بررسی غلظت جیوه در بافت کبد و موی شغال طلایی در سواحل مرکزی استان مازندران

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره یک، بهار93

بررسی غلظت جیوه در بافت کبد و موی شغال طلایی

 در سواحل مرکزی استان مازندران

حسن ملوندی [1]^*

malvandi_hassan@ahoo.com

عباس اسماعیلی ساری [2]

سید محمود قاسمپوری[3]

چکیده

هدف: هدف اصلی در این مطالعه گزارش غلظت­های پایه جیوه در بافت مو و کبد گونه شغال طلایی و ارتباط بین میزان غلظت جیوه کبد و مو با وزن و طول بدن و جنس بود. سپس از این اطلاعات برای ارزیابی شایستگی استفاده از موی شغال به عنوان ابزار غیر مخرب برای تعیین جیوه بار بدن استفاده شد.

روش بررسی: نمونه­های بافت کبد و مو از شغال طلایی در شهرستان نور واقع در سواحل مرکزی استان مازندران جمع آوری شدند. از نمونه­های تلفات جاده­ای (Road-killed) استفاده شد. اندازه­گیری میزان جیوه به وسیله دستگاه LECO 254 AMAو روش استاندارد شماره 6722-D، ASTM انجام یافت.

یافته ها و نتایج: اختلاف معنی­داری بین دو جنس و همچنین همبستگی بین دو بافت مشاهده نشد. اما در مقابل رابطه مثبت و معنی­داری(05/0>p) بین میزان جیوه مو با وزن و طول بدن مشاهده شد.  به طور کلی میزان غلظت جیوه پایین­تر از حدی بود که باعث آسیب به گونه شود. به نظر می­رسد این اولین مطالعه صورت گرفته بر روی گونه شغال با این دیدگاه باشد. همچنین در این تحقیق روش نمونه گیری آسان و غیر­مخرب پیشنهاد شده است.

واژه های کلیدی: جیوه ، کبد، مو، ریخت شناسی، شغال(Canis aureus)، استان مازندران.

مقدمه

جیوه یکی از سمی­ترین فلزات سنگین است که در تمام محیط زیست از جمله لیتوسفر، هیدرسفر، اتمسفر و بیوسفر یافت می­شود (1). تجمع زیستی جیوه می­تواند بر جمعیت­ها و افراد اثربگذارد. شماری از مطالعات اثرات منفی جیوه را در بقای چندین گونه پستاندار نشان داده است(2).

شغال طلایی (Canis aureus) سگ سانی با اندازه متوسط می­باشد. شغال یکی از 6 گونه­ خانواده سگ سانان در ایران است که از نظر آمار تلفات جاده ای برای وحوش پستاندار در رتبه اول می­باشد. این گونه دارای توزیع گسترده­ای در ایران است و در 3 قاره آسیا، اروپا و افریقا نیز گسترش دارد. توانایی زیادی برای سازگاری با شرایط زیست محیطی مختلف دارد. از دیگر توانای­های مهم آن این است که عادات غذایی متنوعی دارد؛ در نتیجه دارای نیچ غذایی وسیعی می­باشد(3).

برای ارزیابی شایستگی استفاده از ابزارهای غیر مخرب(مو) برای تخمین جیوه بار بدن از نمونه­های مو و کبد شغال  طلائی(Canis aureus) استفاده شد. این روش باعث می­شود در مقیاس وسیعی نمونه­گیری صورت گیرد. همچنین بر روی گونه­های تهدید شده و در حال خطر بدون برداشت و یا حذف از جمعیت موجود تحقیق انجام شود.

