Journal of Animal Research (Iranian Journal of Biology)

Study of white shrimp ( Metapenaeus‏ ‏Affinis) from Bushehr coastal with the perspective of contamination by ‎heavy metals Fe, Zn, Cu, Mn, and Ni and risk estimation for consumer

Document Type : Research Paper

Authors

1 MALAYER UNIVERSITY

2 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer,Iran

Abstract

Marine ecosystems are contaminated with heavy metals through industrial discharge, agricultural and urban ‎runoff, ‎and municipal waste. Aquatic organisms in such waters, so, are presumably to be contaminated with ‎heavy metals and unsafe for consumption‏.‏‎ This research was done in the coastal regions of Bushehr in 2016‎‏ ‏to ‎determine the heavy metal (Fe, Zn, Cu, Mn, and Ni) concentrations in white shrimp (Metapenaeus‏ ‏Affinis) and ‎their consumption risk. Shrimp samples were collected from several stations of Bushehr coastal regions ‎randomly‏ ‏using the boat and fishing net. the Preparation and analysis of the shrimp samples were done based ‎on the standard methodology‏ ‏and the concentrations of the heavy metals‏ ‏were determined using the flame ‎atomic absorption spectroscopy. Estimation the daily intake and potential risk of heavy metals resulted from ‎shrimp consumption were performed according to the program of the EPA. The concentrations of Fe, Zn, Cu, ‎Mn, and Ni in shrimp muscle were 130.02, 65.61, 35.81, 10.2 and 10.66 mg/kg dry weight respectively. Based on ‎the results, the concentration of Fe, Zn, and Cu were lower than world standards. The Ni concentration was ‎significantly higher than the FDA but lower than other standards. The estimated daily and weekly intakes were ‎observed lower than the reference dose presented by EPA. In the present situation, this shrimp species were ‎found to be safe for consumption and continuous consumption‏ ‏‎(70 years) causes not non-carcinogenic ‎effect.‎

Keywords

مطالعه میگوی سفید سرتیز (Metapenaeus affinis) سواحل بوشهرازنظر آلودگیبه فلزاتسنگینآهن، روی، مس ، منگنز و نیکل و تخمین ریسک برای مصرف‌کننده

زهرا مرادی و عیسی سلگی*

ایران،ملایر، دانشگاه ملایر، دانشکدهمنابعطبیعیو محیط­زیست، گروهمحیط‌زیست

تاریخ دریافت: 22/8/96                تاریخ پذیرش: 21/3/97

چکیده

اکوسیستم­های دریایی از طریق تخلیه صنعتی، رواناب کشاورزی و شهری و زباله­های شهری به فلزات سنگین آلوده می­شوند. بنابراین موجودات آبزی این آب­ها، احتمالاً آلوده به فلزات سنگین بوده و برای مصرف ایمن نیستند. این تحقیق در سال 1395 باهدف تعیین غلظت فلزات سنگین (آهن، روی، مس، منگنز و نیکل) در بافت خوراکی میگو سفید سرتیز سواحل بوشهر و ارزیابی خطر غذایی ناشی از مصرف آنها انجام شد. نمونه­های میگو از سواحل بوشهر به روش تصادفی و با استفاده از قایق و تور صیادی جمع‌آوری شد. از روش هضم اسیدی جهت آماده‌سازی نمونه­ها استفاده شد و غلظت فلزات سنگین توسط دستگاه اسپکتروسکوپی جذب اتمی شعله­ای‎ (FAAS)‎تعیین شد.‏ برای تجزیه‌وتحلیل داده­ها از نرم‌افزار آماری 19SPSS استفاده گردید. برآورد ﺟﺬب روزاﻧﻪ و ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺧﻄﺮ فلزات سنگین ﻧﺎﺷﻲ از ﻣﺼﺮف این‌گونه میگو، براساس دستور کارEPA  انجام ﺷﺪ. دراین تحقیق میانگین غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل در بافت عضله میگو بترتیب 05/85±92/130، 00/11±61/65، 29/34±81/35، 22/4±20/10، 49/7±66/10میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک به دست آمد. براساس یافته­ها، غلظت فلزات آهن، روی و مس در مقایسه با استانداردهای جهانی پایین‌تر بود. میزان فلز نیکل به‌طور معنی­داری در مقایسه با استانداردFDA  بالاتر اما در مقایسه با سایر استانداردها پایین­تر بود. میزان جذب روزانه و هفتگی پایین‌تر از دوز مرجع EPA بود. در شرایط حاضر، گونه میگوی موردمطالعه برای مصرف ایمن است و مصرف مداوم آن (70 سال) سبب ایجاد اثرات غیرسرطان‌زا نمی­شود.

واژه‌های کلیدی: فلزات سنگین، میگو، ارزیابی خطر، سواحل بوشهر

* نویسنده مسئول، تلفن:  33339841-081 ، پست الکترونیکی: e.solgi@yahoo.com

مقدمه

 

