تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,997 |
تعداد مقالات | 83,560 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,801,181 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,843,840 |
ارزیابی بهداشتی فلزات سنگین آرسنیک و روی در برنجهای کشت شده در استان فارس (مطالعه موردی: مزارع فیروزآباد) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
بهداشت مواد غذایی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 7، دوره 3، 3 (11) پاییز، آذر 1392، صفحه 67-74 اصل مقاله (369.02 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مهرداد چراغی1؛ زهرا افشاری بهمن بیگلو* 2؛ اصغر سیف3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، دانشکده علوم پایه، استادیار گروه محیط زیست، همدان، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته محیط زیست، همدان، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3دانشگاه بوعلیسینا همدان، دانشکده علوم پایه، استادیار گروه آمار، همدان، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
امنیت غذایی در کنار حفظ محیط زیست به یک موضوع مهم جهانی تبدیل شده است. تجمع آرسنیک و روی در برنج به عنوان یک فاجعه برای جنوب شرق آسیا شمرده میشود، جایی که برنج به عنوان یک غذای اصلی به شمار میرود. با توجه به این نکته که برنج از پرمصرفترین اقلام در جیره غذایی مردم ایران محسوب میشود، اقدام به انجام مطالعه حاضر کردیم. این پژوهش به بررسی غلظت فلزات سنگین روی و آرسنیک در برنج شهرستان فیروزآباد پرداخته است. جهت انجام این مطالعه 38 نمونه برنج از 22 روستای این شهرستان جمعآوری گردید. نمونههای جمعآوری شده توسط دستگاه Digesdahlهضم و سپس غلظت فلزات سنگین توسط دستگاهICP قرائت گردید و با استفاده از نرمافزار آماری SPSSتحلیلهای آماری صورت گرفت. نتایج حاصله نشان داد که متوسط غلظت فلز سنگین روی در برنج 9/1 ±87/20 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک با دامنه بین 9/1±26/25 - 9/1±97/32 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک و آرسنیک 2/2 ±89/22 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک با دامنه بین 2/2 ±77/26 -2/2 ±61/17 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک بود. مقایسه میزان غلظت فلزات سنگین با میزان استاندارد حاکی از آن است که غلظت فلز آرسنیک در 100 درصد نمونهها بالاتر از حد مجاز WHO/ FAO و میزان فلز روی در 36/97 درصد نمونهها پایینتر از حد مجاز تعیین شده بود. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
روی؛ آرسنیک؛ برنج؛ منطقه فیروزآباد؛ ارزیابی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه آلودگی فلزات سنگین اساسا نتیجه فعالیتهای انسانی نظیر کشاورزی، معدن کاوی، ساخت و ساز و فعالیت صنایع است (Singh et al., 2004). فلزات سنگین میتوانند از طریق سیستمهای آبی و کشاورزی وارد زنجیره غذایی شوند (Zazoli et al., 2006). فلزات سنگین به علت ماندگاری در محیط زیست، تجمع زیستی و سمیت عامل خطرناکی برای گیاهان، حیوانات و انسان میباشند (Sharma et al., 2005). در جایی که باروری ذاتی خاک کم است اغلب کشاورزان تمایل به افزایش مصرف کود در چندین نوبت دارند. فلزات سنگین نگرانکننده در کود شامل