در حیواناتی که در سطوح بالایی زنجیره غذایی قرار دارند، اثرات سمی تجمع زیستی آلاینده­ها­یی از قبیل فلزات سنگین به دلیل خاصیت بزرگنمایی زیستی شدید­­تر است. بنابراین گونه های گوشت خواران می توانند به عنوان گزینه ای مناسب برای بررسی این چنین آلاینده هایی مطرح باشند. در این میان گونه شغال بنا به دلایل زیر می­تواند به طور بالقوه شاخص زیستی مناسبی برای ارزیابی آلودگی های زیست محیطی باشد: 1)همه­چیز­خوار بودن 2) قرار گرفتن در سطوح بالای زنجیره غذایی 3) گستره­خانه کوچک(3). در نتیجه بیشتر و بهتر می­تواند آلودگی محلی را بازتاب کند. علاوه بر این زندگی این گونه جانوری در مجاورت با زیستگاه­های انسان نیز می­تواند دلیل خوبی برای در معرض قرار گرفتن با مقادیر جیوه و انتخاب آن به عنوان یک گونه مناسب برای ارزیابی زیست محیطی آلاینده­ها باشد.

            برای بررسی همبستگی بین جیوه و بار بدن، یک اندام داخلی برای مقایسه باقی مانده جیوه استفاده شد. برای این منظورما بافت کبد را انتخاب کردیم. زیرا جیوه در بافت کبد تمابل به تغلیظ دارد، اما در بافت­های مهم دیگر از قبیل کلیه به دلیل کارکردهای آن (حفظ آب، افزایش غلظت ادرار و ...) باعث حذف جیوه می­شود، بنابراین کبد ممکن است یک اندام داخلی بهتری برای مقایسه با مو باشد(4).

در مورد میزان جیوه در گوشت خواران و به خصوص در خانواده سگ­سانان اطلاعات اندکی وجود دارد و همچنین در مورد جیوه در موی پستانداران ایران داده­های چندانی وجود ندارد و به نظر می­رسد این اولین مطالعه بررسی میزان جیوه بر روی نمونه­های تلفات جاده­ای شغال در دنیا می باشد. هدف اصلی در این مطالعه گزارش غلظت­های پایه جیوه در بافت مو و کبد گونه شغال منطقه مرکزی سواحل شمالی کشور و ارتباط بین میزان غلظت جیوه کبد و مو با وزن بدن و طول بدن و جنس است و همچنین مقایسه جیوه دو بافت برای ارزیابی شایستگی استفاده از موی شغال به عنوان ابزار غیر مخرب برای تعیین جیوه بدن می­باشد. از دیگر اهداف این تحقیق مطالعه­ی مفید بـــودن لاشه های حیوانات برای تعیین میزان آلودگی همان منطقه است.   

مواد و روش ها

1- منطقه مورد مطالعه

نمونه­های مورد نظر در اسفند 1385 تا اسفند 1386 از مسیر جاده­ی نور- چمستان واقع در شهرستان نور جمع­آوری شد(شکل 1). این شهرستان بین˚36 وَ5 تا ˚36 و 45َ عرض شمالی و از نظر طول جغرافیایی قسمت­های جلگه­ای آن میان ˚52 و 15َ و قسمت­های کوهستانی آن در میان˚51 و20َ و ˚52 و 10َ طول شرقی از نصف النهار گرینویچ واقع شده است. از نمونه­های تصادفات جاده­ای (Road-killed) برای انجام آزمایش ها استفاده شد. برای این منظور لاشه­های شغال­ها به آزمایشگاه منتقل شده و پس از اندازه­گیری خصوصیات ریخت شناسی ، نمونه­های مو از حیوان جدا گردید.

شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه جمع آوری نمونه، استان مازندران و شهرستان نور

2- آماده سازی نمونه

برای آنالیز نمونه­های بافت کبد، 2 تا 4 گرم از بافت  کبد جدا شد و در ظروف پتری دیش قرار گرفت. سپس آن ها را برای مدت 24 ساعت دردستگاه منجمد-خشک کننده (Freeze-dried) قرار دادیم تا کاملاً خشک شوند. نمونه بعد از آسیاب شدن، آماده تزریق به دستگاه می شود(5). نمونه­های مو پس از  جداسازی به آزمایشگاه منتقل شد. نمونه­ها به وسیله شوینده­ها با آب شسته شد و دوبار با آب مقطر آب کشی شد. شستن نمونه ها سبب می­شود تا تمام آلودگی خارجی موجود در مو از بین برود. نمونه ها برای خشک شدن، مدتی در دمای اتاق نگه داری شد و سرانجـــام به قطعات ریز 1 تا 2 میلی متری درآمد. برای اندازه­گیری میزان جیوه از دستگاه LECO، 254Advanced Mercury Analyzer  روش استاندارد شماره 6722-D و ASTM استفاده شد.

3- آنالیز آماری

تحلیل آماری به وسیله نرم افزار SPSS وExcel  انجام یافت. ابتدا به وسیله آزمون­های شاپیرو ویلک و کولموگروف اسمیرنوف توزیع نرمال داده­ها بررسی شد. از آن جایی که داده­ها نرمال بود، روش آماری پارامتریک انتخاب گردید. برای مقایسه بین جنس­ها از آزمون T-test استفاده شد. برای بررسی ارتباط بین میزان جیوه با وزن و طول بدن از رگرسیون خطی استفاده شد.

نتایج

مقادیر جیوه در بافت­های مو و کبد شغال بررسی گردید. میانگین غلظت جیوه در بافت مو  ng/g28/178 و در بافت کبد ng/g 25/53 بود. دامنه میزان غلظت جیوه در مو  ng/g22/33 تا  ng/g 43/147 و در کبد  ng/g 05/21 تا ng/g  61/105 بود.

هیچ اختلاف معنی­داری بین دو جنس نر و ماده بر اساس آزمون T-test و ارتباط مستقیم بین میزان جیوه­ مو و کبد بر اساس آزمون پیرسون مشاهده نشد. میانگین غلظت جیوه در بافت مو بیش تر از بافت کبد بود و اختلاف معنی­داری (001/0>p) بین دو بافت وجود داشت. برای ارزیابی مناسب بودن مو برای تعیین غلظت جیوه کبد، همبستگی بین این بافت­ها آزمایش شد و همبستگی ضعیفی مشاهده شد(291/0 =  Pو101/0 = r ).

میانگین وزن جنس نرها 9/9 کیلوگرم و جنس ماده­ها 5/7 کیلوگرم و میانگین طول بدن در جنس نرها 7/88  سانتی­متر و در جنس ماده­ها 8/80 سانتی­متر بود. همبستگی بین متغییر­های ریخت­شناسی(وزن بدن وطول بدن) با غلظت­های جیوه­  دو بافت آنالیز شد و اختلاف مثبت و معنی­داری بین میزان غلظت جیوه­  مو با وزن بدن و طول بدن (004/0 = P ، 51/0 = r و049/0= P ، 23/0 = r به ترتیب) مشاهده شد(نمودار1 الف و ب). در مقابل هیچ اختلاف معنی­داری بین میزان جیوه­ بافت کبد با وزن و طول بدن (900/0 = P ، 01/0 = r و485/0= P ، 04/0 = r ) مشاهده نشد (نمودار2 الف و ب).

نمودار 1- ب. ارتباط بین غلظت میزان جیوه مو با وزن بدن(الف) و طول بدن(ب)

نمودار 2- ارتباط بین غلظت میزان جیوه کبد با وزن بدن(الف) و طول بدن(ب)

بحث و نتیجه­گیری

به طور­کلی غلظت جیوه در بافت های کبد و مو پایین بود و این مقادیر جیوه کم تر از استاندارد خدمات حیات­وحش و ماهیان آمریکا(1/1ppm) برای سلامتی اکوسیستم بود(6). با توجه به این که استاندارد مشخصی برای میزان جیوه در این زمینه در ایران وجود ندارد در این تحقیق میزان جیوه در نمونه ها با استاندارد آمریکا مورد بررسی قرار گرفت.

