بوم شناسی کاربردي/ سال سوم / شماره دهم / زمستان ۱۳۹۳

بررسی غلظت فلزات سنگین در بافت هاي مختلف جرد ایرانی به عنوان
گونه ي شاخص زیستی دره زرشک، یزد

منوچهر خزاعی1، امیرحسین حمیدیان1*، افشین علیزاده1، سهراب اشرفی1، سیدعل یاصغر میرجلیلی2، عصمت اسمعیلزاده3 و مریم زارع رشکوئیه1

(تاریخ دریافت: 21/11/1392 ؛ تاريخ پذيرش: 41/01/1393)

چكيده
723900820552

در اين مطالعه غلظت عناصر مس، نيکل، سرب، کادميم، استرانسيم، منيزيم موجود در بافت مو، شش و استخوان ران جرد ايراني بـه عنـوانگونه ي شاخص زيستي در مناطق مختلف محدوده ي معدن مس دره زرشک مورد بررسي قرار گرفت. نمونه برداري به صـور ت سيسـتما تيک تصادفي با استفاده از تله ي فنري در تابستان ۱۳۹۱ از مناطق مختلف محدوده ي معدن مس انجام گرفت. غلظت فلزات در بافت هاي مختلف با روش هضم اسيدي تر و با دستگاه ICP-OES اندازه گيري شد .مقدار سرب و کادميم در بافت هاي مورد بررسي زير حد تشخيص دستگاه گزارش شد. نتايج نشان داد که مس و نيکل در بافت مو و منيزيم و استرانسيم در بافت استخوان جرد ايراني به شـکل معنـ يداري بيشـتر ازساير بافتها تجمع م ييابند (۰/۰۱P<). الگوي تجمع عناصر در بافتهاي مختلف بهشکل منيزيم<استرانسيم<کروم<مس< نيکل مشاهده شـ د.
در حالت کلي جنس ماده ي جرد ايراني نسبت به جنس نر تجمع بيشتري از عناصر را نشان داد. غلظت مس در بافت مـ وي جونـدگان سـهمنطقه ي اول و غلظت نيکل، استرانسيم و کروم در بافت هاي مو و شش جوندگان منطقه ي چهار اختلاف معن يداري را با ساير مناطق نشـاندادند.

