریسک در گروههای آسیبپذیر از جمله زنان باردار و کودکان بسیار حائز اهمیت است (حسینی و همکاران، .(1390
با توجه به اینکه کادمیوم جز فلزات غیرضروری برای انسان است، بنابراین باید مصرف آن از طریق روشهای علمی مورد ارزیابی ریسک قرار گیرد. منابع عمده فلز کادمیوم شامل احتراق سوختهای فسیلی و خاکسترسازی زبالهها است.، همچنین این عنصر در فاضلابهای صنعتی، پلاستیکها، کودهای شیمیایی، قضولات و لجن فعال نیز وجود دارد. این عنصر فلزی، غیرضروری برای موجودات زنده میباشد. مطالعات نشان دادهاند که کادمیوم در غلظتهای کم در حد میلی مولار و در زمانهای طولانی، اثرات سمی متنوعی در موجودات زنده از خود نشان میدهد که میتوان ممانعت از سنتز DNA، RNA، پروتئین و جلوگیری از فعالیت آنزیمها را نام برد. از سوی دیگر این فلز در بروز بیماری ایتای ایتای در انسان نقش دارد. از اثرات این بیماری، آسیب به کلیه (شامل تاثیر بر عملکرد گلومرول)، تضعیف سیستم ایمنی، پوکی استخوان، کمر درد و بد شکلی اسکلت را میتوان نام برد. کادمیوم همچنین به اندامهایی مانند کبد و ششها آسیب شدید میرساند.، از سوی دیگر این فلز باعث بروز انواع سرطانها مانند سرطان ریه، کلیه، پروستات، معده و پانکراس نیز میشود.
جیوه در طبیعت به سه شکل فلزی، آلی و معدنی وجود دارد. جیوه معدنی پس از فرود آمدن از اتمسفر توسط نزولات، در آبهای سطحی جاری شده و یا در خاک تجمع مییابد. پس از ورود جیوه به آبهای سطحی، برخی میکروارگانیسمهای احیاءکننده سولفات مانند باکتریها
و قارچها میتوانند آن را در ستون آب و رسوبات کف به شکل آلی (متیل جیوه) احیاء نمایند. ترکیب متیل جیوه که فرم بسیار سمی جیوه آلی است، در آب تجمع یافتع و بر اساس پدیده تغلیظ زیستی از آب به پلانکتونهای گیاهی منتقل میشوند. متیل جیوه سپس به بیمهرگان آبزی مانند زئوپلانکتونها و حشرات آبزی که از اولین حلقه زنجیره غذایی تغذیه میکنند انتقال یافته و از طریق پیوندهای سولفیدی به آمینواسیدهای بافت پروتئینی آنها متصل شده و تجمع مییابد، سپس به ماهیان کوچکی که از بیمهرگان آبزی آلوده تغذیه میکنند منتقل شده و در نهایت این ماهیان کوچک نیز توسط ماهیان شکارچی و دیگر پستانداران از جمله انسان در سطوح بالای شبکه غذایی خورده شده
و به این ترتیب متیل جیوه در زنجیره غذایی یک اکوسیستم آبی به حرکت درآمده و در حلقههای بالاتر تجمع یافته و بزرگنمایی زیستی ایجاد میکند. پس از انتقال جیوه به بدن انسان، عمدهترین عوارض ناشی از مسمومیت با جیوه بروز اختلالات عصبی و کلیوی میباشد که در اثر ترکیبات آلی و معدنی جیوه ظاهر میشود. جذب جیوه در انسان از راههای جفت و جنین (مصرف ماهیان آلوده به جیوه در زمان بارداری توسط مادر و ورود جیوه به بدن نوزاد)، تنفس (جیوه فلزی موجود در هوای محیط کار و منزل که ناشی از ضایعات لامپ، دماسنج و غیره میباشد و از طریق استنشاق وارد بدن انسان میشود)، تزریق (واکسنهای حاوی تیمروزال به ویژه در اطفال و کودکان) و گوارش ( از طریق مصرف ماهی و فرآوردههای دریایی) میباشد. مهمترین منبع در معرض قرارگیری انسان در برابر متیل جیوه، مصرف ماهی است.