اما در مقابل مطالعات نسبتاً زیادی برای مطالعه میزان جیوه در بافت­های پستانداران انجام گرفته است، بویژه بر روی خانواده سمور و از جمله گونه­های شنگ و مینک. میزان جیوه در موی شنگ رودخانه­ای نسبت به گونه مورد مطالعه بسیار بالاست و در مطالعه انجام یافته توسط Evans و همکاران(7) میزان جیوه­ی موی شنگ در حدود 50 تا 61 برابر بیش تر از گونه مورد مطالعه در این تحقیق است. جالب این­که میزان جیوه­ مو بیش از 100 برابر میزان جیوه گونه مورد مطالعه نیز گزارش شده است (8 و 9(. در گونه مینک نیز میزان جیوه­ مو در حدود 90 تا 170 برابر بیشتر است (8 و10). دلایل احتمالی این اختلاف یکی این که میزان جیوه در اکوسیستم آبی بیشتر از اکوسیستم خشکی است و این موجودات(شنگ ومینک) وابسته به هردو اکوسیستم آبی و خشکی هستند و دلیل دیگر این که غذای عمده آن­ها را ماهیان و آب­زیان تشکیل می­دهند و یکی از عمده­ترین راه­های تماس با جیوه مصرف ماهی و آّب­زیان است(11). میزان جیوه موی دیگر گوشت­خواران از قبیل راکون، گربه، پلنگ فلوریدا و سگ به ترتیب بیشتر از گونه شغال است. (12، 13و 14). در تمام گونه­های گوشت­خوار و همه­چیز­خوار ذکر شده، میزان جیوه بالاتر از گونه مورد مطالعه بود. بجز در مطالعه­ای که توسط  Dunlap و همکاران(15) بر روی گونه سگ­های سورتمه­ران انجام داده است که در حدود 3 تا 5 برابر میزان جیوه کم­تری را از خود نشان دادند.

میانگین غلظت عناصر ذکر شده در بافت کبد شغال، مشابه دیگر گونه های خانواده سگ سانان از قبیل گرگ(16) ، روباه معمولی و روباه قطبی(17) است. همچنین نتایج مشابه دیگر مطالعات انجام یافته در دیگر گوشت­خواران مانند سیاه گوش و Wolvernie (گونه ای از سمورها) است  (16و 18)، (نمودار1).

میزان غلظت جیوه گونه شغال به گونه­های هم خانواده یعنی سگ نزدیک­تر است و این ممکن است به­خاطر شباهت­های بین آن­ها باشد. اگرچه میزان جیوه در دیگر گونه­ها و به خصوص شنگ و مینک از گونه مورد مطالعه بسیار بیش­تر است، اما به دلیل متفاوت بودن در توزیع سن، رژیم غذایی، تکنیک­های مورد استفاده، تفاوت زیستگاه و همچنین به­خاطر تفاوت خانواده­ها مقایسه بین گونه­ها باید با احتیاط بیش­تری صورت گیرد.

میزان غلظت جیوه در بافت مو بیش­تر از بافت کبد بود که مشابه دیگر تحقیقات صورت گرفته بر روی شنگ و مینک است (7، 8، 10). اما هیچ همبستگی بین بافت­ها مشاهده نشد. در مقابل در تحقیق صورت گرفته بر روی شنگ ومینک همبستگی مثبتی مشاهده شد (8). در سایر مطالعات، بافت مو به عنوان یک شاخص مناسب برای ارزیابی جیوه در ارتباط با بافت­های داخلی و همچنین به عنوان بافت مفیدی برای پایش آلاینده­ها پیشنهاد شده است (7، 8، 10).

در تحقیق حاضر در میزان غلظت جیوه دو جنس نر و ماده اختلاف معنی­داری مشاهده نشد. این نتایج، مشابه دیگر تحقیقات صورت گرفته بر روی گونه­های موش ابی (19)­، راکون(12)، پلنگ(14)، گرگ(20)، روباه قطبی و Wolverine(گونه ای از سمورها) (18) است.

