بررسی مقایسه‌ای میزان فلزات سنگین وانادیوم و نیکل در عضلات میگوی سفید هندی (Fenneropenaeusindicus) نر و ماده موجود در بازار شیراز در سال 1390

بهداشت مواد غذایی

مقاله 8، دوره 3، 2 (10) تابستان، شهریور 1392، صفحه 71-77   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

آمنه کارگر^{* 1}؛ امید طبیعی²؛ مهرداد چراغی³؛ بهاره لرستانی³

¹دانشگاه آزاد اسلامی واحد صفاشهر، مربی و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، صفاشهر، ایران

²دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ارسنجان، مربی گروه منابع طبیعی، ارسنجان، ایران.

³دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، استادیار گروه محیط زیست، همدان، ایران.

چکیده

تحقیق حاضر به منظور تعیین غلظت فلزات سنگین وانادیوم (V) و نیکل (Ni) در عضلات جنس نر و ماده میگوی سفید هندی (Fenneropenaeusindicus) خوراکی در شهرستان شیراز صورت پذیرفت. بدین­منظور در پاییز 1390 با مراجعه به بازار عمده عرضه آبزیان تعداد 120 نمونه­ میگو به صورت تصادفی از سطح شهر شیراز تهیه شد. آماده‌سازی و آنالیز نمونه­ها مطابق با استاندارد توصیه شده صورت پذیرفت و میزان فلزات سنگین با دستگاه جذب اتمی مدل Varian V10-ES تعیین و با مقادیر توصیه شده استاندارهای جهانی مورد مقایسه قرارگرفت. در این تحقیق میانگین غلظت وانادیوم در عضله جنس نر و ماده به ترتیب 64/0± 06/1 و 54/0± 76/0 میلی­گرم بر کیلوگرم و میانگین غلظت نیکل در عضله جنس نر و ماده به ترتیب 173/1± 1/8 و 79/0± 1/9 میلی­گرم بر کیلوگرم اندازه­گیری گردید. از سویی دیگر مقایسه نتایج حاصل از آنالیز داده­ها نشان داد که تفاوت معنی‌داری در بین تجمع فلز سنگین نیکل در بافت عضله دو جنس نر و ماده میگوی سفید هندی وجود دارد (05/0p<). همچنین میانگین غلظت فلزات اندازه­گیری شده در بافت عضله بالاتر از مقادیر توصیه شده استاندارد WHOو FAO تشخیص داده شد.

کلیدواژه‌ها

فلزات سنگین؛ میگوی سفید هندی؛ نیکل؛ وانادیوم؛ شیراز

اصل مقاله

مقدمه

   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 می‌گردد تا مقادیر زیادی فاضلاب­های صنعتی و شهری و همچنین پساب‌های کشاورزی که دارای ترکیبات شیمیایی مختلف خصوصاً عناصرسنگین هستند وارد اکوسیستم‌های آبی شوند (Wicker and Gantt, 1994; Plaskett and Potter, 1979). فلزات سنگین آلاینده‌های پایداری هستند که از پیامدهای پایداری آنها تجمع در زنجیره غذایی می­باشد، به طوری که در نتیجه این فرآیند، مقدار آنها در زنجیره غذایی می­تواند تا چندین برابر مقدار آن­ها که در آب یا هوا یافت می­شود افزایش یابد (پروانه، 1371). نیکل از جمله فلزات پرکاربرد در صنعت می­باشد و یکی از ترکیبات کاتالیستی مورد استفاده در صنایع پتروشیمی است (کاتن و ویلکسون، 1363). افزایش غلظت نیکل در پساب­ها و آب­های آشامیدنی، بر روی اندام­های مختلف انسان از جمله ریه، کلیه و دستگاه گوارشی، تأثیر سوء می­گذارد که می‌توان به آلرژی­های شدید پوستی، مرگ جنین، کاهش قدرت سیستم ایمنی بدن، کاهش وزن و سرطان ریه و سینوس­های بینی، اشاره کرد (ربانی و همکاران، 1388). وانادیوم به صورت طبیعی به مقدار 015/0 درصد در پوسته زمین وجود دارد. فعالیت­های انسانی نیز (به ویژه صنایع فلزی) هر ساله 200 هزار تن وانادیوم را به محیط وارد می­کنند. از عوارض وانادیوم می­توان به برونشیت، پنومونی، آنمی و آسیب رسانی به کلیه­ها اشاره کرد.