واژه هاي كليدي :جرد ايراني، فلزات سنگين، معدن مس، بافت، گونه شاخص زيستي

۱. گروه مهندسي محيط زيست، دانشکده منابع طبيعي دانشگاه تهران، کرج
۲. گروه مهندسي محيط زيست، دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم تحقيقات، تهران
۳. گروه مهندسي شيمي، دانشگاه علم و صنعت، تهران
* : مسئول مكاتبات، پست الكترونيكي: a.hamidian@ut.ac.ir
۴۱
مقدمه
از جمله مهمترین منابع انسانی اصلی در تولی ـد فلـزات سـنگین فرآیندهاي مختلف صنعتی مانند معدنکاري، کارخانههـاي ذوبفل زات، احتــراق ســوخته اي فســیلی و گازوئیــل و پســابزبالهسوزها هستند (32 و1 ). فلزات سنگین بـهطـور ط بیع ـی از اجزاي تشکیل دهنده پوسته ي زمین هسـتند ولـی فعالی ـ تهـا ي انسانی ب هصورت قابل تـوج هی چرخـه ي ژئوش ـیمیایی و تـوازنبیوشیمیایی آنها را تغییر می دهـد (61)، در نتیجـه ممکـن اسـتمنجر به ورود غلظت بسیار بالایی از فلزات سـن گین بـه محـیط ،گاه 100 تا 1000 برابر بالاتر از آنچـه در پوسـته زمـین وجـوددارد، شود و ب هشرط فراهم بودن شرایط زیست دسترسپـذ یري موجودات زنده را در معرض سطوح بـالا یی از آنهـا قـرار دهـد(10). چرا که همیشه وجود میزان عناصر در منطقـه نمـی توانـددلیل ریسک انتقال به موجودات باشـد و فـراهم شـدن شـرایط انتقال و به عبارتی دسترسی پذیري زیستی عناصر از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. .
شناس ایی ،اهمی ت و آث ار فل زات س نگین در اکوسیس تم ،موجبات گسترش طر حهاي پایش زیستی با هدف انـدازه گی ـري سطوح آلاینده در ارگانیس مهاي مختلف را فراهم نموده است که در این مطالعات گونه هاي شاخص ب همنظور برآورد سطوح ای ـن آلاینده ها در قسمت هاي مختلف اکوسیسـتم اسـتفاده مـی شـو ند (31). جوندگان نسبت به آلودگی هاي محیط زیستی ب هخصـوصآلودگی فلزات سنگین بسیار حساس بوده و می توانند بـه عنـوانپایشگر در مناطق آلوده استفاده شـوند . عـلاوه بـر ای ـن الگـو ي توزیع فلزات سنگین در بافت هاي بدن جوندگان بسیار شبیه بـهبافت هاي بدن انسان است (93 و 71). جرد ایران ـی( Meriones persicus) ب ه راس ته ي جون دگان، خ انواده ي م وشه ا، زی ر خانواده ي جربیل ها و جنس مرینـوس تعلـق دارد . جـرد ایران ـی جثه اي متوسط و گوش هاي نسبتاً بلند و تا حـد ي مثلث ـی شـکلدارد و در اکثر نواحی ایران مانند مناطق صخره اي و استپ هـا ي کوهستانی، دشت ها، مناطق جنگل ـی زاگـرس، بـاغ هـا و مـزارع زندگی می کند 4(). مطالعـات متعـددي از جونـدگان بـه عنـوان۴۲
شاخص زیستی براي پایش مناطق مختلف استفاده کردهاند (21، 62، 33، 54 و 64). در این پژوهش سعی بـر ای ـن اسـت تـا بـاتعیین غلظت فلزات مس، سرب، کـاد میوم، استرانس ـیم، نیکـل ومنیزیم در بافت مو، شش و استخوان ران جرد ایرانی، وضـ عیت موجود این منابع از نظر سطح این عناصر مشخص شود تا بتوان در سال هاي آتی و پس از بهره برداري از معدن مس دره زرشک به مقایسه وضعیت ایجاد شده با شرایط اولیه پرداخت و تأثیرات معدن را بر این جونده به عنوان گونـه ي پایشـگر در ای ـن منطقـهتعیین نمود.
در حقیقت انجام این مطالعه مبنایی براي انجام مطالعات آتی در راستاي مدیریت زیست محیطی معدن مـس دره زرشـک درزمان بهرهبرداري از آن در آینده اي نزدیک خواهد بود.

مواد و روش ها
همان طور که شـکل1 نشـان مـی دهـد محـل کانسـار مـس درهزرشک که یکی از غنی ترین معادن مس در کشـور و خاور میانـهمــی باشــد در اســتان یــزد و در 54 کیلــومتري جنــوب غربــی شهرستان تفت قـرار دارد ، کـه 5/54 درصـد آن را ارتفاعـات ومابقی را دشت ها، مخروط افکنه ها و تپه ماهورهـایی کـه سـطحآنها را آبرفت کم ضخامت پوشانده اسـت تشـکیل شـده اسـت4(). محدوده مطالعاتی معدن دره زرشک در ارتفاع 2400 متري از سطح دریا قرار گرفته است ب هطور کلی مناطقی کـه عم لی ـات ساخت و ساز و اصلی ترین فعالیتهـا ي مرحلـه بهـره بـردار ي در آنج ا انجـام خواه د ش د ش امل مح دوده مع دن دره زرش ک (روستاي دره زرشک)، روستاي حسـن آبـاد، محـدوده اراضـی تأسیسات فروشویی( Leaching)، محدوده ي اراضی کارخانـه ي تغلیظ و سد باطله بهعنوان ایستگاه هاي مـورد مطالعـه مـد نظـرقرار گرفته اند (جدول 1). آخرین منطقه ي نمونه برداري که سـدباطله می باشد اخـتلاف ارتفـاع قابـل تـوجهی بـا سـایر منـاطقب هخص وص معــدن مـس دره زرش ک (منطقــه دو) دارد (4). نمونه برداري از مناطق مختلف محدوده مطالعاتی معدن مس دره زرشـــک بـــا اســـتفاده از تلـــههـــاي فنـــري و بـــهروش سیستماتیک تصادفی در تابستان 19 انجام گرفت. در طی مـدتنمونه گی ـري در مجمـوع93 جـرد ایران ـی جمـع آور ي گردی ـد .