نمودار3- میانگین غلظت جیوه در مو و کبد شغال طلایی(Canis aureus) در مقایسه با برخی پستانداران دیگر

نتایج این تحقیق نشان می­دهد بین میزان غلظت جیوه­ی مو با وزن و طول بدن رابطه مثبت و معنی­داری (05/0>p ) وجود دارد. به طوری که با افزایش ابعاد ریخت شناختی گونه مقادیر جیوه نیز افزایش می­یابد.

یکی از دلایل این است که به طور معمول موجودات مسن­تر تجمع زیستی جیوه بیشتری نسبت به جوان تر­ها دارند و موجودات بزرگ تر احتمالاً مسن­تر نیز می­باشند و رابطه مثبتی بین سن وغلظت جیوه در موجودات یافت شده است(2، 4).

در تحقیقات آینده نیاز به بررسی بیشتر رابطه بین مو/کبد(موبا سایر اندام­های داخلی) برای دستیابی به نتایج بهتر و مناسب­تر است و به­علاوه استفاده از مو به عنوان یک شاخص زیستی برای جیوه نیز باید آزمایش شود. به طور کلی میانگین میزان جیوه در گونه مورد بررسی کم­تر از حدی بود که باعث اثرات زیان­بار بر حیوان شود. یک نتیجه­گیری کلی آن است که موجودات بزرگ­تر احتمالاً به دلیل سن بالاتر و مصرف مواد غذایی بیشتر در معرض تماس بیش­تری با آلاینده­ها نسبت به حیوانات جوان و کوچک تر می­باشند. این تحقیق نشان داد که می­توان از گونه­های تصادفی و همچنین از موی حیوان برای سنجش میزان آلودگی و به­عنوان تکنیکی غیر مخرب برای نمونه­گیری استفاده کرد. این تحقیق شروع و راهنمایی برای مطالعات آینده است، مخصوصاً در ایران که تاکنون تنها مطالعات انگشت شماری بر روی میزان جیوه پستانداران صورت گرفته است.

سپاس­گزاری

از جناب مهندس مجتبی هادویفر، مرتضی داودی، مهدی الهی، محمدحسین نساجیان، محمد سیدی علم آباد، مائده گله­دار و فاطمه رجائی به دلیل کمک هایشان صمیمانه سپاس­گزاری می­کنم.

