بخشی از مقاله
مقدمه
واژه فلزات سنگین به دستهاي از فلزات و شبه فلزات اطلاق می شود که چگالی آنها بیشتر از 4 برابر چگالی آب
( 1g/cm 3 ) باشد. این فلزات در مقادیر بسیار کم سمی بوده و از طریق غذا، هوا و آب وارد بدن شده و به مرور زمان در بدن تجمع می یابند و همچنین جزء آلایندههاي بسیار پایداري هستند که طی فرآیندهاي بیولوژیک تجزیه نمی شوند و اثرات قابل توجهی بر سلامت انسان دارند
.(10)
انواع آلودگیها از جمله عناصر سنگین پس از ورود به اکوسیستمهاي آبی وارد چرخه غذایی می شوند که این روند سبب تجمع و ذخیره شدن آنها در آبزیان می گردد.
شدت تجمع عناصر سنگین در آبزیان به ویژه در ماهیان
تابعی از شرایط اکولوژیکی، فیزیکی و بیولوژیکی آب می باشد. از میان مواد آلاینده وارد شده به محیطهاي آبی فلزات سنگین به علت اثرات سمی و پتانسیل تجمع زیستی در بسیاري از گونههاي آبزي، قابل توجه هستند .(5)
بسیاري از این فلزات از اجزاي متشکله اکوسیستمهاي آبی به حساب می آیند. بعضی از فلزات در میزان کم براي فعالیتهاي متابولیکی لازم هستند ولی برخی دیگر مانند آرسنیک، کادمیوم، سرب و اشکال مختلف جیوه نه تنها اثر زیستی مفیدي ندارند بلکه در مقادیر بسیار کم نیز مضر هستند و سبب برهم خوردن تعادل زیستی اکوسیستم می شوند. حلالیت بسیار بالاي فلزات سنگین در آب موجب میگردد تا امکان ورود و جذب آنها در بدن
237
مجله پژوهشهاي جانوري (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 3، 1392
افزایش یافته و با اتصال به ماکرومولکولها، ساختار و عملکرد طبیعی آنها را تغییر دهند که این مسئله موجب متأثر شدن فرآیندهاي بیوشیمیایی و در نتیجه بسیاري از عملکردهاي غیر طبیعی بدن می شود 11)و.(13
فلزات سنگین از طریق منابع طبیعی و منابع انسانی وارد محیط زیست میشوند. بسیاري از این فلزات سنگین به صورت طبیعی جزء پوسته زمین میباشند و به وسیله فعالیتهاي آتشفشانی، آتشسوزي جنگل و هوازدگی سنگها به محیط منتشر میشوند. امروزه فعالیتهاي انسان منجر به افزایش سطح فلزات سنگین در محیط زیست شده است.
منابع انسان ساخت از قبیل معدن کاوي، صنایع ذوب فلزات و ریختهگري و احتراق سوختهاي فسیلی از اصلی ترین دلایل انتشار این فلزات در طبیعت محسوب میشوند(.(10
کادمیوم دومین عنصر خطرناك زیست محیطی است که از نظر سمیت بعد از جیوه قرار دارد. کادمیوم از آلایندههاي مهم زیست محیطی بوده که در تمامی اکوسیستمها یافت میشود. کادمیوم از طریق فرسایش خاك، سنگ بستر، رسوبات آلوده ناشی از کارخانجات صنعتی، پساب مناطق آلوده و استفاده از لجن و کود در کشاورزي وارد اکوسیستمهاي آبی میشود. میزان جذب کادمیوم در مواد غذایی ناشی از نحوه تغذیه جانوران است، کلیه و کبد محل مناسبی جهت تمرکز کادمیوم میباشند جانوران در اثر مسمومیت کادمیوم دچار فقر آهن خون، بیماريهاي کبدي
و آسیب هاي مغزي- عصبی میشوند. سمیت حاد با کادمیوم ممکن است باعث مرگ حیوانات و پرندگان شده
و مسمومیت شدید در آبزیان ایجاد کند .(1)
خلیج فارس یکی از دو پهنه آبی ایران است که در سالیان اخیر بروز جنگهاي متعدد، افزایش فعالیت استخراج سوختهاي فسیلی، تردد کشتیهاي نفتکش، افزایش فعالیت پالایشگاههاي نفت و گاز در خلیج فارس و ورود پسابهاي شهري و صنعتی جوامع حاشیهاي و همچنین عدم مدیریت
روانابها و فرسایش سرزمینهاي ساحلی باعث به وجود آمدن مشکلاتی براي محیط زیست این اکوسیستم شده است. لذا انجام پژوهشهایی جهت ارزیابی ریسک حاصله از ورود عناصر سنگین به این اکوسیستم و آبزیان موجود در آن بسیار ضروري به نظر میرسد. گونه هاي انتخاب شده براي این تحقیق شامل ماهی مرکب ببري و اسکوئید هندي میباشد که جزء گونههاي مهم در قابلیت تجمع فلزات سنگین و انتقال آن به سطوح بالاي زنجیره غذایی در اکوسیستمهاي آبی به شمار می آیند 8)،14و.(19
بافتهاي مورد مطالعه شامل هپاتوپانکراس و عضله میباشد.