امروزه یکی از نگرانی­های اصلی در سراسر جهان تخلیه فلزات سنگین به محیط دریایی است. این آلاینده­ها به علت سمیت بالا و ویژگی انباشتگی دارای اهمیت بوم‌شناختی بسیاری هستند. این عناصر اثرات مخرب روی اکوسیستم و تنوع گونه­های دریایی دارند (4). اکتشاف، استخراج و انتقال نفت در خلیج‌فارس علاوه بر آلودگی مستقیم، با ورود مقادیر زیادی فلزات سنگین باعث آلودگی شیمیایی و به مخاطره انداختن حیات آبزیان شده است. تخلیه فاضلاب و پسماندهای جامد، توسعه صنعتی و عملیات تخریب ساحل و بندرگاه­ها، تخلیه آفت‌کش‌ها و کودهای کشاورزی از دیگر عوامل عمده آلودگی محیط­های دریایی می‌باشند. ترکیبات نفتی حاوی مواد سمی و خطرناک می­باشند که براثر تخلیه آب توازن، تصادف نفت­کش­ها و عواملی دیگر وارد دریا می­شوند و سبب جهش­زایی و سرطان­زایی می­شوند (1). در پژوهش­های صورت گرفته مشخص‌شده است که با افزایش غلظت نفت خام، غلظت فلزات سنگین جذب‌شده توسط آبزیان در مجاورت نفت خام، افزایش داشته است (5). در بین آلاینده­ها، آلاینده­های غیرقابل تجزیه یا مقاوم از قبیل فلزات سنگین در رسوبات دریایی انباشته‌شده و به‌طور همزمان در بافت­های موجودات آبزی نیز تجمع می­یابند (23). در بین فلزات سنگین آهن، روی، مس و نیکل نشان‌دهنده آلودگی ناشی از فعالیت‌های صنعتی در اکوسیستم دریایی می‌باشند. تغییرات سمی فلز نیکل گسترده است و تحت تأثیر شوری و وجود یون­های دیگر قراردارد. وجود مقدار اندک نیکل در مواد غذایی برای بدن ضروری است، اما زمانی که مقدار آن از حد مجاز خود فراتر رود، احتمال مبتلا شدن به سرطان ریه، بینی، حنجره و پروستات را افزایش می‌دهد (10). نیکل به‌طور گسترده­ای در محیط‌زیست پراکنده است و غلظت آن تابعی از سوخت‌های فسیلی، استخراج آن از معادن و پالایشگاه­ها و سوختن مواد زائد است. نیکل قادر به ایجاد چهار گروه سمیت در مصرف­کنندگان است که بسته به‌شدت آن عبارتند از آلرژی، سرطان، اختلالات تنفسی و مسمومیت­های ایاتروژنیک. استفاده از فولاد ضدزنگ ،آبکاری و رنگ کردن از عواملی هستند که موجب ورود نیکل از منابع انسانی به محیط آبی می‌شوند. مقادیر کمی از نیکل در افرادی که نسبت به این فلز سنگین حساسند باعث التهاب شدید پوست می­شود (15). فلز روی ازلحاظ زیستی یکی از فلزات معدنی استثنایی است که در سلامتی عمومی بدن انسان نقش مهمی ایفاء می‌نماید و کمبود آن حدود دو میلیارد از جمعیت درحال‌توسعه جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. فلز روی باعث اختلالات روده‌ای از قبیل بی‌حسی، استفراغ،خشکی دهان، تب، سردرد، اختلالات عصبی و بیماری‌های تنفسی می­شود و در غلظت­های بالا در پروستات، استخوان، عضلات و کبد انباشته می­گردد. عنصر روی در حالت مازاد بر احتیاج باعث افزایش سلول­های پیشرو مغز استخوان و کاهش تکثیر لنفوسیت­های B و همچنین کاهش پاسخ به آنتی­بادی­های سلول­های T می­شود (23). وارد شدن مس طبیعی به محیط دریایی از طریق فرسایش صخره­ای انجام می‌شود که در هرسال حدود 325000 تن است. مسمومیت مزمن با مس سبب صدمه به کبد و کلیه­ها می‌گردد (21 و 22). فلز آهن از اجزای مهم هموگلوبین است، به‌صورت نرمال بافت‌های مختلف بدن نیاز به 4 تا 5 گرم آهن دارند. بدن توانایی به کارگیری آهن بیشتر از 2 میلی‌گرم در روز را ندارد بنابراین جذب آهن اضافی باعث انباشت آن در بافت­های هدف می‌شود (12). یکی از گونه‌هایی که برای بررسی میزان آلودگی در محیط‌های آبی به کار گرفته می‌شود میگو است که به‌عنوان یک موجود خونسرد در محیط آبی فعالیت­های فیزیولوژیکی مختلفی را انجام می­دهد. خانواده Penaeidae در آب‌های گرمسیری و نیمه استوایی سراسر جهان یافت می­شوند. یکی از گونه‌های مهم میگو، میگوی سفید Metapenaeus affinis می­باشد (11). میگو در خلیج‌فارس و دریای عمان به لحاظ اقتصادی مهم است و دارای ارزش غذایی بسیار بالایی می‌باشد. محتوای پروتئین گوشت میگو 23- 18 درصد است. میگو منبع غنی از ویتامین‌هایE ،
D،C ،B12 ،B6 ، A و املاحی چون کلسیم، آهن، منیزیم، پتاسیم، سدیم، روی، مس، منگنز و سلنیوم است (31). به دلیل اثرات مضر فلزات سنگین بر موجودات زنده و سلامتی انسان، اندازه‌گیری و پایش این فلزات در گونه‌های آبزی مورد تغذیه انسان مانند میگو امری ضروری است. بررسی کنونی با توجه به اهمیت مصرف آبزیان در سلامت انسان طراحی گردید و بمنظور بررسی غلظت فلزات سنگین آهن، روی، مس ، سرب و نیکل در بافت عضله میگوی سفید سرتیز (Metapenaeus affinis) در سواحل بوشهر انجام گرفت.