شکل 1. منطقه مورد مطالعه

جدول 1. نام و مختصات مناطق مورد مطالعه
مختصات جغرافیایی شماره ایستگاه نام ایستگاه
’E55˚ 53 ’N34˚ 31 1 کارخانه تغلیظ
’E51˚ 53 ’N33˚ 31 2 معدن مس (روستاي دره زرشک)
’E50˚ 53 ’N32˚ 31 3 روستاي حسن آباد
’E48˚ 53 ’N33˚ 31 4 تأسیسات فروشویی
’E35˚ 53 ’N33˚ 31 5 سد باطله

نمونـه هـا پـس از جمـع آوري در محـل بـه صـورت کشـته، درمحفظه ي پلاستیکی تمیز قـرار داده شـده، سـپس تـاریخ جمـعآوري، موقعیت جغرافیایی برداشت نمونـه، نـوع طعمـه ب ـ هکـارگرفته شده و نوبت جمع آوري در فرم از پیش تهیه شـده، ثبـتشد .در گام بعد نمونه ها در یونولیتی که حاوي قطعات یخ بـود،گذاشته شده و از محل نمونه گیري به آزمایشگاه آلودگی گـروهمحیط زیست دانشگاه تهران منتقل شدند. در آزمایشگاه تا فراهم شدن مقدمات کار نمونهها در داخل فریزر در دماي منهاي چهار درجه سانتی گراد نگه داري شدند. تمام وسایل مورد اسـتفاده کـهش امل ارل ن ه ا، وس ایل تش ریح (قیچ ی، پ نس و اس کالپر) و قوطی هاي مورد نیاز جهت نگهداري نمونه ها بود پس از شسـتهشدن با مایع ظرفشویی و سه بار شستشو با آب مقطـر بـهمـدت84 ساعت در داخل حمام اسیدي 01 درصد اسید نیتریک قرار داده شدند. بدین ترتیب که به نسبت 01 به 100 اسید نیتری ـک و آب مقطر در ظرف مناسبی با یکدیگر ترکیب شـدند . در نهای ـت وسایل مورد نظر سه بار با آب دوبار تقطیر(دي یونیزه) شست و شو داده شدند تا استریل و عاري از آلودگی هاي احتمالی گردند (9). نمونه هاي منجمد شده به مدت شـش سـاعت در بی ـرون از آزمایشگاه قرار گرفتند تا زمانی که یخ آنها بـاز شـود. سـپس بـااستفاده از ترازوي دیجیتالی با دقت 001/0 گرم نمونههـا وزن وسپس تعیین جنسیت شدند. در گام بعدي بافت هاي شش، مو و استخوان ران نمون ههـا جداسازي و وزن شـدند تا وزن تر آنهــا به دست آید. سپس به منظور ثابت کردن وزن نمونـه هـا و هضـمسریعتر نمونه ها به مدت 84 ساعت در آون با دمـاي08 درجـه
۴۳

