اندازه گیری کادمیوم در برخی بافت‌های فوک خزری ‌ Caspian sealsدر سواحل جنوب شرقی دریای خزر

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و سوم، شماره یک، فروردین  ماه 1400

اندازه گیری کادمیوم در برخی بافت­های فوک خزری­ Caspian sealsدر سواحل جنوب شرقی دریای خزر

سیده ملیحه حسینی[1] ^*

malihhosseini90@yahoo.com

سمیه نمرودی[2]

 امیر صیادشیرازی[3]

آنالیزا زاکارونی[4]

چکیده

هدف: امروزه ورود پساب­های حاوی فلزات سنگین که بیشتر حاصل فعالیت­های صنعتی می­باشند، به بوم سازگان­های آبی و به تبع آن تجمع این فلزات در بدن آبزیان یک نگرانی عمده است،که حیات آبزیان و تنوع زیستی اکوسیستم­های آبی را تحت تاثیر قرار می­دهد. دریای خزر یکی از مهم­ترین اکوسیستم­های آبی است که ورود آلاینده­های گوناگون آسیب جدی بر این بوم سازگان وارد کرده است. فوک خزری که تنها پستاندار دریای خزر می­باشد، در معرض خطر انقراض قرار گرفته است. این مطالعه با هدف اندازه­گیری کادمیوم در برخی بافت­های فوک خزری در سواحل جنوب شرقی دریای خزر انجام یافته است.

روش بررسی: در مطالعه حاضر ده عدد لاشه فوک خزری از سواحل دریای خزرجمع آوری و کالبدگشایی شدند. نمونه­های بافت کبد، کلیه و چربی به منظور اندازه گیری میزان فلز کادمیوم هضم گردیدند. غلظت فلز کادمیوم توسط دستگاه طیف سنج جذب اتمی مورد سنجش قرار گرفت.

یافته­ها: غلظت فلز کادمیوم در بافت کلیه با میانگین73/0 ±59/13 میکروگرم برگرم بیشتر از کبد با میانگین16/0 ±6/1 میکروگرم برگرم و بیشتر از چربی با میانگین02/0 0/07± بود. میزان غلظت کادمیوم در بافت­های فوک­های نر و ماده مورد بررسی قرار گرفت و رابطه معنی داری بین غلظت فلز کادمیوم  با جنسیت فوک­ها وجود نداشت. وجود مقادیر قابل توجه فلز کادمیوم در 90 درصد نمونه­ها، آلودگی بالای دریای خزر به فلزات سنگین از جمله فلز کادمیوم که حتی در مقدار بسیار کم سمی می­باشد، را نشان می­دهد.

بحث و نتیجه­گیری: با توجه به کاهش چشم­گیر جمعیت فوک خزری در سال­های اخیر و پایداری فلزات سنگین، باید استفاده از این فلزات سمی در عرصه صنعت کاهش داده و همچنین منابع ورود این آلاینده­ها را به دریای خزر شناسایی کرده تا مانع ورود این فلزات سمی به دریای خزر شده یا قبل از ورود عمل تصفیه صورت گیرد. از این طریق هم آلودگی دریای خزر را کاهش می­دهیم و هم به سلامت آبزیان کمک خواهیم کرد.

کلمات کلیدی: دریای خزر، فوک خزری(Caspian Seals )، آلودگی، کادمیوم، فلز سنگین

Measurement of Cadmium in Some Tissues of the Caspian Seals in the Southeastern Coast of the Caspian Sea

Seyedeh Malihe Hoseini[5]^*

malihhosseini90@yahoo.com

 Somayeh Namroodi[6]

Amir Sayadshirazi[7]

Annalisa Zaccaroni[8]

Abstract

Backgrounds& Objectives: Nowadays, the entry of effluents containing heavy metals, which are mostly the result of industrial activities, into the ecosystem of aquatic organisms and, consequently, the accumulation of these metals in the body of aquatic animals is a major concern which is aquatic life and biodiversity of aquatic ecosystems affects. The Caspian Sea is one of the most important aquatic ecosystems that the entry of various pollutants has caused serious damage to these ecosystems. The Caspian seal, the only mammal in the Caspian Sea, is endangered. The aim of this study was to measure cadmium in some Caspian seal tissues on the southeastern shores of the Caspian Sea.