مواد و روشها

نمونه‌برداری در زمستان 1395 به‌صورت تصادفی بااستفاده از قایق صیادی و با تور صیادی ترال در آب­های سواحل بندر بوشهر (اسکله جفره- جلالی) انجام گرفت. برای این منظور تعداد 100 عدد میگو به‌صورت تصادفی جمع­آوری شد. نمونه­ها درون کیسه‌های پلاستیکی و داخل جعبه­های یونولیت حاوی یخ نگهداری و به آزمایشگاه منتقل شدند. قبل از جداسازی عضله، طول (از طریق کولیس) و وزن (توسط ترازوی دیجیتال) نمونه­ها اندازه­گیری شد و سپس جنسیت آنها تعیین شد (در میگوهای نر بین پاهای بزرگ که برای راه رفتن استفاده می­شود، بین قسمت ششم تا هشتم بدن لوله­ی اسپرمی دارند ولی در زیر شکم ماده­ها فضای باز برای نگه­داری تخم­ها وجود دارد). بعد از جدا کردن بافت­های میگو، نمونه‌ها به مدت 72 ساعت در دمای70 درجه سانتی‌گراد جهت خشک شدن در آون قرار داده شدند. پس‌ازاین مرحله، نمونه­های خشک‌شده توسط هاون چینی به‌صورت پودر درآمده و جهت هضم شیمیایی آماده شدند. برای هضم نمونه­های میگو، ابتدا بافت­های خشک شده در کوره با دمای 550 درجه سانتی‌گراد به مدت 4 ساعت قرار داده شدند تا به خاکستر تبدیل شوند. برای به دست آوردن خاکستر سفیدرنگ چند قطره آب مقطر به خاکستر اضافه شد. سپس نمونه­ها با ترکیب سه اسید(HNO3: HClO4 :·H2SO4=10:4:1)  با نسبت 5 میلی‌لیتر به ازای هر 5/0 گرم در دمای 100 درجه سانتی‌گراد هضم شدند. عملیات هضم تا زمانی که محلول شفاف رنگ ظاهر شود ادامه یافت (14). محلول‌های حاصله بااستفاده از کاغذ فیلتر واتمن 42 میکرومتر فیلتر شدند و با آب دیونیزه به حجم 25 میلی‌لیتر رسانده شدند، محلول­ها تا زمان اندازه­گیری غلظت فلزات توسط دستگاه جذب اتمی( (ContrAA 700 (Analytik Jena) در ظروف دربسته در یخچال نگهداری شدند. برای تجزیه‌وتحلیل داده­ها از نرم‌افزار آماری 19 SPSS و برای رسم نمودارها از نرم‌افزار Excel استفاده شد. نرمال بودن داده­ها از طریق آزمون کولموگروف–اسمیرنوف بررسی و در صورت نرمال نبودن داده­ها از آمار ناپارامتریک مناسب استفاده شد. به‌منظور بررسی و وجود ارتباط بین طول و یا وزن با غلظت فلزات سنگین و همچنین بررسی ارتباط میان غلظت فلزات سنگین با یکدیگر، از آزمون همبستگی اسپیرمن استفاده شد. برای بررسی اختلاف بین نرها و ماده­ها ازنظر غلظت فلزات (تأثیر جنسیت بر غلظت فلزات) آزمون تی مستقل و آزمون من ویتنی به کار گرفته شد. پس‌ازآن نتایج با استانداردهای جهانی، نظیر WHO مقایسه شدند. کل پتانسیل خطر غیرسرطان­زا برای انسان با جمع مقادیر HQ فلزات به دست می­آید. این HQ کل به‌عنوان شاخص خطر(HI)  نامیده می­شود. HQ برابر با یک یا کمتر از یک بیانگر آن است که هیچ خطریازنظر بهداشتی درنتیجه مصرف میگو رخ نمی­دهد. شاخص خطر  ΣHQs یا  (HI)درصورتی‌که کمتر از یک باشد نشان می­دهد که هیچ خطری از یک ماده شیمیایی به‌تنهایی یا در ترکیب با دیگر آلاینده­ها وجود ندارد. در ادامه با داشتن غلظت فلزات در عضله میگو به برآورد میزان جذب روزانه، جذب هفتگی و ارزیابی خطر ناشی از مصرف این‌گونه پرداخته شد (32). معادلات زیر در برآورد میزان جذب روزانه، جذب هفتگی و ارزیابی خطر مورداستفاده قرارگرفت:

 

1)      میزان جذب فلزات سنگین در بدن در روز:                       

EDI (mg/kg/day) = (C × IR) /BWa

2)      نسبت خطر (ﺑﺪون واﺣﺪ):   

 

3)      شاخص خطر کل(Total Hazard Index (HI) =∑THQ) :   THQFe + THQ Zn + THQCu +THQMn + THQNi

EDI = ﻣﻴﺰان ﺟﺬب ﻓﻠﺰات ﺳﻨﮕﻴﻦ در ﺑﺪن در روز از ﻃﺮﻳﻖ ﻣﺼﺮف ﻣیگو ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ (میلی‌گرم /ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم /وزن ﺑﺪن /روز)

C = ﻏﻠﻈﺖ ﻓﻠﺰ در ﺑﺎﻓﺖ ﻋﻀﻠﻪ ﻣیگو ﻣﻮرد ﻣﺼﺮف (میلی‌گرم//کیلوﮔﺮم برحسب وزن‌تر)

 

IR = ﻧﺮخ ﻣﺼﺮف روزاﻧﻪ ﻣیگو (ﮔﺮم / روز)

BWa = وزن ﺑﺪن (70 ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﺑﺮای ﻳﻚ ﻓﺮد ﺑﺎﻟﻎ)

Efr = ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻣﻮاﺟﻬﻪ (365 روز در سال)

EDtot = ﻛﻞ مدت‌زمان ﻣﻮاﺟﻬﻪ (70 سال)

RfDo = دوز مرجع با مصرف دهانی ( میلی‌گرم /ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم /روز) ﺑﺮای ﻫﺮ ﻓﻠﺰ

 BWa = وزن ﺑﺪن، ﺑﺰرﮔﺴﺎﻻن (ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم 70)

=ATn ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ روزﻫﺎ ﺑﺮای ﻣﻮاد ﻏﻴﺮﺳﺮﻃﺎن زا (روزEDtot× Efr)

 

 


نتایج

نتایج حاصل از زیست­سنجی و غلظت فلزات سنگین (آهن، روی، مس، منگنز و نیکل) در بافت عضله میگو در جدول 1 نشان داده شده است. میانگین غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل بترتیب 05/85±92/130، 00/11±61/65، 29/34±81/35، 22/4±20/10، 49/7±66/10میلی­گرم بر کیلوگرم وزن خشک به دست آمد. فلزات روی و منگنز به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار را در عضله میگوی مورد مطالعه دارا بودند. میانگین وزن کل و طول کل نیز بترتیب 94/1±96/7 و 79/0±34/12به دست آمد.

جدول1- نتایج زیست‌سنجی و غلظت فلزات سنگین در بافت عضله میگو سفید سرتیز­ (میلی‌گرم/کیلوگرم وزن خشک )

فلزات

کمترین

بیشترین

میانگین

 

آهن

32/16

25/289

05/85±92/130

 

مس

17/8

98/217

29/34±81/35

 

روی

75/41

42/100

00/11±61/65

 

 منگنز

49/3

43/22

22/4±20/10

 

نیکل

02/0

35/24

49/7±66/10

 

طول کل

00/10

50/14

79/0±34/12

 

وزن کل

40/4

16/13

94/1±96/7

 

داده‌های جدول شامل میانگین ± انحراف معیار است، (طول کل برحسب سانتی‌متر و وزن برحسب گرم می­باشد).

