نتایج نشان داد که مقدار آلایندگی به فلزات‌کمیاب اندازه‌گیری شده نمی‌تواند عامل عدم تقارن سطح بال قمری خانگی در شهرستان یزد باشد.

بحث و نتیجه گیری

چهار فلز کمیاب (سرب، کادمیوم، مس و روی) پرهای 58 قمری خانگی از 19 منطقه‌ی مختلف در سطح شهرستان یزد در طی فصل پاییز مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات غلظت فلزات کمیاب پر پرندگان در جهان به دهه 1960 (12) و خانواده‌ی قمریان در اروپا به دهه 1970 (37) بازمی‌گردد که تا هم‌اکنون این مطالعات ادامه داشته است. میانگین غلظت سرب در مطالعه حاضر بین µg g^-1 68/15تا 27/25 اندازه‌گیری شد که در مقایسه با µg g^-1 6/0 تا 0/20 در میانگین غلظت سرب در پر کبوتر کره، فلسطین ‌اشغالی، اسلواکی، برزیل و فرانسه بیش‌تر بود. مقدار سرب در این مطالعه بالاتر از حد آستانه (µg g^-1 4) در پرندگان بود که منجر به مشکلات تولیدمثل و اختلال در رشد پرندگان می‌شود (38). میانگین غلظت کادمیوم در نتایج این مطالعه بینµg g^-1 68/0 تا 01/1 اندازه‌گیری شد درحالی‌که غلظت کادمیوم در پر کبوتر فلسطین ‌اشغالی، برزیل و فرانسه بین µg g^-1 04/0 تا 3 عنوان‌شده است. غلظت کادمیوم در این مطالعه پایین‌تر از حد آستانه خطر (µg g^-1 2) برای پرندگان بود (38). میانگین غلظت مس در مطالعه‌ی حاضر بین µg g^-1 25/14 تا 73/16به دست آمد که در مقایسه با میانگین مطالعات کشورهای فلسطین اشغالی، برزیل و فرانسه با غلظت µg g^-1 8 تا 16در سطح بالاتری قرار دارد. با وجود نیاز محدود بدن به فلز مس، در غلظت‌های زیاد باعث زیان‌های جدی به تولیدمثل، دستگاه تنفسی، دستگاه گوارش، خون، کبد، غدد درون‌ریز و همچنین سبب بروز سرطان می‌شود. حد مجاز مس در اجزای مختلف محیط‌زیست عبارت‌اند از: mg L^-13/1 آب‌آشامیدنی،mg m^-3  1/0 در دود و  mg m^-31 در غبار می‌باشد (38). غلظت روی در مطالعه‌ی شاخص پر در شهرستان یزد میانگینی بین µg g^-1 23/172 تا 52/249  داشت، مطالعات مشابه درفلسطین اشغالی، برزیل و فرانسه، میانگین غلظتی بین µg g^-1 90 تا 300 در پر کبوتر را نشان داد (15، 16، 26، 27، 39). تاکنون اثرات غلظت بالای روی در سیستم‌های بیولوژیکی به طور کامل شناخته ‌نشده    است (38). در مطالعه‌ی Al-Mansour و همکارانش در سال 2004 که بر روی غلظت سرب در قسمت‌های مختلف پر قمری‌ خانگی در سه منطقه‌ی مختلف در عربستان سعودی انجام شد، میانگین غلظت سرب در پر کامل قمری خانگی  بین µg g^-12/2 تا 03/18  به دست آمد که کم‌تر از غلظت سرب به‌دست‌آمده از قمری خانگی در محدوده‌ی شهرستان یزد می‌باشد (40).