Method: In the present study, ten corpses of Caspian seals were collected and inseminated from the coast of the Caspian Sea. Liver, kidney and fat samples were digested to measure cadmium content. The concentration of cadmium was measured by a mass spectrometer machine.

Findings: The highest concentration of cadmium in kidney tissues was 13.59±0.73 μg / kg which higher than the liver with mean of 1.6±0.16 μg / kg and greater than mean of 0.07±0.02 fat. The concentration of cadmium in male and female tissues was investigated and there was no significant relationship between cadmium metal concentration and sex of seals. The presence of significant amounts of cadmium in 90% of the samples shows the high pollution of the Caspian Sea with heavy metals, including cadmium metal, which is even toxic at very low levels.

Discussion and Conclusion: Considering the significant decrease in the population of the Caspian seals in recent years and the persistence of heavy metals, the use of these toxic metals in the industry has to be reduced, as well as the sources of the input of these pollutants to the Caspian Sea to prevent the entry of these toxic metals into the Caspian Sea or before filtration proceed. This will reduce the pollution of the Caspian Sea and helps the health of the aquatic environment.

 Keywords: Caspian Sea, Caspian Seals, Pollution, Cadmium, Heavy metal

مقدمه

دریای خزر یکی از اکوسیستم­های آبی ایران و بزرگ­ترین دریاچه لب شور دنیاست. رودهای متعددی به این دریاچه محصور وارد می­شوند و دارای گونه­های با ارزش آبزیان است. طول مرز ساحلی دریای خزر در ایران  1000 کیلومتر است .وجود 200 شهر بزرگ و بیش از 220 منبع آلودگی صنعتی در سواحل دریای خزر  و هم­چنین منحصر شدن بخش اعظم فعالیت­های کشاورزی در استان­های شمالی کشور و اطراف دریای خزر موجب تجمع انواع مختلف مواد آلاینده از جمله سموم ارگانوفسفره و ارگانوکلره،  فلزات سنگین و هیدروکربن­های نفتی  در این دریا شده است، باتوجه به بسته بودن دریای خزر و جزر و مدی نبودن آن میزان غلظت این آلاینده­ها روز به روز افزوده می­شود(1).

فلزات سنگین از مهم­ترین آلاینده­های دریای خزر به­شمار می­آیند. این آلاینده­ها بر اساس سمیت، پایداری و انتقال در زنجیره غذایی سلامت آبزیان را به مخاطره می­اندازند. آلودگی به فلزات سنگین در اکوسیستم­های آبی به دلیل فعالیت­های انسانی و انباشت فلزات در رسوبات ساحلی و اعماق دریا­ها یک نگرانی به­شمار می­آید(2) فلزات سنگین به دو گروه عناصر ضروری و غیر ضروری تقسیم می­شوند. عناصرضروری درغلظت­های پایین جزو فلزات ضروری برای اعمال زیستی بوده و در غلظت­های بالا سمی هستند(3). عناصر غیرضروری مانند (آرسنیک، کادمیوم، سرب و قلع) برای فعالیت­های زیستی مورد نیاز نیستند و در غلظت­های پایین نیز سمی می­باشند (4و5). فلزات سنگین از راه­های مختلفی وارد محیط­های آبی می­شوند از جمله عوامل طبیعی می­توان به هوازدگی پوسته زمین و نهشته­ها اشاره کرد که موجب ورود فلزات سنگین به اکوسیستم­های آبی می­شوند. بخش اعظم ورود فلزات سنگین به محیط­های آبی در اثر فعالیت­های انسانی می­باشد. در چند دهه گذشته استفاده از فلزات سنگین در فعالیت­های صنعتی افزایش یافته است.  دفع فاضلاب­ها و رواناب­های حاصل از این بخش­ به اکوسیستم­های آبی روز به روز بر میزان این آلاینده­ها  افزوده و مقدار زیادی از این عناصر را در چندین برابر حد مجاز پایداری وارد اکوسیستم­های آبی نموده و موجب رسوب در بستر شده است. فلزات سنگین تجزیه ناپذیر بوده و وقتی وارد محیط دریایی می­شوند، به­تدریج جذب رسوبات کف و بی مهرگان کفزی شده  و موجب انتقال آنها به سطوح بالای زنجیره غذایی می­شوند. فلزات سنگین ممکن است اثرات مخربی بر تنوع زیستی محیط­های دریایی داشته باشند(6).

