بخشی از مقاله
مقدمه
برخورداری از اطلاعات کافی درباره وضعیت، کمیت و پراکندگی آلایندهها در منطقه مورد مطالعه، در ارزیابی آلودگی محیط، ضروری است. به علاوه، به اطلاعاتی درباره مقدار و درجه احتمال آلودگی یا خطر تهدید سلامتی انسان برای مدیریت و تصمیمگیریهای مربوط به مناطق آلوده یا بالقوه آلوده، نیاز است. به عنوان مثال، نقشهها قادر به نمایش تعداد افرادی که در نقاط مختلف در معرض خطرات ناشی از ورود بیش از حد آلاینده به بدن هستند، میباشند. به کمک این نقشههای خطر مدیران و تصمیمگیرندگان میتوانند به تعداد مردم در معرض خطر ناشی از آلودگی خاک و میزان تجاوز آن-ها از حدود بحرانی خطر پیبرده و بهطور مؤثرتری برای رفع خطر از مناطق آلوده تصمیمگیری نمایند. هدف این مطالعه، رسم کردن نقشه خطرات احتمالی ناشی از قرارگرفتن ساکنین استان همدان در معرض Ni و Hg بر سلامت انسانی با استفاده از روشهای ساده و عملی میباشد.
مواد و روشها
این مطالعه در استان همدان انجام شده است. با استفاده از روش نمونه برداری شبکه ای نمونه های خاک، آب، گندم وسیب زمینی از منطقه مطالعاتی برداشت و غلظت نیکل و جیوه در آن ها تعیین شد. در این مطالعه فرض کردهایم که تمامی سیبزمینیها و گندمهای تولید شده در هر شهرستان، توسط مردم همان شهرستان مصرف میشوند. به منظور تهیه نقشه خطر مربوط به خوردن محصولات غذایی، از کمینه و بیشینه غلظت Ni و Hg اندازه گیریشده در محصولات غذایی مربوط به هر شهرستان استفاده شد. برای شهرهایی که محصول سیب زمینی تولید نمیکنند از میانگین کمینه و میانگین بیشینه غلظت فلزات سنگین در محصول سیبزمینی تولید شده در شهرهای مجاور استفاده شد. برای ارزیابی قرارگیری در معرض این عناصر سنگین و خطرات ناشی از آن از معادلات ارائه شده توسط USEPA و با در نظر گرفتن مسیرهای خوردن، تماس پوستی، خوردن خاک استفاده شد. نقشههای خطر با استفاده از روش چند عاملی تهیه و عوامل مورد نیاز برای این نقشهها به ترتیب زیر تهیه شدند: نقشههای غلظت Ni و Hg در خاک و آب با استفاده از روش کریجینگ معمولی و درونیابی زمینآماری1بهدست آمدند. دقت این روش بهوسیله میانگین خطا - ME - 2 و میانگین مربعات استاندارد - RMSS - 3 و تابع میانگین خطای مطلق - Webster and Oliver 2000 - - MAE - 4 ارزیابی شد.
کمینه و بیشینه غلظت Ni و Hg درسیزدهمین کنگره علوم خاک ایران فن آوری های نوین در علوم خاک محصولات غذایی - سیبزمینی و گندم - به منظور تهیه نقشههای ناپیوسته5 این فلزات در این محصولات، مورد استفاده قرارگرفت. سپس خطرهای ناشی از Ni و Hg در هر نقطه - پیکسل - از این نقشهها با در نظر گرفتن ورودیهای مختلف و افراد مختلف جامعه محاسبه و نقشه آنها تهیه شد. برای محاسبه عدمقطعیتهای مربوط به عوامل مختلف، دامنه کمینه-بیشینه مقدار پارامترها در محاسبات مورد استفاده قرار گرفت. برای مناطق فاقد محصول سیب زمینی، از میانگین کمینه و میانگین بیشینه غلظت فلزات سنگین در سیب زمینی تولید شده در شهرستانهای مجاور استفاده شد. پس از تهیه نقشههای کمینه و بیشینه غلظت Ni و Hg در محصولات غذایی با در نظر گرفتن دامنه وزن بدن افراد و غلظت عناصر، دو نقشه کمینه و دو نقشه بیشینه Ni و Hg در محصولات غذایی برای هرکدام ازگروه افراد تولید شد.