هپاتوپانکراس یکی از مهم ترین اندامهاي دستگاه گوارشی در نرمتنان است که وظیفه آن تولید آنزیمهاي گوارشی براي هضم مواد غذایی بوده و در سرپایان (Cephalopode)
اندام بسیار مهمی براي تجمع عناصر سنگین (ضروري و غیرضروري) محسوب میشود. تاکنون تحقیقات و گزارشات مختلفی مبنی بر غلظت بالاي فلزات سنگین در گونههاي مختلف سرپایان گزارش شده است. اکثر مطالعاتی که تاکنون در این زمینه انجام گرفته، حاکی از غلظت بالاي عناصر به خصوص کادمیوم در هپاتوپانکراس این گونهها می باشد 7) و.(19
تاکنون مطالعات متعددي در داخل و خارج از کشور بر روي فلزات سنگین، نقش آنها در اکوسیستمهاي آبی و موجودات آبزي انجام پذیرفته است.
Bustamante و همکاران در سال 1998، غلظت کادمیوم را در 12 گونه از سرپایان را در شمال شرقی اقیانوس اطلس
(محدوده سواحل فرانسه تا نواحی زیر قطبی) اندازهگیري کردند. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان کادمیوم در گونههاي صید شده از نواحی زیرقطبی به طور معنیداري بیشتر از سواحل فرانسه میباشد .(7) در ادامه مطالعات، Prafulla و همکاران در سال 2001، به بررسی غلظت فلزات سنگین (جیوه، سرب، کادمیوم، نیکل، کبالت، کروم، آهن، مس و روي) در دو گونه اسکوئید Loligo
238
مجله پژوهشهاي جانوري (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 3، 1392
duvauceli و sibogae Doryteuthis از سه ناحیه مهم در در مورد تحقیقات صورت گرفته در ایران نیز میتوان به
جنوب غربی سواحل هند پرداختند .(17) براساس نتایج مطالعه شهریاري در سال 1382، به منظور اندازهگیري
این بررسی، میانگین غلظت فلزات سمی در بافت عضله مقادیر فلزات سنگین کادمیوم، کروم، سرب و نیکل در
این دو گونه بترتیب عبارتند از: جیوه 0/05 >، 0/07؛ بافت خوراکی دو گونه از ماهیان شوریده و سرخو ماهیان
کادمیوم 0/55 =، 0/89؛ سرب 0/99 =، 0/89؛ کروم = خلیج فارس اشاره کرد. طبق نتایج به دست آمده میانگین
0/72، 0/45 >؛ نیکل 0/45 =، 0/19 میکروگرم بر گرم. که غلظت سرب، کروم، کادمیوم و نیکل در بافت خوراکی
تمامی آنها در محدوده مقادیر مجاز تعیین شده میباشند. ماهی سرخو به ترتیب 0/442، 0/333، 0/063 و 0/322
هرچند در مواردي مقادیر برخی فلزات مانند کادمیوم، روي میکروگرم بر گرم برحسب وزن خشک ماهی و در ماهی
و مس بالاتر از حد مجاز مشاهده شد. همچنین غلظتهاي شوریده به ترتیب 0/48، 0/062، 0/064 و 0/48 میکروگرم
قابل توجهی از فلزات در آبشش و مرکب گزارش شد. در بر گرم برحسب وزن خشک ماهی بود. اگرچه میانگین
گونه L.duvauceli با افزایش اندازه اسکوئید میزان غلظت غلظت فلزات در ماهیان شوریده و سرخو از حد مجاز
کادمیوم نیز افزایش یافته بود. همچنین در کبد، غلظت سازمان بهداشت جهانی کمتر بود، ولی مقدار سرب،
کادمیوم، مس و روي همبستگی معنیداري با طول بدن کادمیوم، کروم و نیکل به ترتیب در 27، 8، 3 و 25 درصد
داشت .(17) همچنین Storelli و همکاران در سال 2006، نمونههاي مورد مطالعه از حداکثر مجاز سازمان بهداشت
میزان تجمع کادمیوم و جیوه را در عضله و هپاتوپانکراس جهانی بیشتر بود .(2) در مطالعهاي دیگر ناصري و