 فلز کادمیوم بسیار محلول، پرتحرک و فعال بوده و برای بسیاری از موجودات زنده بسیار سمی است. سمیت کادمیوم 20 برابر بیشتر از سایر فلزات سنگین می­باشد(7). این فلز در کبد و کلیه بیشتر از سایر اندام­ها تجمع می­یابد. کادمیوم در بدن شبیه کلسیم رفتار می­کند و شباهت زیاد آن به روی سبب بزرگنمایی آن در بدن موجودات می­شود(8).

 پستانداران به­عنوان مناسب­ترین شاخص برای اندازه­گیری غلظت فلزات سنگین شناخته شده و با اندازه­گیری مقدار تجمع این مواد در سطوح غذایی به واسطه پستانداران، هشدارهای اولیه اثرات سمی و نامطلوب در کل اکوسیستم را فراهم می­کنند (9).

فوک خزری تنها پستاندار دریای خزر است. ماهی­ها بخش اعظم تغذیه فوک خزری را شامل می­شوند، با تغذیه ماهی­ها از موجودات کفزی که از فلزات سنگین انباشته شده اند، و تغذیه فوک خزری از ماهی­های آلوده موجب تجمع زیستی فلزات سنگین در فوک خزری و بیماری و در نهایت مرگ این گونه می­شود (10). این گونه در سال 2008 میلادی در فهرست قرمز اتحادیه بین­المللی حفاظت از طبیعت قرار گرفت و در  قله هرم غذایی قرار دارد و هم­چنین عمر طولانی داشته و قادر است اثرات تجمعی انواع مختلف آلاینده­ها را طی دوره­های طولانی مدت نشان دهد (11).

با توجه به این­که در سال­های اخیر هیچ­گونه مطالعه­ای در مورد وضعیت سلامت این گونه و خطرات محیطی که آن­­را تهدید می­کند، صورت نگرفته است در نتیجه در مطالعه حاضر میزان آلودگی لاشه­های فوک خزری صید شده در سواحل استان گلستان و مازندران به فلز کادمیوم بررسی شد تا میزان آلودگی دریای خزر و فوک خزری شناسایی شده و در نتیجه راهکارهای حفاظتی و مدیریت مناسب جهت بهبود وضعیت این اکوسیستم آبی و جمعیت فوک خزری داده شود.  

مواد و روش­ها

نمونه­گیری

در مطالعه حاضر 10 عدد لاشه فوک خزری طی سال­های 1392 تا 1395  از سواحل دریای خزر، منطقه بندرترکمن و میانکاله جمع آوری شده و در مرکز درمانی و تحقیقاتی فوک خزری واقع در جزیره آشوراده نگه­داری شد. لاشه­ها به آزمایشگاه منتقل و بعد از بیومتری، کالبدگشایی شدند. از بافت کبد، کلیه و چربی لاشه­های فوک خزری جهت اندازه­گیری کادمیوم، نمونه گیری شد.