نتایج نشان‌دهنده‌ی اختلاف مقدار غلظت سرب، کادمیوم و روی تجمعی در پر قمری خانگی در نقاط مختلف شهر یزد بود. به‌طور خاص غلظت فلز سرب در بین فلزات مورد مطالعه دارای بیش‌ترین اختلاف در مقیاس محلی بود که می‌تواند در نتیجه‌‌ی منابع متعدد آلودگی سرب در سطح محلی باشد. نتایج اندازه‌گیری غلظت فلزات کمیاب در نمونه‌های واقع در مناطق متراکم از نظر جاده‌ها، ساختمان‌ها و عبور و مرور وسایل نقلیه، به طور مثال دو منطقه‌ی نمونه برداری با فاصله 1435 متر در بافت متراکم و تاریخی و دیگری در مجاورت میدان پرتردد و اصلی شهر یزد اختلاف معنی‌داری را در غلظت فلزات کمیاب مطالعه شده در پر قمری خانگی نشان داد. نتایج مطالعات Frantz و همکاران در سال 2012 بر روی کبوتر نیمه وحشی در شهر پاریس نیز نشان‌دهنده‌ی اختلاف آلودگی فلزات کمیاب در فواصل  کم‌تر از 800 متر بوده است ‌‌(27). اختلاف آلودگی در مناطق نمونه‌برداری در شهر یزد نشان داد توزیع آلودگی فلزات کمیاب در شهر یزد ناهمگن بوده‌است. همچنین مطالعات Azimi و همکاران در سال 2005 نشان‌دهنده‌ی ناهمگن بودن آلودگی فلزات کمیاب در سطح شهرها و در مقیاس محدود بوده است (41).

درحالی‌که فلز مس با دیگر فلزات در پر همبستگی نداشت، در بررسی همبستگی بین غلظت عناصر در پر قمری خانگی با آزمون پیرسون بین غلظت روی و سرب همبستگی معنی‌داری (005/0sig = ) مشاهده شد. آزمون کوواریانس علاوه‌ بر نشان دادن همبستگی بین روی و سرب (006/0sig = )، نشان‌دهنده‌ی همبستگی روی و کادمیوم (018/0sig = ) بود. این الگوی ساده از ارتباط بین غلظت فلزات کمیاب می‌تواند نشان‌دهنده‌ی همبستگی غلظت این عناصر در محیط‌زیست باشد. همچنین افزایش میزان جذب روی در مناطق آلوده به سرب و کادمیوم را می‌توان یک واکنش محافظتی بدن پرنده در برابر اثرات سمی این دو فلز دانست (27، 44-42). نتایج مطالعه‌ی Frantz و همکاران در سال 2012 در شهر پاریس نشان‌دهنده‌ی همبستگی قوی بین روی و دو فلز سرب و کادمیوم بود که مشابه نتایج مطالعه‌ی حاضر در شهر یزد بوده است (27).

در استفاده از پرندگان به‌عنوان شاخص زیستی آلودگی در مقیاس‌های محلی توجه به قلمرو و گستره‌ی خانگی پرنده حایز اهمیت می‌باشد. با وجود توانایی طی کردن مسافت طولانی توسط قمری‌ها غالب مطالعات محدود بودن گستره‌ی جابه‌جایی گونه‌های مطالعه‌ شده‌ی قمری‌ها در محیط‌های شهری را نشان دادند (30، 47-45). در مشاهدات صورت گرفته در طول مطالعه‌ی حاضر، با توجه به منابع آب و غذایی محدود در شهرستان یزد، به‌ویژه در پارک‌ها و مناطق کشاورزی کوچک داخل و حاشیه‌ی شهر جابه‌جایی قمری‌های خانگی محدود و فعالیت روزانه‌ی این‌گونه، بیش‌تر در اطراف لانه و مکان تغذیه‌ی پرنده متمرکز بود. تحقیقات نشان داده است که محیط‌زیست شهری به فراوانی و راحت‌تر منابع غذایی انسانی در قالب غذای پرندگان و آب را به‌صورت رواناب شهری در اختیار پرنده قرار می‌دهد. مناطق شهری با فراهم کردن زیستگاه‌های متنوع، منابع آب و غذا و مکان‌های زادآوری، نیازهای پرنده را در مقیاس محدود فراهم می‌کنند. بنابراین هر دو جنس نر و ماده می‌تواند آب و غذا را در مناطق مشابه و گستره‌‌ی خانگی محدود پیدا کنند (29). این مطالعه نشان داد که از قمری خانگی می‌توان به‌عنوان شاخص زیستی در محیط‌زیست شهری و در مقیاس محدود استفاده کرد. این نتایج مشابه نتایج مطالعات، Nam و همکاران (2004)، Nam و Lee (2006)، Brait و Antoniosi Filho (2011) و Frantz و همکاران (2012) می‌باشد (7، 16، 27، 28). نتایجی از این دست امکان استفاده از قمری خانگی به‌عنوان شاخص زیستی برای سنجش آلودگی فلزات کمیاب سرب، کادمیوم، مس و روی در سطح شهرستان یزد را تأیید می‌کند.