   پژوهش­هایی که در زمینه آلودگی فلزات سنگین در اکوسیستم­های آبی انجام می­شوند از دیدگاه سلامت انسان و بهداشت عمومی بسیار مهم هستند. هدف اصلی از این قبیل بررسی­ها پیشگیری از ابتلای انسان به امراض و عوارض گوناگون ناشی از استفاده غذایی از آبزیان آلوده به فلزات سنگین است. از طرفی در این پژوهش حفظ حالت توازن اکوسیستم­های آبی به عنوان هدف ثانویه مدنظر است (دادالهی و همکاران، 1387). مطالعات متعددی توسط محققین مختلف جهت اندازه‌گیری غلظت فلزات سنگین در موجودات آبزی در محیط­های مختلف دنیا و از جمله ایران انجام گردیده است که از آن جمله می­توان به تحقیقاتی که صادقی راد و همکاران در مورد حضور فلزات سنگین روی، مس، کادمیوم، سرب و جیوه در بافت عضله و خاویار دو گونه تاسماهی ایرانی و ازون برون در حوضه جنوبی دریای خزر انجام دادند اشاره کرد که میزان دو فلز کادمیوم و سرب پایین­تر از حد مجاز تعیین شده برای سلامت انسان اندازه­گیری گردید (صادقی  همکاران، 1384). گونه میگوی سفید هندی با نام علمی ((Fenneropenaeusindicus متعلق به خانواده پنائیده (Penaeidae)  و جزء گونه­های غالب صید در منطقه آب­های هرمزگان (دریای عمان- خلیج فارس) به شمار می­رود. با توجه به مصرف عمده این گونه میگو در شیراز به عنوان یک ماده غذایی دریایی هدف از این مطالعه بررسی و تعیین میزان غلظت فلزات سنگین نیکل (Ni) و وانادیوم (V) در عضلات میگوی سفید هندی بازار مصرف شیراز بوده است.

مواد و روش­ها

   برای تهیه نمونه­های میگوی مورد مطالعه در ماه‌های مهر، آبان و آذر 1390 با مراجعه به بازار اصلی فروش محصولات آبزی در سطح شهر شیراز مکان­های عمده عرضه و فروش میگو مورد شناسایی قرار گرفته سپس برای تامین نتایج تحقیق به کل سطح شهر این مکان­ها شماره‌گذاری گردیده و در نهایت از طریق قرعه کشی 3 مکان انتخاب شد. با توجه به شرایط عرضه محصولات از هر مکان مقدار 1 کیلوگرم میگو خریداری گردید. سپس میگوهای سفید هندی با استفاده از کلیدهای شناسایی از میگوهای خریداری شده شناسایی و جداسازی گردیدند. برای تعیین حجم نمونه برای برآورد میزان فلزات سنگین در میگوی مصرفی از رابطه زیر استفاده شده است (Bihamta and Zarechahoki, 2008).

(رابطه 1)

                                                                                                                                        

n= حجم نمونه

t= مقدار t استیودنت، که در سطح اطمینان 95 درصد برابر 96/1 می باشد.

P= مقدار نسبت مشاهده شده در جامعه است. اگر در اختیار نباشد می توان آن را 5/0 درنظر گرفت.

q= درصد افرادی که فاقد آن صفت در جامعه هستند (q =1-p)

d= مقدار اشتباه مجاز یا خطای مطلق است.