مقادیر جذب روزانه، جذب هفتگی و THQ فلزات سنگین برای یک فرد 70 کیلوگرمی از طریق مصرف عضله میگوی سفید سرتیزدر جدول 2 نشان داده‌شده است. میانگین جذب روزانه آهن، روی، مس، منگنز و نیکل برای مصرف عضله میگو بترتیب 3- 10×079/0،3- 10×031/0،
 3- 10×018/0، 3- 10×005/0 و 3- 10×0054/0 میلی­گرم بر کیلوگرم در روز مشاهده شد که بیشترین میزان جذب روزانه مربوط به آهن و کمترین میزان جذب روزانه مربوط به منگنز مشاهده شد. همچنین میزان جذب هفتگی این عناصر بترتیب 3- 10×55/0، 3- 10×217/0، 3- 10×126/0، 3- 10×035/0 و 3- 10×038 /0 میلی­گرم بر کیلوگرم در هفته به دست آمد. مقادیر THQ در فلزات سنگین موردمطالعه برای میگو در جدول 2 ارائه‌شده است. مقدار THQ در آهن، روی، مس، منگنز و نیکل به ترتیب 3- 10×094/0، 3- 10×10/0، 3- 10×45/0، 3- 10×035/0 و 3- 10×27/0 محاسبه شد. همچنین شاخص خطر کلی برای همه فلزات نیز کمتر از یک بود. بیشترین مقدار THQ مربوط به فلز مس و سپس نیکل بود. نتایج حاصل از همبستگی بین غلظت فلزات موردمطالعه در بافت عضله میگو در جدول 3 نشان داده است. رابطه بین فلزات با وزن کل و طول کل نیز بررسی شد. براین اساس در نمونه­های میگو بین فلز روی و مس و بین فلز منگنز و آهن همبستگی مثبت در سطح 01/0 و بین فلز روی و آهن همبستگی مثبت در سطح 05/0 وجود داشت. بین فلز روی و وزن همبستگی مثبت در سطح 01/0 وجود داشت. همچنین بین طول و فلز روی و منگنز همبستگی مثبت در سطح 05/0 و بین طول و وزن همبستگی مثبت در سطح 01/0 وجود داشت.

میانگین غلظت فلزات سنگین در بافت عضله دو جنس نر و ماده میگو سفید سرتیز در شکل 1 مقایسه شده است. براساس یافته­ها فلز منگنز در جنس میگو از اختلاف معنی‌داری در سطح 05/0 برخوردار است. اما آهن، روی، مس و نیکل از اختلاف معنی‌داری برخوردار نیستند.

 

 

جدول 2- محاسبه جذب روزانه، جذب هفتگی و نسبت خطر برای فلزات سنگین در اثر مصرف  میگو سفید سرتیز

فلز

 

غلظت فلز

(میلی­گرم/کیلوگرم وزن‌تر)

میزان جذب روزانه

(میلی­گرم/کیلوگرم/روز)

میزان جذب هفتگی

(میلی­گرم/کیلوگرم/هفته)

دوز مرجع EPA

(میلی­گرم/کیلوگرم/روز)

احتمال پذیری خطر

(THQ)

آهن

04/34

3- 10×066/0

3- 10× 46/0

1-10×7

3- 10×094/0

روی

05/17

3- 10×   031/0

3- 10× 217/0

1-10× 3

3- 10×10/0

مس

31/9

3- 10×   018/0

3- 10× 126/0

2- 10× 4

3- 10×45/0

منگنز

65/2

3- 10×005/0

3- 10× 035/0 

1-10×4/1

3- 10×035/0

نیکل

77/2

3- 10×0054/0

3- 10× 038 /0

2- 10× 2

3- 10×27/0

Total Hazard Index (HI) =∑THQ = THQFe + THQ Zn + THQCu +THQMn + THQNi =  3- 10×949/0

 

 

جدول3- ماتریس همبستگی بین غلظت فلزات مختلف در عضله میگو سفید سرتیز بر اساس آزمون همبستگی اسپیرمن

 

مس

آهن

روی

منگنز

نیکل

وزن

طول

مس

1

 

 

 

 

 

 

آهن

03/0

1

 

 

 

 

 

روی

** 48/0

*  2/0-

1

 

 

 

 

منگنز

03/0-

** 7/0

04/0

1

 

 

 

نیکل

1/0-

00/0

08/0-

02/0

1

 

 

وزن

1/0

003/0-

** 4/0

1/0

02/0

1

 

طول

04/0

06/0

*2/0

* 22/0

03/0-

**8/0

1

**همبستگی در سطح01/0معنی‌دار است.           *همبستگی در سطح 05/0معنی‌دار است

 

 

در جدول 4 مقایسه غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل با استانداردهای جهانی نشان داده‌شده است. براین اساس در نمونه‌های میگو میانگین آهن از حد استاندارد FDA کمتر است. میانگین روی و مس از حد استاندارد WHO/FAO، FDA، MAFF، NHMRC، SASO، SEPA کمتر است. میانگین نیکل از حد استاندارد FDA بیشتر و از حد استاندارد SASO و SEPA کمتر است. از آزمون One sample t test برای مقایسه با استانداردها استفاده شد و مقدار معنی­داری کمتر از 5% به دست آمد. در جدول 5 مقایسه غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل در بافت عضله میگوی سفید سرتیز را با مطالعات سایر نقاط ایران و جهان نشان می­دهد.  