سانتیگراد قرار داده شدند تا کاملاً خشک شوند. در مرحلـه بعـدب همنظور هضم اسیدي، نمونه هاي خشک شده در داخل ارلن قرار گرفته و به هر ارلن حدود 01 سی سی اسید نیتریک غل ـیظ و پـنجسی سی پرکلریک اسید اضافه شد. نمونه ها به مدت 21 ساعت در محیط آزمایشگاه قرار گرفته (بدون حرارت دادن) تا به آهسـتگیهضم شوند. سپس ارلنها را بر روي هات پلیت قرار داده تـا بـاحرارت ملایم، اسید شروع به تبخیر شدن نماید و در اثر حرارت عمل هضم کامل و محلولی شـفاف حاصـل گـرد د( 82). پـس ازهضم، نمونهها در هواي محیط قرار داده شد تـا سـرد شـوند. در مرحله بعد با افـزودن اسـید نیتری ـک1 % درون ارلـنهـا، آنهـا راب هحجم 52 سی سی رسانده تا رقیق شوند، سـپس محلـول مـوردنظر بعد از عبور از کاغذ صافی واتمن42(Whatman, England) ب هدرون بطري هایی که از قبل ضدعفونی و وزن شده انـد، ر یختـهشد و بطري هاي حاوي محلول دوباره وزن شدند. براي مطالعه و اندازه گیري غلظت فلزات مورد بررسـیICP-OES (VARIAN, 725-ES) ساخت کشور اسـترا لیا کلیـه مـواد مصـرفی از شـرکت
(Merck) تهیه شدند. در ابتدا نرمال بودن بـا اسـتفاده از آزمـون کلموگرف اسمیرنوف و همگنی داده ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس از روش آماري تجزیه واریانس یک طرفه براي مقایس ههاي کلی و آزمون دانکن جهت قیاس هاي چندگانه و معنـی دار بـودناختلاف ها در سطح اعتماد 99% استفاده شـد . بـه منظـور مقا یسـهغلظت فلزات در بافت مو، شش و استخوان جرد ایرانی در جنس نر و مـاده از آزمـونt-test مسـتقل اسـتفاده شـد. آنـالیز آمـارينمونه ها با استفاده از نرم افزار Minitab 16 انجام شد.

نتایج و بحث
غلظت کادمیم و سرب در بافت هاي مختلـف جـرد ایران ـی زی ـر
۴۴
جدول 2. میانگین (± انحراف معیار) غلظت فلزات سنگین در بافت مو ،استخوان و شش جرد ایرانی
کروم منیزیم استرانسیم نیکل مس بافت/ فلز
10/968±7/764Ca 512/614±75/211Aa 24/588±8/5Ba 9/57±4/451Ca 10/17±3/691Ca مو
9/962±6/677Ba 2020/863±120/321Ab 5/567±2/187Cb 6/592±4/451Cb 3/416±1/267Cb شش
9/245±7/424Ca 381/516±41/46Ac 215/617±48/027Bc 4/491±3/64Db 2/51±1/161Db استخوان
عدم وجود حرف مشابه در هر ستون به معنی اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد آزمون دانکن می باشد (a> b> c)
حد تشخیص دستگاه بود. نتایج تجزیه واری ـانس نشـان داد کـهمیانگین غلظت منیزیم و استرانسیم در بافت اسـتخوان اخـتلافمعنی داري نسبت به سایر بافـت هـا دارد (01/0P<). بـر اسـاسنتایج مس و نیکل در بافت مو به شکل معنی داري بیشتر از سایر بافت ها تجمع می یابد (01/0P<). غلظـت کـروم در بافـتهـا ي مختلف جرد ایرانی اختلاف معنی داري را با یکدیگر نشان نـداد(جدول2). نتایج نشان داد منیزیم به شکل معن ـی داري بیشـتر ازسایر فلزات در بافت هاي مختلف جرد ایرانی تجمع پی ـدا کـردهاست (جدول 2). تمامی میانگی نهاي ذکـر شـده در جـداول بـرحسب میکروگرم بر گرم وزن تر می باشد.
نتایج نشان داد کـه غلظـت مـس و م نی ـزیم در بافـت مـو واستخوان جنس ماده جرد ایرانی اختلاف معنی داري با جنس نـردارد (01/0P<). علاوه بر این اختلاف معنی دار بین میزان تجمع استرانسیم در بافت هاي مو، استخوان و شش در جنس نر و ماده این جونده مشاهده شد (01/0P<). نیکل بهشکل معن ـی داري در بافت هاي مو و شش جردهاي ماده بیشتر از جرد هاي نـر تجمـعمی یابد (01/0P<). ه مچنین می ـزان تجمـع کـروم نی ـز در بافـتاستخوان دو جنس نر و ماده نی ـز داراي اخـتلاف معنـی دار بـود(01/0P<). نتایج حاصل از تجمع فلزات در بافت هاي مختلـفدو جنس نر و ماده جـرد ایران ـی در جـدول3 نشـان دا ده شـدهاست.
بر اساس نتایج اختلاف معنی دار بین غظت استرانسیم، نیکل و کروم موجود در بافت شش جوندگان منطقـه ي چهـار نسـبتب هسایر مناطق مشاهده شد (05/0P<) (جدول4). مقـدار کـروم،استرانسیم و نیکل در بافت موي جوندگان منطقه چهار و مقـدارمـس در بافــت مـوي جونــدگان س ه منطقــه ي اول ب ه شــکل معن یداري بیش تر از س ایر من اطق ب ود (05/0P<) (ج دول5).
هیچگونه تفاوت معنی داري بین غلظت فلزات سـنگین موجـوددر بافت استخوان جرد هاي ایرانـی منـاطق مختلـف محـدوده ي معدن مس دره زرشک مشاهده نشد(05/0P>) (جدول6).
یکی از ابزارهاي مناسب براي پایش اثرات فلـزات سـنگینحاصله از فعالیت هاي انسانی استفاده از جانوران شاخص است.
این جانواران بهدلیل اینکه ارتباط مستقیمی با آب، خاك، هـوا وگیاهان منطقه دارند به خوبی بیانگر کیفیت محیط زیسـت منطقـههستند (46). جوندگان نقش بسیار مهمی در اکوسیسـتم چـه ازلحاظ کارکردي و چه از لحاظ تغذی هاي دارند، همچنین ب هدلی ـل اندازه ي بدن کوچکی که نسبت به پستانداران بزرگ جثه دارنـدداراي میزان متابولیسم بالاتري نسبت به آنهـا هسـتند، در ن تیجـه
جدول 3. میانگین (± انحراف معیار) غلظت فلزات سنگین در بافتهاي مختلف جنس نر و ماده جرد ایرانی
بافت جنسیت فلز
استخوان شش مو
1/412±0/691Cb 3/435±2/251Ba /8 69±2/566Ab نر مس
2/912±1/267Ba 3/279±4/451Ba 11/759±3/187Aa ماده 5/656±1/111Ba 5/511±2/245Bb /7 186±4/007Ab نر نیکل
6/3±3/691Ba 7/99±2/891Ba 11/715±4/59Aa ماده 193/845±36/287Ab 4/988±1/221Cb 22/95±8/187Bb نر استرانسیم
199/973±44/361Aa 7/491±2/04Ca 62/886±8/227Ba ماده 8/138±2/688Ab 9/42±3/471Aa 01/371±8/5Aa نر کروم
11/229±4/227Aa 9/939±4/221Aa 11/011±2/187Aa ماده 1985/588±112/181Ab 387/382±26/604Ca 923/348±78/027Bb نر منیزیم
2065/165±140/881Aa 390/688±29/401Ca 948/839±74/512Ca ماده عدم وجود حرف مشابه در هر ستون به معنی اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد آزمون دانکن می باشد (a> b> c)