آرسنیک، کادمیوم، سرب و به میزان کمتر نیکل و روی بوده که استفاده مداوم از کود دارای آرسنیک و خاک آلوده به آن از طریق جذب گیاه به زنجیره غذایی منتقل میگردد Boodaghi et al., 2011)). مردم خصوصا کسانی که برنج غذای اصلی انرژی روزانه آنها را تامین میکند در معرض میزان قابل توجهی فلزات سنگین از راه برنج هستند (Watanabe et al., 1996). تاثیرات زیانبار فلزات سنگین بر سلامتی انسان از جهات مختلف به اثبات رسیده است. مواجهه با این دسته از آلایندهها موجب مسمومیت حاد و مزمن و بیماریهای بسیاری از جمله اختلالات عصبی، فقر مواد غذایی، برهم خوردن تعادل هورمونها، چاقی، سقط جنین، اختلالات تنفسی و قلبی، آسیبهای کبدی و کلیوی، آلرژی و آسم، عفونتهای ویروسی مزمن، کاهش آستانه تحمل بدن، تخریب ژنها، پیری زودرس، کاهش حافظه، پوکی استخوان، ریزش مو، بیخوابی، انواع سرطان و مرگ میشود (Farahmand Kia et al., 2009). منابع زیستمحیطی آرسنیک از ادامه مصرف ترکیبهای آن به عنوان آفتکش سرچشمه میگیرد. به علت تشابه آرسنیک با فسفر از نظر خواص، ترکیبهای آرسنیک در طبیعت همراه ترکیبهای فسفر وجود دارد (Berd, 1999). خوردن روی به مقدار زیاد باعث تحریک و ایجاد حالت خوردگی در دستگاه گوارش میشود. نشانههای مسمومیت با روی تهوع، استفراغ، تب و شوکهای کشنده است .(Athar and Vahura, 2007) مقدار عناصر سنگین جابهجا شده در محیط خاک تابعی از pH، میزان رس، مواد آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی است (Kimberly and William, 1999). جذب از خاک نهتنها به مقدار کلی یک فلز بلکه به دسترسی آن به ریشه و انتقال آن به ریشه و انتقال آن از طریق فاز ریشه- خاک نیز وابسته است. مقدار کلی یک فلز در خاک خود متاثر از سنگ منشا خاکساز اولیه و فعالیتهای کشاورزی و صنعتی آن ناحیه است .(Athar and Vahura, 2007) استفاده مکرر از سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی رایج افزایش سطح فلزات سنگین در خاکهای کشاورزی را سبب میشود Boodaghi et al., 2011)). چندین مطالعه در زمینه مقدار فلز آرسنیک در برنج در سرتاسر جهان صورت گرفته است به عنوان مثال در مطالعه صورت گرفته توسط باتاچاریا و همکاران در بنگال غربی هند مقدار فلز سنگین آرسنیک در دانههای برنج بین µg/g 16/0- 58/0 محاسبه شده بود (Bhattacharya et al., 2010). رحمان و همکاران تجمع µg/g7/1 آرسنیک را در 3 نوع برنج از بنگلادش مشاهده کردند که بیشتر از حد مجاز در برنج اعلام شده بودند. رحمان و همکاران در مطالعهای، در بخشهایی از بنگلادش مقدار فلز آرسنیک را در دو واریته برنجµg/g 6/0 و 7/0 ارائه کرده بودند (Rahman et al., 2007). اسلام و همکاران در مطالعهای در دشتهای سیلابی Gangetic، گزارشاتی از تجمع فلز آرسنیک در دانههای برنج بالاتر ازµg/g 2 را ارائه کردند (Islam et al., 2004). شهرستان فیروزآباد دارای شرایط اقلیمی بسیار مطلوب و منحصر به فرد میباشد و به دلیل شرایط اقلیمی مناسب در 80 درصد اراضی منطقه، کشاورزان در طول یک سال از یک زمین دو بار محصول برداشت میکنند. متوسط بارش سالانه منطقه 1/440 میلیمتر میباشد. با توجه به اهمیت موضوع و از آنجا که مطالعهای بر روی برنجهای این منطقه صورت نگرفته است، بنابراین بر آن شدیم میزان فلزات سنگین آرسنیک و روی را در برنج منطقه فیروزآباد بررسی کنیم (Agricultural Organization of Fars, 2004).