استفاده از شاخص زیستی پر قمری خانگی توانست به افزایش دانش ما در ارتباط با برآیند جذب فلزات کمیاب محیطی در ارگانیسم‌های زنده و همبستگی این عناصر در محیط‌زیست شهری کمک کند. نتایج این پژوهش به‌روشنی نشان داد که ارگانیسم‌های زنده مانند قمری خانگی در محیط‌زیست شهری یزد در معرض آلودگی فلزات کمیاب ناشی از فعالیت‌های انسانی قرار دارند. رشد شهرنشینی و فعالیت‌های انسانی سبب آلودگی محیط‌زیست از منابع متعدد شده است. با این‌حال شناخت در مورد محیط‌زیست شهری بسیار اندک است. مطالعات این‌چنین در مورد آلایندگی فلزات کمیاب در ارگانیسم‌های زنده به عنوان شاخص‌های زیستی محیط‌زیست می‌تواند به ما در درک پیامدهای محیط زیستی پروژه‌های شهرسازی کمک کند و نشان‌دهنده‌ی اثرات خطرناک آلودگی بر سلامتی انسان، طبیعت و حفاظت از تنوع زیستی محلی باشد.

تشکر و قدردانی

این مقاله از پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد دانشگاه یزد با عنوان قمری خانگی به‌عنوان شاخص زیستی برای پهنه‌بندی آلودگی محیط‌زیستی سرب و کادمیوم با کد 2200971 استخراج‌شده است. شایان‌ذکر است بخشی از پژوهش حاضر توسط دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد (کد طرح 2776) موردحمایت قرارگرفته است. بدین‌وسیله از کلیه‌ی اساتید و کارشناسان محترمی که اینجانب را در انجام پژوهش یاری نمودند، کمال تقدیر و سپاس را دارم.