 منابع

1. Zhang, L., Wong, M.H., 2007. Environmental mercury contaminant in china: source and impacts. Environmental international, 33, 108-121
2. Ben-David, M., Duffy, L. K., Blundell, G. M., Bowyer, R. T.,2001. Natural exposure of coastal river Otters to mercury: relation to age, diet, and survival. Environmental Toxicology and Chemistry. 20, No. 9, 1986–1992
3. Sillero-Zubiri, C., Hoffmann, M., Macdonald, D.W., 2004. Canids: Foxes, Wolves, Jackals and Dogs: Status Survey and Conservation Action Plan. 245pp
4. Gerstenberger, S. L., Cross, C. L., Divine, D. D., Gulmatico, M. L., Rothweiler, A. M., 2006. Assessment of mercury concentration in small mammals collected Near Las Vegas, Nevada, USA. Environ Toxical, 21, 583-589.
5. Haynes, D. Carter, S. Gaus, C. Muller, J. Dennison W., 2005. Organochlorine and heavy metal concentrations in blubber and liver tissue collected from Queensland (Australia) dugong (Dugong dugon). Marine Pollution Bulletin, 51, 361–369.
6. Lord, C.G., Gaines, K.F., Boring, C.S., Brisbin, I.L., Gochfeld, M., Burger, J. 2002. Raccoon (Procyon lotor) as a bioindicator of mercury contamination at the U.S. Department of Energy’s Savannah River Site. Arch Environ Contam Toxical 43:356–363.
7. Evans, R.D., Addison, U.E.M., Villeneuve, J.Y., MacDonald, K.S., Joachim, D.G., 1998.  An examination of spatial variation in mercury concentrations in otter Lutra canadensis in south-central Ontario. The Science of the Total Environment, 213, 239-245.
8. Fortin, C., Beauchamp, G., Dansereau, M., Lariviere, N., Belanger D., 2001. Spatial Variation in Mercury Concentrations in Wild Mink and River Otter Carcasses from the James Bay Territory, Que´bec, Canada. Arch Environ Contam Toxocol, 40, 121–127.
9. Fonseca, F.R. D., Malm, O., Waldemarin, H. F., 2005. Mercurylevels in tissues of Giant otters (Pteronura brasiliensis) from the Rio Negro, Pantanal, Brazil. Environmental Research, 98, 368–371.
10. Evans, R.D., Addison, E. M., Villeneuve, J. Y., MacDonald, K. S., Joachim, D. G., 2000.Distribution of Inorganic and Methylmercury among Tissues in Mink (Mustela vison) and Otter (Lutra canadensis), Environmental Reseach Section A 84, 133-139.
11. Gamberg, M., Biola, G., Stern, G., Roach, P., 2005. Cadmium, mercury and selenium concentrations in mink (Mustela vision) from Yukan, Canada. Science of the Total Environment. 351-532, 523-529.
12. Porcella, D. B., Zillioux, E.J., Grieb, T.M., Newman, J.R., West. G. B., 2004. Retrospective study of mercury  in Raccoon (Procyon lotor) in South Florida. Ecotoxicology, 13, 207–221.
13. Sakai, T., Ito, M., Aoki, H., Aimi, K., Niyaya, R., 1995. Hair mercury concentrations in cats and dogs in Central Japan. British Veterinary. 151(2): 215-219.
14. Newman, J., Zillioux, E., Rich, E., Liang, L., Newman, C., 2004. Historical and Other Patterns of Monomethyl and Inorganic Mercury in the Florida Panther (Puma concolor coryi). Arch Environ Contam Toxicol, 48, 75–80.
15.  Dunlap, K. L., Reynolds, A.J., Bowers, P. M., Duffy, L. K., 2007. Hair analysis in sled dogs (Canis lupus familiaris) illustrates a linkage of mercury exposure along the Yukon River with human subsistence food systems. Science of the Total Environment, 385, 80–85.
16. Gamberg, M. Braune, B. M. 1999. Contaminant residue levels in arctic wolves (Canis lupus) from the Yukon territory, Canada: The Science of the Total Environment, 243/244: 329-338.
17. Piskorova, L., Vasilkova, Z., Krupicer. I., Czeck, J. 2003. Heavy metal residues in tissues of wild boar (Sus scrofa) and red fox (Vulpes vulpes) in the Central Zemplin region of the Slovak Republic. Anim. Sice, 48. (3): 134-138.
18. Hoekstra, P.F., Braune, B.M., Elkin B., Armstrong, F.A.J., Muir, D.C.G., 2003. Concentrations of selected essential and non-essential elements in arctic fox (Alopex lagopus) and wolverines (Gulo gulo) from the Canadian Arctic. The Science of the Total Environment 309: 81–92.
19. Stevens, R.T., Ashwood, T.L., Sleeman, J.M., 1997. Mercury in hair of muskrats and mink from US Department of Energy Oak Ridge Reservation. Bull Environ Contam Toxicol, 58, 720–5.
20. Shore, R. F., Casulli, A., Bologov, V., Wienburg, C.L.,   Afsar, A.,  Toyne, P. DellOmo, G. 2001. Organochlorine pesticide, polychlorinated biphenyl and heavy metal concentrations in wolves (Canis lupus L.1758) from North-West Russia: The Science of the Total Environment, 280: 45-54