موادوروشها جمعآوری نمونه شهرستان فیروزآباد با مساحتی بالغ بر 48300 کیلومتر مربع در غرب ناحیه مرکزی فارس و در فاصله 100 کیلومتری مرکز استان با مختصات جغرافیایی 52 درجه و 15 دقیقه طول و 28 درجه و 45 دقیقه عرض جغرافیایی قرار دارد. جهت تعیین حجم نمونه، از روش نمونهگیری طبقهبندی شده با تخصیص متناسب استفاده شد. پس از تعیین حجم نمونه، نمونهبرداری در اوایل مهر ماه 1390 انجام گردید. جهت نمونهبرداری از نقاط تعیین شده، از سه نقطه از زمینهای زراعی خوشههای برنج را جمعآوری کرده و با هم تلفیق نمودیم. جهت انجام این مطالعه 38 نمونه برنج از 22 روستای شهرستان فیروزآباد جمعآوری گردید. روش بررسی نمونه بعد از جمعآوری و انتقال نمونههای برنج به آزمایشگاه، نمونههای برنج توسط آب مقطر شسته شدند و به مدت 48 ساعت در دمای 105 درجه سلسیوس در آون خشک گردیدند. میزان 5/0 گرم از نمونههای آسیاب شده برنج را به بالن هضم دایجسدال منتقل کرده و 4 سی سی اسید سولفوریک غلیظ را به بالن اضافه کردیم. به مدت 5-3 دقیقه مایع را جوشاندیم. 5/16 میلیلیتر هیدروژن پراکسید را به بالن اضافه کرده تا هضم شفاف گردد. به مدت یک دقیقه حرارت دادیم تا مایع شفافی حاصل شود. نمونه هضم شده را با آب دیونیزه به حجم 100 میلیلیتر رساندیم. ابتدا با صافی معمولی و سپس با صافی واتمن صاف کردیم تا کدورت نمونه از بین رود. محدوده احتمالی غلظت فلزات سنگین آرسنیک و روی 10-0، 20-10، 50-20، 150-50، 300 -150 و بالاتر از300 قسمت در میلیارد در نظر گرفته شد. جهت تهیه استانداردها، کالیبراسیون و قرائت نمونهها از دستگاه نشر اتمی مدل VARIAN ES- 710 ساخت کشور استرالیا استفاده شد. میزان خطای دستگاه 5 درصد و دقت عدد قرائت شده 001/0میباشد (Instrument Manual Digesdahl Digestion Apparatus, 1999). بر این اساس که در ایران استانداردی برای غلظت فلزات سنگین بیان نشده است، غلظتها بر حسب واحد میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک بر اساس گزارشات WHO/ FAOقرائت گردیدند. تحلیل آماری جهت تحلیل دادههای حاصله، از نرمافزار SPSS ویرایش 20 استفاده شد. برای بررسی نرمال بودن دادهها از آزمون کولموگروف اسمیرنوف استفاده شد. دادههای حاصل از این پژوهش بر اساس آزمون مذکور نرمال بودند. جهت بررسی آلودگی برنجهای کشت شده در منطقه، به فلزات سنگین روی و آرسنیک از T- test تک نمونهای در نرمافزارSPSS استفاده شد. جهت بررسی ارتباط بین فلزات سنگین روی و آرسنیک از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد .(Bazargan, 2005)
یافتهها با توجه به جدول 1 متوسط غلظت فلز آرسنیک 2/2 ±89/22 و متوسط غلظت فلز روی 9/1 ±87/20 میباشد. از آنجا که 05/0 P-Value < α =، فرضیه آلودگی برنج منطقه فیروزآباد به فلز سنگین آرسنیک مورد تایید قرار میگیرد. از طرفی با اطمینان 95% متوسط غلظت فلز آرسنیک در فاصله 2/2 ±61/17 -2/2 ±77/26 میلیگرم بر کیلوگرم قرار دارد. همچنین از آنجا که 05/0 P-Value < α =، 9/1 ± 87/20= 14x"> شده است، فرضیه آلودگی برنج منطقه فیروزآباد به فلز سنگین روی مورد تایید قرار نمیگیرد. از طرفی با اطمینان 95% متوسط غلظت فلز در 9/1 ± 97/32- تا 9/1 ± 26/25- میلیگرم بر کیلوگرم قرار دارد. در این بررسی 100 درصد نمونههای برنج آلوده به فلز آرسنیک و تنها 67/2 درصد کل نمونههای برنج آلوده به فلز روی بودند.
جدول 1- T-test One-Sample برای فلزات سنگین روی و آرسنیک در برنج منطقه
جدول 2- آمارههای توصیفی فلزات سنگین Znو As در برنج منطقه (میانگین وزن خشک بر حسب mg/kg-)
نتایج مربوط به ارزیابی همبستگی بین فلزات سنگین آرسنیک و روی دربرنجنتایج حاصل از بررسی ارتباط بین فلزات سنگین آرسنیک وروی در برنج در جدول 3 گزارش شده است. جهت بررسی ارتباط بین فلزات سنگین آرسنیک و روی در برنج از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد.
جدول 3- ضریب همبستگی برای بررسی ارتباط بین فلزات سنگین آرسنیک وروی در برنج
از آنجا که 05/0 P-Value > α =، و ضریب پیرسون 274/0- ارتباط معناداری بین میزان فلزات As و Zn وجود ندارد. با توجه به جدول 3 مشاهده میشود که در برنج کشت شده در این منطقه، بین فلزات آرسنیک با روی هیچگونه رابطه خطی معنیداری وجود ندارد. نمودار 1 به عنوان نمودار پراکنش، به خوبی عدم وجود یک رابطه خطی بین این دو فلز را نمایش میدهد. همانگونه که مشاهده میشود دادهها کاملا پراکندهاند.