منابع

1. Swaileh, K. M., & Sansur, R., 2006. Monitoring urban heavy metal pollution using the House Sparrow (Passer domesticus). Journal of Environmental Monitoring, Vol. 8, pp. 209–213.
2. Roux K.E, Marra P.P., 2007. The presence and impact of environmental lead in passerine birds along an urban to rural land use gradient. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 53, pp. 261–268.
3. Loranger, S., Demers, G., Kennedy, G., Forget, E. and Zayed, J., 1994. The Pigeons (Columba livia) as a monitor for manganese contamination from motor vehicles. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 27, pp. 311–317.
4. Burger, J. and Gochfeld, M., 2000. Metal levels in feathers of 12 species of seabirds from Midway Atoll in the northern Pacific Ocean. Science of the Total Environment, Vol. 257, pp. 37–52.
5. Eeva, T., Lehikoinen, E., Ronka, M., 1998. Air pollution fades the plumage of the Great Tit. Functional. Ecology, Vol. 12, pp. 607-612.
6. Eeva, T., Belskii, E., Kuranov, B., 2006. Environmental pollution affects genetic diversity in wild bird populations. Mutation Research, Vol. 608, pp.8-15.
7. Nam, D.H., Lee, D.P., 2006. Monitoring for Pb and Cd pollution using feral pigeons in rural, urban, and industrial environments of Korea. Science of the Total Environment, Vol. 357, pp. 288-295.
8. Evers, D. C., Savoy, L. J., DeSorbo, C. R., Yates, D. E., Hanson, W., Taylor, K. M., Siegel, L. S., Cooley Jr, J. H., Bank, M. S., Major, A., Munney, K., Mower, B. F., Vogel, H. S., Schoch, N., Pokras, M., Goodale, M. W., Fair, J., 2008. Adverse effects from environmental mercury loads on breeding common loons. Ecotoxicology, Vol. 17, pp. 69-81.
9. Gangoso, L., Alvarez-Lloret, P.A., Rodriguez-Navarro, A.A.B., Mateo, R., Hiraldo, F., Donazar, J.A., 2009. Long-term effects of lead poisoning on bone mineralization in vultures exposed to ammunition sources. Environmental Pollution, Vol. 157, pp. 569-574.
10. Snoeijs, T., Dauwe, T., Pinxten, R., Vandesande, F., Eens, M., 2004. Heavy metal exposure affects the humoral immune response in a free-living small songbird, the Great Tit (Parus major). Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 46, pp. 399-404.
11. Dauwe, T., Bervoets, L., Blust, R., Pinxten, R., & Eens, M., 2000. Can excrement and feathers of nestling songbirds be used as biomonitors for heavy metal pollution? Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 39, pp. 541–546.
12. Burger, J., & Gochfeld, M., 1993. Lead and cadmium accumulation in eggs and fledgling seabirds in the New York bight. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 12, pp. 261–267.
13. Dauwe, T., Bervoets, L., Blust, R., Pinxten, R., & Eens, M., 1999. Are eggshells and egg contents of grat and blue tit suitable as indicators of heavy metal pollution? Belgian Journal of Zoollogy, Vol. 129, pp. 439–447.
14. Karimi A., 2007. Determine the accumulation of heavy metals Cadmium, Chromium, Copper, Zinc and Iron, in organs of the Great Cormorant, Phalacrocorax carbo in Anzali wetland. Journal of Environmental Studies, Vol. 33, pp. 83-92. [In Persian]
15. Adout, A., Hawlena, D., Maman, R., Paz-Tal, O., Karpas, Z., 2007. Determination of trace elements in pigeon and raven feathers by ICPMS. International Journal of  Mass Spectrometry, Vol. 267, pp.109-116.
16. Nam, D. H., Lee, D. P. and Koo, T. H., 2004. Monitoring for lead pollution using feathers of Feral Pigeons (Columba livia) from Korea. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 95, pp. 13-22.
17. Dauwe, T., Lieven, B., Ellen, J., Rianne, P., Ronny, B., Marcel, E., 2002. Great and blue tit feathers as biomonitors for heavy metal pollution. Ecological Indicators, Vol. 1, pp.227-234.
18. Ekati, N., Esmaeli, S. A., Einollahi, P. F., 2016. Investigation of heavy metals (lead and cadmium) in some birds of Khuzestan. Journal of Sustainability, Development & Environment, Vol. 1, pp. 25-33. [In Persian]
19. Tsipoura, N., Burger, J., Feltes, R., Yacabicci, Janet., Mizrahi, D., Jeitner, C., Gochfeld, M., 2008. Metal concentrations in three species of passerine birds breeding in the Hackensack Meadowlands of New Jersey. Environmental Research, Vol. 107, pp. 218-228.
20. Sinkakarimi, M. H., Pourkhabaz, A., Hasanpour, M., 2015. Study of using water and waterfowl organs for evaluation of metal pollution (case study: Miankaleh and Gomishan international wetlands). Wetland Ecobiology, Vol. 7, pp. 15-28. [In Persian]
21. Zolfaghari, Gh., Esmaili-Sari, A. Ghasempouri, S.M., Baydokhti, R.R., Hassanzade Kiabi, H., 2009. A multispecies-monitoring study about bioaccumulation of mercury in Iranian birds (Khuzestan to Persian Gulf): Effect of taxonomic affiliation and trophic level. Environmental Research, Vol. 109, pp. 830-836.
22. Yousoghnia, H., 2015. Determination of heavy metals concentration in feathers of black kite (Milvus migrans) in north of Iran [master's thesis]. Behbahan: Khatam University of Technology. [In Persian]
23. Zarrintab, M., Mirzaei, R., Mostafaei, G., Dehghani, R., Akbari, H., 2016. Concentrations of metals in feathers of Magpie (Pica pica) from aran-o-bidgol city in central iran. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, vol. 96, pp. 465–471.