در مجموع تعداد 120 نمونه میگو تهیه گردید که با توجه به بررسی اولیه و شناسایی انجام شده در بین میگوهای تهیه شده تعداد 52 ماده شناسایی و مابقی یعنی تعداد 68 نمونه نر تا رسیدن به حجم نمونه مورد نظر انتخاب و در یونولیت حاوی یخ پودر شده بسته‌بندی و برای تعیین غلظت فلزات سنگین به آزمایشگاه دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان انتقال داده شد و در فریزر با دمای °c20- نگه‌داری شدند تا مرحله انجماد خشک را پشت سر گذارند. در طول مراحل انجام آزمایش پس از بررسی‌های نهایی تعداد 30 نمونه سالم شامل 17 نر و 13 ماده که از نظر ظاهری و دارا بودن خصوصیات مورفولوژی تشخیص و شناسایی آنها به صورت دقیق امکان­پذیر بود انتخاب و پس از تعیین جنسیت، سنجش زیستی اولیه شامل تعیین وزن کل، طول کاراپاس، طول بدن، طول قسمت شکمی Abdominal length ((ABD و وزن عضله انجام پذیرفت. پس از عملیات مذکور و آماده سازی، نمونه­ها با آب مقطر شست و شو داده شدند تا پوشش لزج و ذرات خارجی جذب‌کننده فلزات از سطح بدن دفع شود، سپس جداسازی پوست و عضله نمونه­ها صورت گرفت. نمونه­ها در آون به مدت 72 ساعت در دمای 70 درجه سلسیوس خشک شدند. در این مرحله نمونه­های خشک به وسیله هاون چینی پودر و پس از عبور از الک شماره 24، از هر نمونه به میزان یک گرم ماده خشک توزین و در بشرهای پلی اتیلنی قرار داده سپس به هر 1 گرم از نمونه­ها 5 میلی­ لیتر اسید نیتریک 60٪ اضافه شد. بشرهای پلی اتیلنی را در حمام بن ماری با درجه حرارت 100 درجه سلسیوس قرار دادیم تا زمانی که حالت ژله­ای پیدا کردند. عملیات هضم کامل گشته است در غیر این صورت باید به نمونه­ها اسید نیتریک اضافه نمود. سپس محلول حاصل با استفاده از کاغذ صافی واتمن 40(whatman40)، قیف پلی اتیلنی و بالن ژوژه 25 میلی‌لیتر صاف گردیده و در نهایت با اسید نیتریک 4٪ به حجم 25 میلی‌لیتر رسانیده شد (Ordiano-flores et al., 2011). پس از آماده‌سازی و هضم نمونه­ها جهت تعیین و اندازه­گیری غلظت فلزات سنگین نیکل و وانادیوم، جهت تزریق به دستگاه نشر اتمی ICP به آزمایشگاه انتقال داده شدند و براساس دستورالعمل­های استاندارد، داده­های خام حاصل از تعیین میزان غلظت عناصر فلزات سنگین به وسیله دستگاه نشر اتمی مدل Varian V10-ES ساخت کشور استرالیا، تهیه گردید. پیش از انجام آنالیز آماری، برای تعیین نرمال بودن داده­ها از آزمون آماری کلموگروف- اسمیرنوف (Kolmogorov – Smirnov) استفاده شد و سپس برای مقایسه اختلاف معنی‌دار بودن داده­ها از آزمون آماریT-Test  مستقل و همچنین جهت مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین مورد ارزیابی در بافت ماهیچه گونه مورد ارزیابی با حد استاندارد از آزمون one-sample T-test استفاده شد. در این بررسی تجزیه و تحلیل داده­ها به کمک نرم افزار SPSS نسخه 18 انجام شد.

 

یافته­ها

   میگوهای سفید هندی مورد آزمایش در این تحقیق از نظر زیست سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. طبق نتایج، طول کل  طول کارپاس و طول شکم به ترتیب 4/8±8/136، 04/5±9/21 و 06/5±3/65  میلی‌متر و وزن آن‌ها 5/4±1/17 گرم تعیین گردید. مقایسه نتایج مربوط به این مشخصات در میگوهای همجنس نشان می­دهد که اختلاف آماری معنی داری در بین نمونه­های همجنس وجود دارد (05/0P<). از سویی دیگر میانگین فلزات نیکل و وانادیوم در بافت عضله دو جنس نر و ماده میگوی سفید هندی در جدول 1 نشان داده شده است.همچنین نتایج حاصل از مقایسه مقادیر به دست آمده در این مطالعه با مقادیر استاندارد توصیه شده توسط سازمان­های جهانی در جدول 2 آورده شده است.

 

 

جدول1- میانگین غلظت و انحراف معیار عناصر سنگین در بافت عضله دو جنس نر و ماده میگوی سفید هندی مورد ارزیابی بر حسب (mg/kg)

پیراسنجه	بافت	جنسیت	تعداد	کمترین	بیشترین	میانگین	منابع
نیکل	عضله	نرa	17	3/6	6/9	173/1±1/8	مقاله حاضر
		ماده b	13	62/6	7/9	79/0± 1/9
وانادیوم	عضله	نرa	17	45/0	05/2	64/0±06/1
		ماده a	13	45/0	97/0	54/0±76/0

     - در جدول فوق حروف غیر مشابه در هر پیراسنجه بیانگر اختلاف معنا داردر سطح 95% می باشد (05/0p<).