1 Kojadinovic
جیوه در ماهی و دیگر گونههای دریایی به درجات مختلف به ویژه در شکارچیان با عمر طولانی و بالای زنجیره غذایی، تجمع مییابد. افرادی که میزان زیادی غذای دریایی آلوده از نواحی آلوده دریای خلیجفارس و خزر مصرف میکنند ممکن است غلظت فلزات سنگین در آنها در مقایسه با افراد عادی بیشتر باشد (سو1 و همکاران، .(2007
با توجه به مطالب ذکر شده و به دلیل اهمیت موضوع، هدف از این مطالعه که به صورت مروری تدوین شده است، بیان خطرات احتمالی ناشی از مصرف گونههای مختلف ماهیان صید شده از اکوسیستمهای آبی با توجه به میزان جیوه و کادمیوم موجود در عضله آنها و نیز پیشنهاد حد مجاز مصرف ماهی برای بزرگسالان میباشد.
-1-1 روش عملی محاسبه حد مجاز مصرف ماهی از نظر مقادیر جیوه موجود در آن
نمونههای ماهی مورد نظر پس از تهیه به آزمایشگاه منتقل شده و در آزمایشگاه گونههای ماهی کالبدشکافی و بافت عضله آنها جدا میگردد.، سپس جهت حذف رطوبت از فریز درایر در دمای -54 درجه سانتیگراد و یا آون با دمای 60 درجه سانتیگراد استفاده میشود. نمونههای خشک شده به وسیله هاون چینی و میکسر به شکل پودر همگن در آمده و به میزان 0/03 تا 0/05 گرم از هر نمونه به وسیله ترازو توزین شده و در ظرف نیکلی دستگاه قرار میگیرد، سپس میزان غلظت جیوه توسط دستگاه پیشرفته آنالیز جیوه به روش استاندارد ASTM تعیین میگردد. دستگاه آنالیز جیوه در حقیقت یک دستگاه جذب اتمی و کوره گرافیکی تخصصی شده برای سنجش جیوه است که بعد از سال 2000 اختراع گردید. ساختار آن به صورت یک لوله احتراق طراحی شده است و آنالیز را در 3 مرحله تجزیه، جمعآوری و آشکارسازی به انجام میرساند. در این دستگاه نمونه توسط سیستم خاصی در دمای 750 درجه سانتیگراد تجزیه میشود و آمالگاماتور طلایی آن که از کربن فعال اندود شده به طلا است، بخار جیوه را در داخل مجرای سرامیکی به دام میاندازد و سرانجام میزان جیوه توسط سیستم اسپکتروفتومتری اندازهگیری میشود. حد تشخیص این دستگاه 5 میلیگرم در کیلوگرم تا 5 نانوگرم در کیلوگرم است.
مقدار جیوه بر حسب وزن تر: از آنجایی که گوشت ماهی به صورت تر مورد مصرف قرار میگیرد، محاسبات جیوه بایستی بر مبنای وزن تر باشد. بر طبق مطالعات سازمان فائو گفته میشود 80 درصد از وزن ماهیان را رطوبت تشکیل میدهد. برای بدست آوردن فاکتور تصحیح تبدیل وزرن خشک به وزن تر میتوان از فرمول زیر بهره برد:
که در اینجا فاکتور CF برابر با 0/02 محاسبه میشود. با ضرب نمودن فاکتور تصحیح در مقادیر جیوه عضله ماهیان، مقدار جیوه عضله بر حسب وزن تر حاصل میگردد. بر طبق مطالعات صورت گرفته مشخص شده که قسمت اعظم (حدود 90 درصد) جیوه موجود در بدن ماهی به شکل متیل جیوه است، بنابراین میزان متیل جیوه که برای انسان اثرات نامطلوبی در پی دارد به راحتی قابل محاسبه است.