گونههاي مختلف سرپایان اندازهگیري کردند. نتایج نشان همکاران در سال 1384، در سنجش مقادیر برخی عناصر
داد که میزان کادمیوم در هپاتوپانکراس به مراتب بیشتر از سنگین (آهن، مس، روي، منیزیم، منگنز، جیوه، سرب و
عضله میباشد درحالی که میزان جیوه موجود در کادمیم) در بافتهاي خوراکی و غیر خوراکی ماهی کفال
هپاتوپانکراس تقرًیبا دو برابر عضله بود .(20) در همین پشت سبز در سواحل بوشهر اشاره کرد. نتایج حاصل
راستا، Bustamante و همکاران نیز در سال 2008، غلظت بیانگر غلظت بیشتر این عناصر در بافتهاي غیرخوراکی
14 عنصر کمیاب را در اسکوئیدهاي صید شده از آبهاي نسبت به بافت خوراکی عضله بود. در اغلب موارد در
شمال اسپانیا و جنوب مدیترانه مورد سنجش قرار دادند. جذب و تجمع عناصر سنگین بین عضله ماهیان نر و ماده
نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین غلظت عناصر در تفاوت معنیداري مشاهده میشود. همچنین بین ردههاي
غدد گوارشی و هپاتوپانکراس این گونه میباشد .(9) وزنی و طولی ماهیان در جذب و تجمع برخی عناصر
سنگین اختلاف معنیداري مشاهده گردید .(3)
جدول-1 نتایج حاصل از زیست سنجی گونهها
گونه نسبت پارامتر وزن کل طول مانتل طول کل
جنسی(ماده:نر) (gr) (mm) (mm)
ماهی مرکب ببري 1:1 ±SEمیانگین 169/90±39/91 104/33±7/39 329/83±23/74
n=30
اسکوئید هندي 1:5 ±SEمیانگین 70/37±5/03 121/66±3/63 306/83±8/40
n=30
239
مجله پژوهشهاي جانوري (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 3، 1392
مواد و روشها
نمونه برداري در دي ماه 1387 در آبهاي دور از ساحل استان هرمزگان (حدفاصل بین جزیره قشم تا کیش) به روش صید ترال کف انجام گرفت. از هر گونه تعداد 30
عدد صید و بلافاصله در دماي -20 درجه سانتی گراد منجمد گردید و به آزمایشگاه منتقل شدند. در آزمایشگاه، نمونهها پس از شستشو با آب مقطر، بیومتري شده بنابراین طول کل و طول مانتل آنها با استفاده از تخته بیومتري و وزنشان با استفاده از ترازوي دیجیتال با دقت 0/0001 گرم محاسبه گردید (جدول.(1 جهت تهیه بافتهاي مورد نیاز ابتدا نمونهها را کالبد شکافی نموده و پس از تعیین جنسیت، بافتهاي مورد محاسبه، شامل عضله و هپاتوپانکراس جداسازي و مقدار معینی از هر بافت توزین گردید. پس از تعیین وزن تر، آنها را در پلیتهاي مخصوص قرار داده و به مدت 48 ساعت در داخل فریز درایر (در دماي -60 درجه سانتی گراد) قرار داده شدند تا رطوبت خود را از دست داده و کاملاً خشک شوند. نمونههاي خشک شده با استفاده از مخلوطکن و هاون چینی به صورت پودر درآورده شد. براي همگن ساختن نمونهها، از الک 230 میکرون عبور داده شد. پودر آماده شده تا زمان هضم شیمیایی نمونهها در ظروف پلی اتیلنی در بسته نگهداري می گردد.
هضم شیمیایی نمونهها: براي هضم شیمیایی نمونهها از ترکیب اسید نیتریک و اسید پرکلریک استفاده شد. براي این کار ابتدا مقدار 1 گرم از هر نمونه را توزین و داخل یک بشر پلی اتیلنی قرار داده و به میزان 4 میلی لیتر اسید نیتریک 60 درصد و 1 میلی لیتر اسید پرکلریک 70 درصد به آن اضافه گردید. سپس ظروف پلیاتیلنی به مدت 2