جدول4- مقادیر استاندارد حداکثر غلظت مجاز فلزات سنگین در بافت خوراکی میگو و سازمان‌های جهانی (میلی­گرم بر کیلوگرم وزن‌تر)

استاندارد

آهن

روی

مس

منگنز

نیکل

منبع

WHO/ FAO

-

30

10

-

-

16

FDA

100

35

-

-

1

32

MAFF

-

50

20

-

-

24

NHMRC

-

150

10

-

-

28

SASO

-

50

20

-

15

18

SEPA

-

100

20

-

10

18

-

04/34

05/17

31/9

65/2

77/2

مطالعه حاضر

 

 

 

شکل 1- مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در جنس نر و ماده

 

جدول 5 مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین در بافت عضله میگوی سفید سرتیز را با مطالعات سایر نقاط ایران و جهان نشان می‌دهد و براساس آن میانگین غلظت فلزات روی و مس در مطالعه حاضر از غلظت این فلزات در سواحل مکزیک (1995) کمتر اما غلظت فلز نیکل در مطالعه حاضر بیشتر می‌باشد (28). میزان فلزات روی، مس و نیکل در مطالعه حاضر بیشتر از میزان آن در خلیج اسکندرون ترکیه (2008) می‌باشد (18). در مقایسه با مزارع پرورشی چین (2011) میزان فلز روی از میزان آن در مطالعه حاضر بیشتر و میزان فلز مس کمتر می‌باشد (34). غلطت فلزات مطالعه حاضر به‌جز آهن از میزان آن در بندر ماهشهر (1391) بیشتر می‌باشد (2). غلظت فلز روی در خلیج‌فارس (20) از غلظت روی در مطالعه حاضر بیشتر و غلظت فلزات مطالعه حاضر از میزان فلزات در جازان سواحل دریای سرخ بیشتر می‌باشد.

بحث و نتیجه‌گیری

میانگین غلظت فلزات سنگین در عضله میگو سفید سرتیز در جدول 1 نشان داده‌شده است، ترتیب انباشت فلزات سنگین بصورت Fe>Zn >Cu>Ni>Mn به دست آمد، آهن و منگنز به ترتیب بیشترین و کمترین غلظت را در نمونه‌های میگو دارا بودند. همسو با یافته­های این پژوهش خرم‌آبادی و همکاران در سال 1390 نیز، به بررسی غلظت فلزات سنگین (مس، روی و نیکل) در بافت عضله میگوی پا سفید غربی در مزارع پرورشی استان بوشهر پرداختند (3)، بیشترین غلظت فلزات در نمونه‌های بافت عضله را مربوط به روی و سپس مس گزارش نمودند و دلیل این مسئله ضروری بودن فلزات مس و روی برای رشد و متابولیسم موجود زنده عنوان شد. از سویی دیگر در مطالعه موحدو همکاران در سال 2013 (8) که غلظت فلزات سنگین در بافت خوراکی میگوهای نمونه‌برداری شده از آب‌های سواحل استان بوشهر بررسی شد مقدار فلزات مس و روی به ترتیب 36/0 و 35/1 گزارش شد که از مقادیر مطالعه حاضر کمتر است.

 

جدول5 - مقایسه غلظت فلزات سنگین بافت عضله میگوی سفید سرتیز با مطالعات دیگر نقاط جهان (میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن خشک)

آهن

روی

مس

منگنز

نیکل

گونه

منطقه

منبع

1/ 180

6/60

3/23

07/7

3/1

Penaeus vannamei

سواحل مکزیک1

(28)

35/61

56/171

26/24

33/5

-

Litopenaeus vannamei

مزارع پرورشی چین2

(34)

-          

05/14

82/3

90/0

19/0

 

سواحل جیزان دریای سرخ3

(19)

69/18

75/27

24/34

-

ND

Penaeus semisulcatus

خلیج اسکندرون ترکیه4

(18)

288

73/68

-

43/25

-

Penaeus semisulcatus

خلیج‌فارس

(20)

1/17

2/33

9/18

74/0

66/0

Fennerpenaeus indicus

بندر ماهشهر

(2)

-           

27/55

98/21

-

74/25

Metapenaeus affinis

شمال غربیخلیج‌فارس

(27)

92/130

61/65

81/35

20/10

66/10

Metapenaeus affinis

 

سواحل بوشهر

 

مطالعه

حاضر

1 The shores  of mexico, 2Chinese cultivating farms, 3Red Sea Coast of Jizan,4Iskenderun Bay

 

 

همچنین پاز-اوسونا و رویز- فرناندز (1995) به بررسی نمونه‌های میگو در سواحل مکزیک پرداختند (28). دراین مطالعه آهن و روی بالاترین غلظت را در نمونه­های میگو دارا بودند که با نتایج پژوهش حاضر هم­خوانی دارد و غلظت فلزات سنگین نیز الگوی مشابه با تحقیق ما داشتند. نتایج بررسی  وو و یانگ (2011) در مزارع پرورشی چین و سایر مطالعات در بندر خلیج‌فارس، بندر ماهشهر و سواحل دریای سرخ نیز نشان­دهنده بالاتر بودن میزان فلز روی در نمونه­های میگو است (2، 19، 20 و 34). نتایج این مطالعات منعکس‌کننده محیط­های آبی حاوی مقادیر بالای Zn و Fe است، زیرا این عناصر به‌طور مستقیم از آب، رسوب و رژیم غذایی محیط جانور جذب می­شوند. از طرف دیگر مقادیر بالای روی و آهن ممکن است به دلیل قابلیت دستیابی زیستی بیشتر این فلزات برای میگو نسبت به سایر فلزات دیگر توضیح داده شود (34).

در مطالعه دیگری که توسط گلنگش و همکاران (1395) انجام شد الگوی تجمع فلزات در نمونه­های گاماروس دریای خزر به شکل Zn>Cr>Pb>Co مشاهده شد (9). غلظت بالای روی در بدن گاماروس­ها به غلظت بالای این عنصر در رسوبات  و تمایل این عنصر برای اتصال به گروه سولفیدریل(R-SH) در متالوتیونین­ها نسبت داده شد. پس از عنصر روی، جذب زیستی گاماروس برای عنصر کروم و سپس عنصر سرب به ترتیب در اولویت­های جذب دوم و سوم قرارگرفت. بررسی غلظت فلزات سنگین در بافت نرم‌تن کیتون پوست ماری مناطق بین جزرومدی استان بوشهر نیز نشان داد که کیتون  فلزات مس و روی را در بافت خود بیشتر از سایر فلزات جذب و ذخیره می‌کند. دلیل جذب بیشتر مس و روی را می‌توان مربوط به ضروری بودن این فلزات برای نیازمندی­های فیزیولوژیکی، متابولیکی و ترکیبات ساختمان بدن از قبیل آنزیم­های فلزدار و پروتئین‌های فلزدار دانست (10).