24. Brait, C. H. H., Antoniosi Filho, N. R., & Furtado, M. M., 2009. Utilization of wild animal hair for the environmental monitoring of Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn. Quimica Nova, Vol. 32, pp. 1384–1388.
25. Tamrat, T., Sithole, B., Ramjugernath, D., Chunilall, V., 2017. Valorisation of chicken feathers: Characterisation of physical properties and morphological structure. Journal of Cleaner Production, Vol. 149, pp. 349–365.
26. Frantz, A., Federici, P., Legoupi, J., Jacquin, L., Gasparini, J., 2016. Sex-associated differences in trace metals concentrations in and on the plumage of a common urban bird species. Ecotoxicology, Vol. 1, pp. 9-22.
27. Frantz, A. Pottier, M. A. Karimi, B. Corbel, H. Aubry, E. Haussy, C. Gasparini, J. Castrec-Rouelle, M., 2012. Contrasting levels of heavy metals in the feathers of urban pigeons from close habitats suggest limited movements at a restricted scale. Environmental Pollution, Vol. 168, pp. 23-28.
28. Brait, C.H.H., Antoniosi Filho, N.R., 2011. Use of feathers of Feral Pigeons (Columba livia) as a technique for metal quantification and environmental monitoring. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 179, pp. 457-467.
29. Small, M.F., Baccus, J.T., 2010. Home ranges of two populations of urban-nesting White-winged Doves (Zenaida asiatica) in Texas. The Southwestern Naturalist, Vol. 55, pp. 29-34.
30. Jackson, L. Basket, T. S., 1964. Perch-cooing and other aspects of breeding behavior of Mourning Doves. The Journal of Wildlife Management, Vol. 28, p. 293-307.
31. Mobin, M., 2002. The final report of studies plan, the first stage of Yazd agriculture and irrigation separation of waste water treatment  Lands, Yazd province department of Water and Waste water. Arid Regions Research Institute of Yazd University. [In Persian]
32.  Taleshi, M. S. A., Nejadkoorki, F., Azimzadeh, H. R., Namayandeh, S. M., Namayandeh, M. S., Ghaneian, M. T., 2015. Health Scope, Vol. 4, pp. 1-5.
33. Metcheva, R., Yurukova, L., Teodorova, S., Nikolova, E., 2006. The penguin feathers as bioindicator of Antarctica environmental state. Science of Total Environment, Vol. 362, pp. 259-265.
34. Lens, L., van Dongen, S., Wilder, C., Brooks, T. & Matthysen, E., 1999. Fluctuating asymmetry increases with habitat disturbance in seven bird species of fragmented afrotropical forest. Proceedings of the Royal Society of London, Series B, Vol. 266, pp.1241–1246.
35. Clarke, G. M., 1998. Developmental stability and fitness: the evidence is not quite so clear. American Naturalist, Vol. 152, pp. 762–766.
36. Helm B, Albrecht H., 2000. Human handedness causes directional asymmetry in avian wing length measurements. Animal Behaviour, Vol. 60, pp. 899–902.
37. Jenkins, C., 1975. Utilisation du Pigeon biset (Columba livia GM) comme temoin de la pollution atmospherique par le plomb. Comptes rendus hebdomadaires des seances de l’Academie des Sciences de Paris, Vol. 281, pp. 1187-1189.
38. Abdullah, M., Fasola, M., Muhammad, A., Ahmad Malik, S., Boston, N., Bokhari, H., Kamran, M. A., Shafqat, M. N., Alamdar, A., Khan, M., Ali, N., Eqani, S. A. M. A. S., 2014. Avian feathers as a non-destructive bio-monitoring tool of trace metals signatures: A case study from severely contaminated areas. Chemosphere, Vol. 119, pp. 553-561.
39. Janiga, M., Mankovska, B., Bobalova, M., Durkcova, G., 1990. Significance of concentrations of lead, cadmium, and iron in the plumage of the feral Pigeon. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, Vol. 19, pp. 892-897.
40. Al-Mansour, M.I., 2004. Using feathers as a biological indicator of lead environmental pollution. Pakistan Journal of Biological Sciences, Vol. 7, p. 1884–1887.
41. Azimi, S., Rocher, R., Muller, M., Moilleron, R., Thévenot, D.R., 2005. Sources, distribution and variability of hydrocarbons and metals in atmospheric deposition in an urban area (Paris, France). Science of the Total Environment, Vol. 337, pp. 223-239.
42. Saxena, D.K., Murthy, R.C., Singh, C., Chandra, S.V., 1989. Zinc protects testicular injury induced by concurrent exposure to cadmium and lead in rats. Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology, Vol. 64, pp. 317-329.
43. Said, L., Banni, M., Kerkeni, A., Said, K., Messaoudi, I., 2010. Influence of combined treatment with zinc and selenium on cadmium induced testicular pathophysiology in rat. Food and Chemical Toxicology, Vol. 48, pp. 2759-2765.
44. Hill, M.K., 2010. Understanding Environmental Pollution, third ed. Cambridge University Press.
45. Sayre, M. W. Basket, T. S. Sadler, K. C., 1980. Radiotelemetry studies of the Mourning Dove in Missouri. Jefferson City: Missouri Department of Conservation. Ser. 9.
46. Little, R.M. 1994. Marked dietary differences between sympatric feral rock doves and rock pigeons. South African Journal of Zoology, Vol. 29, pp. 33-35.
47. Sol, D., Senar, J.C., 1995. Urban pigeon populations: stability, home range, and the effect of removing individuals. Canadian Journal of Zoology, Vol. 73, pp. 1154-1160.