برای تهیه نقشههای کمینه، از عملگر AND فازی - این عملگر، از میان ترکیبات مختلف وزن بدن و غلظت عناصر نقشه کمینه را تعیین میکند - در نرم-افزار Arc map, 2010 و برای تهیه نقشههای بیشینه از عملگر OR فازی - این عملگر، از میان ترکیبات مختلف وزن بدن و غلظت عناصر نقشه بیشینه را تعیین میکند - استفاده شد. در دیگر مسیرها، بهدلیل استفاده از نقشههای درونیابی شده، هر پیکسل دارای ارزش مخصوص به خود میباشد - نقشه پیوسته - . ارزش هر پیکسل نشاندهنده غلظت نیکل یا جیوه - در خاک یا آب - بر هکتار میباشد. بنابراین برای ارزیابی خطر غیرسرطانی ناشی از این عناصر، در این مسیرهای ورود به بدن انسان، یک نقشه کمینه و یک نقشه بیشینه برای هر گروه افراد تهیه شده و در نرمافزارArc GIS ترکیب شد. سپس با استفاده از تابع عضویت S شکل فازی6 در نرم افزار MATLAB، امکان اینکه ارزش هر پیکسل از حد قابل قبول خطر - 1 - بیشتر یا کمتر باشد محاسبه شد. برای تهیه نقشههای خطر کل، نقشههای کمینه و بیشینه خطر مربوط به همه مسیرها، از روش ترکیب خطی وزن داده شده - WLC - 7 استفاده گردید و برای همه مسیرها وزن یکسان درنظر گرفته شد بار دیگر با استفاده از تابع عضویت S شکل فازی نقشههای امکان خطر کل تهیه شدند.
نتایج و بحث
گستردهترین محدوده خطر مربوط به خوردن گندم بوده و در مورد Hg نسبت به Ni گستردهتر میباشد. برای مثال درکبودرآهنگ، این طیف برای کودکان 0/03 - 7/11 و در میان بزرگسالان 0/03 - 11/2 بوده است. دلیل اصلی گستردگی این طیف، طیف وسیع Niو مخصوصاً Hg در گندم بوده است. بیشترین خطرات مرتبط با مصرف گندم، در میان ساکنین کبودرآهنگ یافت شد. زیادتر از یک بودن میزان - Total Hazard Quotion - THQ که از معادلات ارزیابی خطر بدست می آید. رزن، بهار، همدان و تویسرکان، برای هر دو گروه دریافتکننده، بیانگر این نکته است که کودکان و بزرگسالان این مناطق، از طریق مصرف گندم در غذای روزانهشان، خطرات غیرسرطانی بالقوهای را تجربه میکنند که زیادتر بودن غلظت Ni دانه در گیاهان گندم رشد یافته در این مناطق، در مقایسه با سایر نقاط، علت عمده آن است. مقادیر THQ در رزن، بهار، همدان و تویسرکان بزرگتراز 1 بود و این امر نشان میدهد که کودکان و بزرگسالان ساکن در این شهرستانها ممکن است در معرض خطرات ناشی از Ni در اثر خوردن گندم باشند.
خطرات Ni مرتبط با خوردن سیب زمینی از الگوی متفاوتی پیروی میکند. در تمامی مناطق، میزان THQ برای خطرات غیرسرطانی Ni از طریق مصرف سیبزمینی، از یک کمتر بود در مقابل Ni، Hg از توان بالقوه زیادی در زمینه تهدید سلامتی توسط مصرف گندم بهویژه در کبودرآهنگ و بهار برخوردار بود. میزان ورود جیوه به بدن از راه خوردن گندم بیشتر از RDF دهانی مربوطه بود. میانگین و بیشینه غلظت Hg در دانه گندم کشت شده در این نقاط از حد بحرانی 0/05 mg kg-1 FW زیادتر بود . - Karami et al. 2009 - به علت زیاد بودن احتمالی غلظت Hg در دانه گندم درکنارنرخ زیادی مصرف این ماده غذایی در مقایسه با دیگر محصولات، ریسکهای بالقوه محاسبه شده مربوط به خوردن گندم، از سایر مواد غذائی زیادتر بود. در هر دو گروه دریافتکننده، خطر مربوط به خوردن سیبزمینی از یک کمتر بود. نقشههای امکان خطر کلی Ni در شکل 1 نشان داده شدهاند. محدوده خطر کل Ni برای کودکان 0/96-2/43 و برای بزرگسالان 0/21 - 3/06 بود. گندم، تماس پوستی با خاک، سیب زمینی، خورده شدن تصادفی خاک و نوشیدن آب نقش اصلی را در خطر کل Ni ایفا میکنند. دامنه خطر کل مربوط به Hg محاسبه شده برای کودکان 0/11 - 7/12 و برای بزرگسالان 0/15 -11/37 بود - شکل . - 1 مطابق این ارزیابیها، بهنظر میرسد که بیشتر ساکنین استان همدان، بهطور معنیداری در معرض خطرهای ناشی از Hg از مسیرهای گوناگون هستند. مهمترین روشهای تأثیرپذیری از Hg در هر دو گروه افراد عبارتند از: خوردن گندم، سیبزمینی و نوشیدن آب.