در شکل 1 تأثیر جنسیت بر انباشت فلزات سنگین در عضله میگو بررسی شد و نتایج نشان­دهنده عدم تأثیر جنسیت بر انباشت فلزات مورد مطالعه به­جز منگنز در میگو بود. وجود اختلاف در میزان فلزات سنگین در جنس نر و ماده به تفاوت نوع فعالیت­های سوخت‌وساز این دو جنس بستگی دارد. افزایش غلظت برخی از فلزات سنگین در جنس ماده آبزیان ناشی از زمان صید نمونه­ها (بعد از تخم­ریزی) و بالاتر بودن فعالیت متابولیک آبزیان ماده در این دوران می­باشد. پس از عمل تخم­ریزی به سبب کاهش ذخایر چربی بدن که در جنس ماده در فرایند زرده­سازی موردنیاز هستند فعالیت متابولیک و تغذیه­ای آبزیان ماده برای جبران ذخایر ازدست‌رفته افزایش می­یابد درنتیجه جذب آلاینده­هایی چون فلزات سنگین به همراه آب و غذا در این دوران توسط آبزیان ماده افزایش می­یابد (7). مطالعات دیگر نیز عدم تأثیر جنسیت در غلظت فلزات سنگین در بافت­های مختلف را نشان داده است (13) که با نتایج مطالعه حاضر هم­خوانی دارد.

براساس نتایج حاصل از همبستگی بین غلظت فلزات موردمطالعه در بافت عضله میگو، همبستگی مثبت و معنی‌داری بین فلز روی با فلزات مس و آهن مشاهده شد. همچنین بین فلز منگنز با آهن همبستگی معنی‌داری نشان داده شد این همبستگی­ها نشان از مشابه بودن عوامل حاکم بر رفتار شیمیایی این فلزات و یا منشأ مشترک این فلزات است. سیلوا و همکاران (2016) نیز به چنین روابط همبستگی بین غلظت فلزات سنگین در بافت عضله میگوی وانامی (Litopenaeus vannamei ) در باهیای برزیل دست یافتند (30). بین وزن کل با فلز روی و طول کل با فلزات روی و منگنز همبستگی مثبت و معنی­داری به دست آمد. روی جز عناصر ضروری بدن می‌باشد که افزایش میزان آن با افزایش وزن و طول بافت عضله را می­توان به خون­رسانی بیش‌تر بدن به این بافت نسبت داد. همسو با یافته­های مطالعه حاضر کوسج و همکاران (2017) نیز نشان دادند که همبستگی معنی­دار و قوی بین میزان تجمع فلزات با اندازه بدن (طول و وزن کل) وجود دارد. از آنجا که میگو منبع مهم غذا برای انسان و همچنین بخش مهمی از زنجیره غذایی طبیعی است (27). در مطالعه حاضر برآورد جذب روزانه، جذب هفتگی، احتمال خطرپذیری و شاخص خطر فلزات سنگین آهن، مس، روی نیکل و منگنز ناشی از مصرف میگو در سواحل استان بوشهر انجام گرفت. یافته­های این پژوهش نشان داد که باتوجه به سرانه مصرف میگو در ایران، 50 گرم در سال و غلظت فلزات سنگین در عضله میگوی مورد مطالعه و با توجه به مقادیر  THQو همچنین شاخص خطر کل که در همه فلزات کمتر از یک می‌باشد، مصرف این آبزی در حال حاضر هیچ‌گونه خطری ازنظر میزان فلزات سنگین جهت تغذیه انسان در بر نخواهد داشت. فلز آهن در مقایسه با محدوده تعیین‌شده توسط استاندارد سازمان غذا و دارو (FDA) میزان کمتری را نشان داد. میزان غلظت فلزات روی و مس از محدوده تعیین‌شده توسط سازمان بهداشت جهانی (FAO/WHO)، سازمان خوار و بار جهانی (FAO) و سایر استانداردهای جهانی موجود در جدول 3 کمتر می­باشد. محدوده غلظت فلز نیکل در بررسی حاضر از میزان تعیین‌شده توسط استاندارد FDA بیشتر ولی از میزان استانداردهای سازمان عربستان سعودی (SASO) و SEPA چین کمتر بود، سطح معنی­داری مشاهده‌شده کمتر از 5% به دست آمد. در مطالعه خرم‌آبادی و همکاران غلظت فلز نیکل موجود در بافت عضله میگو در مقایسه با استانداردهای جهانی از سطح مجاز مصرف انسانی بیشتر به دست آمد (3). درنتیجه با یافته­های غلظت فلز نیکل در مطالعه حاضر هم­خوانی دارد.

فلز نیکل از شاخص­های آلودگی نفتی در یک منطقه می‍باشد و بالا بودن آن در مطالعه حاضر را می­توان به آلودگی نفتی در منطقه مورد مطالعه نسبت داد. در مطالعه پور باقر و همکاران (1391) در بندر ماهشهر نیز افزایش میزان این عنصر نسبت به گذشته ناشی از افزایش آلودگی نفتی در خلیج‌فارس اعلام شد (2). فلزات مختلف به‌صورت متفاوتی در بافت‌ها انباشته می‌شوند. غلظت فلزات سنگین ممکن است به‌اندازه، عادات تغذیه­ای و ظرفیت غلظت زیستی گونه بستگی داشته باشد (23). انباشت زیستی متفاوت فلزات همچنین به رژیم غذایی و فعالیت­های متابولیک گونه مربوط می­شود (18). در مطالعه کوسج و همکاران (2016) روی میگوی سفید در استان هرمزگان تفاوت در میزان فلزات در نمونه‌های میگو ناشی از پسماندهای کشتی‌های پراکنده در محیط ذکر شد (22). در مطالعه قطب‌الدین و همکاران (1392) در سایت پرورش میگوی چوئبده آبادان تفاوت­های موجود در میزان فلزات در گونه­های مختلف میگو مربوط به شرایط جغرافیایی، شرایط محیطی، کیفیت منابع تأمین کننده آب، صنایع مجاور در حاشیه ساحلی، مقررات دفع فاضلاب­ها و پساب­های صنعتی و کشاورزی، نوع گونه موردمطالعه، نوع بافت مورد آزمایش و نوع فلز گزارش شد (6). بیشتر میگوها موجودات بنتیک هستند که در کف اقیانوس­ها یا دریاها زندگی می­کنند. آنها عموماً در میان جلبک­ها و علف­های دریایی، زیر سنگ­ها و پوسته­ها، در شکاف سنگ­ها و مرجان­ها، روی سطوح سخت و در سوراخ­های کم‌عمق روی سطوح نرم زندگی می­کنند و موجوداتی همه‌چیزخوار هستند که از فرامینیفرها، پرتاران، سخت­پوتان، گونه­های جلبک و دتریت تغذیه می­کنند. می­توان گفت که ژئوشیمی رسوبات نقش مهمی در تجمع  فلزات در میگوها دارند (26).

نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز و نیکل در عضله میگو سفید سرتیز از استانداردهای جهانی کمتر می‌باشد فقط غلظت نیکل در مقایسه با FDA بالاتر بود. درنتیجه مصرف میگو سفید سرتیز در حال حاضر خطری را برای سلامت انسان ایجاد نمی‌کند، بااین‌حال برای جلوگیری از آلودگی احتمالی این‌گونه در آینده وجود یک سیستم نظارتی در سواحل بوشهر توصیه می­شود، همچنین باتوجه به این‌که میزان فلز نیکل در مقایسه با استانداردFDA  بالاتر به دست آمد بررسی بیشتر این فلز در سواحل بوشهر امری ضروری است. پیشنهاد می­شود مطالعات آتی با در نظر گرفتن پارامترهای فصل و شوری انجام شود. از طرف دیگر باتوجه به اینکه تخلیه فاضلاب شهری و ورود آفت­کش­های کشاورزی و کودهای شیمیایی همراه با استخراج نفت از عوامل عمده آلودگی سواحل بوشهر محسوب می­شوند ضروری است که از ورود فاضلاب و کودهای کشاورزی به این سواحل جلوگیری شود درنتیجه لازم است سازمان­های مربوطه مقررات سخت گیرانه تری را در این زمینه اعمال کنند.

1. نیکبخت، س.، 1384. اثرات سمیت پراکنده ساز بر موجودات میکرو و ماکرو ارگانیسم، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.
2. پورباقر، ه.، حسینی، س.، و خراسانی، ن.، حسینی، س. م.، و دلفیه، پ.، 1391. مقدار فلزات سنگین در عضله میگوی سفید هندی، نشریه شیلات، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 67 ، شماره 1، صفحات 24- 13.
3. خرم آبادی، ع.، علیزاده دوغیکلائی، ا.، محمدی، م.، و عین الهی، ف.، 1392. بررسی غلظت فلزات سنگین (مس، روی و نیکل) بافت عضله میگوی پا سفید غربی در مزارع پرورشی استان بوشهر، مجله علوم و فنون دریایی، دوره 12، شماره 3، صفحات 11- 1.
4. درویش نیا، ز.، ریاحی بختیاری، ع.، کامرانی، ا.، و سجادی، م. م.، ۱۳۹۴. تجمع زیستی فلزات سنگین (سرب، آهن و روی) در بافت اسکلتی مرجان خانواده Faviidae و رسوبات پیرامونی آن در جنوب جزیره قشم، خلیج‌فارس، مجله بوم‌شناسی آبزیان، دوره ۵، شماره ۱، صفحات  87- 77.
5. شمسی زاده، ع.، امتیازجو، م.، صادقی، م.، و ربانی، م.، 1395. ارزیابی مقایسه­ای فلزات سنگین سرب و نیکل در میگو  Litopaeneus vanammei  در مجاورت نفت خام و دو نوع پراکنده ساز، مجله پژوهش علوم و فنون دریایی، سال یازدهم، شماره اول، صفحات 13-1.    
6. قطب الدین، ن.، شیرالی، ب.، و محمدی روزبهانی، م.، 1394. غلظت فلزات سنگین(Ni, Cd, Zn ) در آبشش، عضله و هپاتو پانکراس میگوی وانامی(Litopenaeus vannamei) در سایت پرورش میگوی چوئبده آبادان، مجله علمی- پژوهشی زیست‌شناسی دریا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، سال ششم، شماره بیست و پنجم، صفحات 8-1.
7. کارگر، آ.،  طبیعی، ا.، چراغی، م.، و لرستانی، ب.، 1392. بررسی مقایسه‌ای میزان فلزات سنگین وانادیوم و نیکل در عضلات میگوی سفید هندی (Fenneropenaeus indicus) نر و ماده موجود در بازار شیراز در سال 1390، بهداشت مواد غذایی، دوره 3، شماره 2، پیاپی 10، صفحات 77- 71.
8. موحد، ع.، دهقان، ع. و.، حاجی‌حسینی، ر.، اکبرزاده، ص.، زنده‌بودی، ع. ع.، و نفیسی‌بهابادی، م.، 1392. بررسی غلظت فلزات سنگین در بافت خوراکی میگوهای نمونه‌برداری شده از آب‌های سواحل استان بوشهر، طب جنوب، ۱۶ (۲)، صفحات ۱۰9 -۱۰0.
9. محمدی گلنگش، م.، سلگی، ع.، و بزرگ پناه، ز.، 1395. مطالعه غلظت فلزات سنگین در گونه
Pontogammarus maeoticusو رسوبات ساحلی دریای خزر، واقع در استان گیلان، مجله پژوهش­های جانوری (مجله زیست‌شناسی ایران)، جلد 30، شماره 4، صفحات 12.
10. محمودیان شوشتری، ع.، صفاهیه، ع.، نیکپور قنواتی، ی.، رونق، م.، سالاری علی آبادی، م.، 1393. سنجش غلظت فلزات سنگین روی، مس، کادمیم و سرب در نرم‌تن کیتون پوست ماری (Chiton lamyi, Dupuis, 1918) مناطق بین جزرومدی استان بوشهر، مجله پژوهش­های جانوری (مجله زیست‌شناسی ایران)، جلد 28، شماره 2، صفحات 222-210.
 