اندازه­گیری کادمیوم

 بافت­های کبد، کلیه و چربی از فریزر خارج شده و با ترازوی دیجیتالی به دقت توزین شدند. برای آماده سازی، نمونه  به مدت 84 ساعت در آون قرار داده شد و در دمای 80 درجه سانتی­گراد کاملا خشک شد. نمونه خشک شده را از آون به ارلن منتقل و به ارلن حدود هشت میلی­لیتر اسیدنیتریک غلیظ و دو میلی­لیتر پراکسید هیدروژن اضافه شد. نمونه به مدت 12 ساعت در محیط آزمایشگاه قرار گرفت تا به آهستگی هضم شود. سپس نمونه با هاتپلت، حرارت داده شد تا به طور کامل هضم شود. بعد از هضم شدن کامل، نمونه در محیط آزمایشگاه قرار گرفت تا کاملاً سرد شد و سپس 25 سی سی اسیدنیتریک 1 در صد به آن اضافه گردید تا رقیق شود. سپس نمونه از کاغذ صافی واتمن 42 عبور داده شد و به درون بطری­هایی که از قبل ضدعفونی و وزن شده بودند، ریخته شد و بطری­های حاوی محلول دوباره وزن شدند (12). محلول حاصل به دستگاه ICP-OES تزریق شد. بعد از شناسایی کادمیوم بر اساس طول موج مشخص، میزان غلظت فلز کادمیوم دربافت­ها محاسبه شد. با استفاده از نرم افزار 16.0 SPSS   و نرم افزار اکسل(Excel) به تجزیه و تحلیل داده­ها پرداخته شد. جهت به­دست آوردن سطح معنی­داری بین جنس فوک­های نمونه­گیری شده با غلظت فلز و هم­چنین بین مکان جمع آوری فوک­ها با غلظت فلز از آزمون تی استفاده شد و هم­چنین برای به­دست آوردن سطح معنی­داری بین غلظت فلز با اندازه طول فوک­ها از آزمون پیرسون استفاده شد (0.05˂P).

 نتایج

غلظت کادمیوم در نمونه­های تهیه شده از بافت کلیه با میانگین 73/0±59/13 میکروگرم بر گرم، بیشتر از بافت کبد با میانگین16/0 ± 6/1میکروگرم بر گرم  و بیشتر از چربی با میانگین 02/0± 07/0 میکروگرم بر گرم بود (بافت چربی < بافت کبد > بافت کلیه). بیشترین و کمترین مقدار غلظت کادمیوم در بافت کبد به­ترتیب 89/3 و 01/0 میکروگرم بر گرم بود. بیشترین و کمترین مقدار غلظت فلز کادمیوم در بافت کلیه به­ترتیب 04/59 و 3/0 میکروگرم بر گرم بود. و همچنین بیشترین و کمترین مقدار فلز کادمیوم در بافت چربی 09/0 و 01/0 بود(جدول 1). نتایج حاصل از آزمون پیرسون بیان­گر ارتباط مثبت و معنی­دار اندازه طول فوک خزری با غلظت کادمیومدر بافت­­های مورد بررسی بود. به این ترتیب که با افزایش اندازه طول بدن، غلظت کادمیومدر فوک­های نمونه گیری شده افزایش می­یابد (جدول 2). همان­طور که در جدول شماره 3 مشاهده می­شود، بین غلظت فلز کادمیوم در بافت کبد، کلیه و چربی فوک­ها  و جنس فوک­ها رابطه معنی­داری مشاهده نشد (p>0.05). همچنین رابطه معنی­داری بین میزان آلودگی فلز کادمیوم در بافت کبد، کلیه و چربی فوک­ها و مکان جمع آوری فوک­های خزری مشاهده نشد(4).

جدول1- نتایج حاصل از اندازه­گیری غلظت کادمیومدر بافت­های فوک­های خزری بر اساس طول بدن، جنس و محل نمونه­گیری

Table 1- Results from measurement of cadmium concentrations in the tissues of the Caspian seals based on body length, sex and sampling site.

م= میانکاله، ب= بندرترکمن.

جدول 2- نتایج حاصل از آزمون پیرسون بر مقادیر کادمیومدر بافت­ها و رابطه آن با اندازه طول فوک­ها

Table 2- Results of Pearson test on cadmium values in tissues and their relationship with the size of Caspian seals lengths

(p>0.05)^{. **}

جدول3- نتایج حاصل از آزمون تی بین جنس فوک­ها و غلظت کادمیومدر بافت­ها

Table 3- The results of the T-test between Caspian seals sex and cadmium concentrations in tissues

جدول 4- نتایج حاصل از تست آزمون تی بین مکان جمع آوری لاشه  فوک­ها و غلظت کادمیومدر بافت­ها

Table 4- Results of T-test for determining the location of corpses of Caspian seals and the concentration of cadmium in tissues