محاسبه حد مجاز مصرف ماهی: اگرچه غذاهای شیلاتی از جمله محصولات غذایی هستند که مزایای زیادی برای مصرفکننده دارند اما مصرف ماهی بدون توجه به ایمنی غذایی کار صحیحی نیست. از جمله ملاحظاتی که بایستی در مصرف ماهی دخیل نمود این است که ماهی به اندازهای مصرف شود که سطح جیوه در بدن از میزان RFD فراتر نرود. جهت محاسبه حداکثر میزان مجاز مصرف ماهی از فرمولهای زیر استفاده میشود:
که در این فرمول CR حداکثر حد مجاز مصرف ماهی بر حسب کیلوگرم در روز، RfD دز رفرنس بر حسب میلیگرم در کیلوگرم در روز، BW وزن بدن 70) کیلوگرم برای بزرگسالان) و C غلظت متیل جیوه در عضله ماهی بر حسب میلیگرم در کیلوگرم میباشد.
جهت محاسبه تعداد وعدههای غذایی مجاز مصرف ماهی در هر ماه از فرمول 3 استفاده میشود که به شکل زیر است:
در این فرمول CRmm حداکثر میزان مجاز مصرف ماهی به صورت وعده در هر ماه، CR مقدار بدست آمده از فرمول شماره 2، T روزهای هر ماه و MS میزان مصرف ماهی در هر وعده غذایی (برای بزرگسالان 0/227 کیلوگرم) است.
-1-2 روش عملی محاسبه حد مجاز مصرف ماهی از نظر مقادیر کادمیوم موجود در آن
نمونههای ماهی مورد نظر پس از تهیه و زیستسنجی به آزمایشگاه منتقل شده و در آزمایشگاه عضله آنها جدا میگردد. نمونههای تهیه شده به همان روش اشاره شده در مورد جیوه مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته و مقادیر کادمیوم نهایی از دستگاه خوانده میشود. برای ارزیابی سمیت کادمیوم، پس از محاسبه مقادیر آن در عضله ماهی، با استفاده از فرمولهای پیشنهاد شده شاخص خطر و حد مجاز مصرف ماهی محاسبه میگردد. لازم به ذکر است که در بحث ارزیابی خطر، کادمیوم به عنوان ماده غیر سرطانزا در نظر گرفته میشود.
جهت توصیف ریسک با توجه به میزان کادمیوم اندازهگیری شده و همچنین با در نظر گرفتن سمیت کادمیوم و انتخاب کادمیوم به عنوان ماده غیر سرطانزا، شاخص خطر HQ و میزان مجاز مصرف ماهی محاسبه میگردد.
شاخص خطر عبارت است از نسبت تماس یک آلاینده (دز جذب روزانه آلاینده) به دز مرجع آن که اگر کمتر از 1 باشد نشاندهنده آن است که مصرف ماهی مورد نظر اثر مضری بر سلامتی ندارد.
که در آن HQ نسبت خطر (بدون واحد)، MTCC میانگین غلظت آلاینده اندازهگیری شده در ماهی بر حسب میکروگرم بر گرم و یا میلیگرم بر کیلوگرم، CR میانگین استاندارد مصرف روزانه ماهی 0/03) کیلوگرم در روز)، BW وزن بدن 70) کیلوگرم برای یک فرد بالغ) و RFD دز مرجع 0/001) میلیگرم در کیلوگرم) میباشند.
مقدار مجاز مصرف روزانه ماهی (حد مجاز مصرف روزانه) با توجه به میزان کادمیوم اندازهگیری شده در بخش خوراکی آن از طریق فرمول زیر که توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا پیشنهاد شده، محاسبه میشود (طبق فرمول :(5
که در آن DI حداکثر میزان مجاز مصرف در روز (کیلوگرم یا گرم در روز)، RFD دز مرجع یا مجموع مجاز جذب روزانه آلاینده که برای کادمیوم برابر 0/001 میلیگرم بر کیلوگرم در روز میباشد، BW وزن بدن 70) کیلوگرم برای فرد نابالغ)، Cm میزان کادمیوم در ماهی (برحسب میلیگرم در گرم یا میلیگرم در کیلوگرم) میباشند.