11 .Abdolahpur Monikh, F., Maryamabadi, A., Savari, A., and Ghanemi, K., 2105. Heavy metals concentration in sediment, shrimp and two fish species from the northwest Persian Gulf. Toxicology and Industrial Health. 31(6), PP: 554–565.

12 .Agency for Toxic Substances and Disease Registry. 2004. Division of Toxicology, Clifton Road, NE, Atlanta, GA, available at: http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/;2004
13 .Ansari, E., Shalbaf, M. H., and Tile, M. D., 2005. Monitoring Report shrimp stocks in coastal waters of the Persian Gulf (Khuzestan). Aquaculture Research Center south of the country, Ahvaz, 39 p.
14 .FAO/WHO, 1989. Evaluation of Certain Food Additives and the Contaminants Mercury, Lead and Cadmium, WHO Technical Report, Series No. 505.
15 .Chen Y.C. and Chen M.H., 2001. Heavy metal concentrations in nine species of fishes caught in coastal waters off Ann-Ping, S.W. Taiwan. Journal of Food and Drug Analysis, 9:107-114
16 .Ekpo, F. E., and Ukpong, E. J., 2014. Assessment of Heavy Metals Concentrations in water, Sediments and some common sea foods Callinectes amnicola and Tympanotonus fuscatus (crabs and periwinkles) from Uta Ewa Creek of Ikot Abasi, Akwa Ibom State, Nigeria. Global Journal of Applied Environmental Sciences, 4 (1),PP: 99-106.
17 .EPA, 1997. Drinking water standards Environment of Criteria and Assessment.
18 .Firat, O., Gök, G, Coğun, H. Y., Yüzereroğlu, T. A., and Kargin, F., 2008. Concentrations of Cr, Cd, Cu, Zn and Fe in crab Charybdis longicollis and shrimp Penaeus semisulcatus from the Iskenderun Bay, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment. 147, PP: 117-123.
19 .Golam Mortuza, M., and Al-Misned, F. A., 2017.Environmental Contamination and Assessment of Heavy Metals in Water, Sediments and Shrimp of Red Sea Coast of Jizan, Saudi Arabia. Journal of Aquatic Pollution and Toxicology, 1(1:5) PP: 1-10.
20 .Heidarieh, M., Maragheh, M. G., Shamami, M. A., Behgar, M., Ziaei, F., and Akbari, Z., 2013. Evaluate of heavy metal concentration in shrimp (Penaeus semisulcatus) and crab (Portunus pelagicus) with INAA method. Springer Plus. 2, 72 p.
21 .Haji Hussain, H., Nouhi, S. A., and Ghasemi, M., 2001. Determine the amount of inorganic contaminants in Shehrchay, Livestock and Natural Resources Research Center of East Azarbayjan Province, the first national conference on Iran and environmental crises.
22 .Klassen, C. D., Cassarett, L. J., and Doulls, J., 2013. Toxicology, The basic science of poisons, 8th ed, New York: Mc Grow hill: 715 p.
23 .Koosej, N., Jafariyan, H., Rahmani, A., Patimar, A., and Gholipoor, H., 2017.Heavy Metal Concentrations in white Shrimp (Metapenaeus Affinis) and Their Contribution to Heavy Metals Exposure in Hormozgan Province (Iran). Journal of Applied Environmental and Biological Sciences, 7(1), PP: 62-68.
24 .Kwok, C., Liang, Y., Wang, H., Dong, Y., Leung, S., and Wong, M. H., 2014. Bioaccumulation of heavy metals in fish and ardeid at Pearl River Estuary, China. Ecotoxicology and Environmental Safety, 106, PP: 62-67.
25 .Maff.(Agency of the Ministry of Agriculture, Fisheries and Food), 1995. Monitoring and surveillance of nonradioactive contaminants in the aquatic environment and activities regulating the disposal of wastes at sea, 1993. Aquatic Environment Monitoring Report No. 44. Direcorate of Fisheries Research, Lowestoft.
26 .Mitra, A., Barua, P., Zaman, S., and Banerjee, K., 2012. Analysis of Trace Metals in Commercially Important Crustaceans Collected from UNESCO Protected World Heritage Site of Indian Sundarbans. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 12, PP: 53-66.
27 .Mohammadi Rouzbahani, M., 2017. Bioaccumulation of heavy metals (Ni, V, Cu, Pb) in various tissues of Metapenaeus affinis in the Northwest of Persian Gulf. Iranian Journal of Aquatic Animal Health, 3(1), PP: 101-113.
28 .Páez-Osuna, F., and Ruiz-Fernández, C., 1995. Trace metals in the Mexican shrimp Penaeus vannamei from estuarine and marine environments. Environmental Pollution, 87, PP: 243–7.
29 .Pourang, N., Dennis, J. H., and Ghourchian, H., 2004. Tissue distribution and redistribution of trace elements in shrimp species with the emphasis on the roles of metallothionein. Ecotoxicology, 13, PP: 519-533.
30 .Silva, E., Viana,  Z. C. V., Onofrec, C. R. E., Kornc, M. G. A., and Santos,  V. L. C. S., 2016. Distribution of trace elements in tissues of shrimp species Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) from Bahia, Brazil. Brazilian Journal of Biology.76(1), PP: 1-11.
31 .Smith, K. L., and Guentzel, J. L., 2010. Mercury concentrations and omega-3 fatty acids in fish and shrimp: preferential consumption for maximum health benefits. Marine Pollution Bulletin, 60, PP: 1615-8.
32 .USEPA(United States Environmental Protection Agency), 2011. USEPA Regional Screening Level (RSL) Summary Table:November 2011.
33 .Jewett, S. C., and Sathy Naidu, A., 2000. Assessment of heavy metals in Red King Crabs following offshhore   placer gold mining. Marine Pollution Bulletin. 40, PP: 478-490.  
34 .Wu, X. Y., and Yang, Y. F., 2011. Heavy metal (Pb, Co, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn and Zn) concentrations in harvest-size white shrimp Litopenaeus vannamei tissues from aquaculture and wild source. Journal of Food Composition and Analysis, 24, PP: 62-65.
Journal of Animal Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 31, Issue 4
February 2019
Pages 437-448
  • Receive Date: 13 November 2017
  • Revise Date: 05 February 2018
  • Accept Date: 11 June 2018