 

جدول 2- مقایسه میانگین غلظت فلزات اندازه­گیری شده با استانداردهای جهانی (برحسب mg/kg)

استانداردها و میگوی سفید هندی	V	Ni	منابع
WHO/FAO	5/0	38/0	Madany et al., 1996
عضله جنس نر میگوی سفید هندی	06/1	1/8	تحقیق حاضر
عضله جنس ماده میگوی سفید هندی	76/0	1/9	تحقیق حاضر

 

 

بحث و نتیجه­گیری

   پایداری و تجمع زیستی عناصر سنگین در بدن موجودات زنده و انتقال آن به حلقه­های بعد زنجیره غذایی سبب گردید تا مطالعه تجمع و پراکنش این فلزات در بافت­های خوراکی آبزیان از دیدگاه­های مختلف، بخصوص سلامت غذایی مصرف کننده حایز اهمیت باشد. مقایسه میزان جذب و تجمع عناصر سنگین در عضله میگوی سفید هندی مصرفی شهرستان شیراز بیانگر آن بود که از میان دو عنصر نیکل و وانادیوم بیشترین میزان تجمع فلزات مربوط به عنصر نیکل می­باشد. همچنین تفاوت معنی‌داری میان میزان تجمع فلز نیکل در بافت عضله دو جنس نر و ماده مشاهده گردید (05/0p<). اما در رابطه با تجمع فلز وانادیوم در عضله بین دو جنس تفاوت معناداری مشاهده نشد (05/0p<). از سویی دیگر مقایسه میزان فلزات سنگین اندازه­گیری شده با استاندارد بین المللی سازمان جهانی بهداشت نشان می­دهد که میزان نیکل و وانادیوم برآورد شده در عضله میگوهای سفید هندی از استاندارد جهانی بیشتر می­باشد (جدول 2). لذا مصرف آنها باید با ملاحظات بهداشتی همراه باشد. مقایسه نتایج حاصل از از این تحقیق با مطالعه انجام شده توسط نقشبندی و همکاران در سال 2007 که غلظت فلز سنگین Ni را در بافت­های مختلف Astacusle ptodactylus مورد مطالعه قرار داده است نشان داد که تفاوت معنی‌داری در رابطه با تجمع این فلز در بافت‌های جنس نر و ماده وجود ندارد (Naghshbandi et al., 2007) که با تحقیق حاضر هم‌خوانی نداشته است. در مطالعه خوشناموند و همکاران در سال 1389 در خصوص مقایسه تجمع زیستی جیوه کل در بافت عضله دو گونه ماهی کپور معمولی و کپور نقره­ای سد قشلاق نتایج نشان داد غلظت جیوه کل در بافت عضله ماهی­هایی که وزن آنها بیشتر از 500 گرم بود، بالاتر از استاندارد EPA و در نمونه­هایی که وزن آنها بیشتر از850 گرم بودند، بالاتر از استاندارد جهانی بهداشت و استاندارد غذا و کشاورزی بودند (خوشناموند و همکاران، 1389). همچنین در مطالعه­ای که الوهر در رابطه با میزان فلزات سنگین Cd, Cu, Zn در سه گونه ماهی گردآوری شده از بخش شمالی رود اردن انجام دادند نتایج نشان داد که سطح فلزات سنگین مذکور در ماهیچه سه گونه ماهی کمتر از حد مجاز اعلام شده توسط سازمان غذا و کشاورزی می­باشد (Al-Weher, 2008). در مطالعه­ای که تحت عنوان ارزیابی غلظت فلزات سنگین جیوه، کادمیوم، کرم، منگنز، سرب، مس و نیکل در بافت­های بدن گونه Egeria radiate در نیجریه در سال 2011 توسط نابویز صورت گرفته، نتایج نشان داد که غلظت کلیه فلزات سنگین مورد ارزیابی در بافت بدن گونه مورد مطالعه کمتر از حد استاندارد اعلام شده مشترک توسط سازمان­های بهداشت جهانی و خوارو بار و کشاورزی ملل متحد بوده است (Nwabueze, 2011). افزایش برخی فلزات سنگین در آبزیان ماده می­تواند ناشی از زمان صید نمونه­ها (بعد از تخم ریزی) و بالاتر بودن فعالیت متابولیک آبزیان ماده در این دوران باشد. بعد از تخم‌ریزی به علت کاهش ذخایر چربی بدن که در جنس ماده در فرآیند زرده سازی مورد نیاز هستند فعالیت متابولیک و تغذیه­ای آبزیان ماده برای جبران ذخایر از دست رفته افزایش می­یابد در نتیجه جذب فلزات سنگین به همراه آب و غذا در این دوران توسط آبزیان ماده افزایش می­یابد (AL-Yousef et al., 2000).