نمودار 1- پراکنش مقادیر آرسنیک و روی در نمونههای برنج آزمایش شده
بحث و نتیجهگیری از مطالعه حاضر میتوان نتیجه گرفت که نمونههای برنج منطقه آلوده به فلز سنگین آرسنیک هستند. متوسط غلظت فلزات آرسنیک و روی در برنج منطقه به ترتیب 2/2 ±89/22 و 9/1 ± 87/20 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک است. بررسیها حاکی از این است که 100 درصد نمونههای برنج آلوده به فلز آرسنیک بود و تنها 64/2 درصد از نمونهها آلوده به فلز سنگین روی میباشد. غلظت فلز آرسنیک در برنج در فاصله 2/2 ±77/22 -2/2 ±61/17 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک و غلظت فلز روی در فاصله 9/1 ±97/32 -9/1 ±26/25 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک قرار دارد. جهت بررسی ارتباط بین فلزات سنگین آرسنیک و روی دربرنج از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. همچنین از آنجا که ضریب همبستگی 274/0- است شدت همبستگی بسیار ضعیف میباشد و با توجه به جدول 3، بین فلزات سنگین آرسنیک و روی در برنج منطقه هیچ ارتباط خطی معنیداری وجود ندارد. آرسنیک یکی از مهمترین عناصر سمی در طبیعت است. خاستگاه این فلز در منطقه میتواند علف کشها، حشرهکشها، مواد خشککننده، عوامل محرک رشد گیاهان و حیوانات به خصوص مواد محافظ چوب باشد (Ghasemzade, 2010). در تمرکز و پراکندگی آرسنیک در منطقه، علاوه بر وجود جاذبهای خاک مانند کانیهای رسی، اکسیدها و مواد آلی، عواملی مانند پراکندگی آبراههها، گسلها، تغییر شرایط فیزیکوشیمیایی آب، مورفولوژی منطقه، میزان بارش و هوازدگی نیز موثر است. همچنین آرسنیک نهتنها از طریق خاک بلکه به طور مستقیم از طریق آّب نیز میتواند وارد چرخه زندگی مردم شود و مشکلاتی را ایجاد کند (Fathi et al., 2010). بر اساس مطالعات انجام شده بر روی برنج شالیزارهای خرمآباد میزان کادمیوم در برنج بالاتر از حد استاندارد (115/0 میکروگرم بر کیلوگرم) گزارش شده است (Matinfar and Maleki, 2006). همچنین میزان کادمیوم در برنج اصفهان 07/0 میلیگرم بر کیلوگرم، در استان فارس 03/0 میلیگرم بر کیلوگرم و در استان خوزستان 02/0 میلیگرم بر کیلوگرم گزارش شده است که همگی در حد استاندارد هستند (Pirzade esfahani, 2008). طی مطالعهای در تایوان میزان کروم در برنج 01/0 میلیگرم بر کیلوگرم، سرب 01/0 و روی 7/14 میلیگرم بر کیلوگرم بود که همگی در حد استاندارد هستند (lin et al., 2004). میزان فلز سرب در برنج در جنوب شرق چین بیش از حد استاندارد بود (Fu et al., 2008). طی مطالعهای در پارک ملی آلبوفرا، قویترین رابطه بین محصول برنج و فلزات سنگین خاک بین روی، سرب، کادمیوم و کروم با روی مشاهده شد (Boluda, 1993). در نهایت مقایسه میانگین غلظت فلز سنگین آرسنیک با میزان استاندارد جهانی نشان داد که در سطح معنیداری 5 درصد (05/0 P-Value <) اختلاف معنیداری بین غلظت فلز آرسنیک و حد استاندارد WHO/ FAO وجود دارد. میانگین غلظت این فلز در برنجهای منطقه فیروزآباد 2/2 ± 19/22 میلیگرم بر کیلوگرم از حد مجاز تعیین شده توسط WHO/ FAO بیشتر بود. اما نتایج نشان داد که میزان فلز روی در برنج منطقه کمتر از حد مجاز تعیین شده توسط WHO/ FAO (50 میلیگرم بر کیلوگرم وزن خشک) قرار دارد (9/1 ± 87/20) و منطقه آلوده به این فلز نمیباشد.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,101 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 594 |