   نتایج این پژوهش نشان داد که غلظت فلزات سنگین اندازه­گیری شده نیکل و وانادیوم با حدود اطمینان 95 درصد بالاتر از حد استاندارد بین المللی WHO/FAO می­باشد، لذا با توجه به اهمیت این گونه در سبد غذایی بخش قابل توجهی از مردم این مرز و بوم، بهتر است آزمایشات تکمیلی در این زمینه با تعیین بیشتر فلزات سنگین و در فصول مختلف انجام پذیرد تا بتوان نتایج بهتر و کلی­تری را در این خصوص بیان نمود. اگرچه علت اصلی حضور فلزات مذکور، آلودگی خلیج فارس به انواع فلزات سنگین است، لذا بررسی دقیق­تر و در فصول مختلف هرگونه اظهار نظر علمی را بهتر و دقیق­تر امکان­پذیر خواهد نمود.

مراجع

• پروانه، ویدا (1371). کنترل کیفی و آزمایش‌های شیمیایی مواد غذایی. انتشارانت دانشگاه تهران، صفحات: 309-241 و 323-320.
• خوشناموند، مهدی؛ کبود وندپور، شهرام؛ غیاثی، فرزاد؛ بهرام نژاد، بهمن (1389). مقایسه تجمع زیستی جیوه کل در بافت عضله دو گونه ماهی کپور معمولی و کپور نقره­ای سد قشلاق سنندج. محیط شناسی، سال سی وششم، صفحات: 47-54.
• دادالهی سهراب، علی؛ نبوی، سید محمد باقر و خیرور، ندا (1387). ارتباط برخی مشخصات زیست سنجی با تجمع فلزات سنگین در بافت عضله و آبشش ماهی شیربت (Barbusgrypus)در رودخانه اروند رود. مجله علمی شیلات ایران، 17(4):34-27.
• ربانی، پریسا؛ عبدالعلی، عاطفه؛ منتظررحمتی، محمد مهدی؛ کشت کار، علیرضا و دباغ، رضا (1388). جذب زیستی فلزهای کادمیوم و نیکل توسط جلبک Cystoseira indica به صورت خام و فرآوری شده.
• صادقی راد، مرجان؛ امینی رنجبر، غلام‌رضا؛ ارشد، عما و جوشیده، هاشم (1384). مقایسه تجمع فلزات سنگین (روی، مس، کادمیوم، سرب و جیوه) در بافت عضله و خاویار دو گونه تاسماهی ایرانی(Acipenserpersicus) و ازون برون (Acipenserstellatus) حوضه جنوبی دریای خزر. مجله علمی شیلات ایران، سال چهاردهم، شماره 3، صفحات: 79 تا 100.
• کاتن، اف آلبرت و ویلکسون (1363). مبانی شیمی معدنی. ترجمه منصور عابدی، انتشارات نشر دانشگاهی.

 

• AL-Yousuf, M.H., EL-Shahawi, M.S. and AL-Ghais, S.M. (2000). Trace metal in liver, skin and muscle of Lethrinus lentjan fish species in relation to body length and sex. Science of the Total Environment, 256: 87-94.
• Bihamta, M. and Zarechahoki, M.A. (2008). Principles of Statistics of Natural Resources. Tehran University Press, pp. 300.
• Madany, M., Wahab, A. and Al-Alawi, Z. (1996). Trace metals concentration in marine organisms from the coastal areas of Bahrain, Persian Gulf. Water, Air, and Soil pollution, 91: 233-248.
• Naghshbandi, N., Zare, S., Heidari, R. and Razzaghzadeh, S. (2007). Concentration of heavy Metals in Different Tissues of Astacusleptodactylus from Aras Dam of Iran. Pakistan Journal of Biological Sciences, 10(21): 3956-3959.
• Nwabueze, A.A. (2011). Heavy metal concentration in tissue of Egeria radiate (bivalvia: tellinacea) from creeks in Burutu area of Data state, Nigeria, International Research Journal of Agricultural Science, 1(2): 035-039.
• Ordiano-flores, A., Galvan-Magana, F. and Rosiles-Martinez, R. (2011). Bioaccumulation of Mercury in Muscle Tissue of Yellowfin Tuna, Thunnus albacores, of the Eastern Pacific Ocean, Biological Trace Element Research, Online  Published.
• Plaskett, D. and Potter, I. (1979). Heavy metal concentrations in the muscle tissue of 12 species of teleost from Cockburn sound, Western Australia. Australian journal of Marine and freshwater Research, 30(5): 607.
• AL-Weher, SM. (2008). Levels of Heavy Metal Cd, Cu and Zn in Three Fish Species Collected from the Northern Jordan Vally, Jordan, JJBS (Jordan Journal of Biological Sciences), 41- 46.
• Wicker, A.M. and Gantt, L.K., (1994). Contaminant assessment of fish Rangia clams and sediments in the Lower Pamlico River, North Carolina, U.S Fish and Wildlife service Ecological services, pp.16.