جدول 4. مقایسه میانگین( ± انحراف معیار) فلزات بافت شش جرد ایرانی در مناطق مختلف محدوده مطالعاتی
منطقه 5 منطقه 4 منطقه 3 منطقه 2 منطقه 1 فلز
7/71±2/114b 16/66±3/77a 11/702±4/232b 9/99±2/144b /9 472±2/286b کروم
3/262±1/99a 3/898±1/144a 3/799±0/983a 2/914±1/107a /3 067±1/187a مس
360/52±45/977a 387/564±48/227a 450/287±35/111a 353/347±42/88a 399/669±49/247a منیزیم
5/61±1/989b 9/631±4/88a 6/517±3/106b 6/825±2/146b /6 542±2/216b نیکل
4/65±0/247b 12/638±4/281a 6/582±3/2b 5/054±2/002b /5 824±1/906b استرانسیم
عدم وجود حرف مشابه در هر ستون به معنی اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد آزمون دانکن می باشد (a> b> c)

بیشــتر در معــرض آلاینــده هــاي محیطــی قــرار مـ ـی گیرنــد. مکانیس مهاي جذب، توزیع، متابولیسم و حذف فلزات سنگین و مواد سمی در جوندگان بسیار شبیه به انسـان اسـت (51 و 43). گونه اندیکاتور مناسـب بـراي مطالعـات پـایش مح ـیط زیسـ تی داراي ویژگ ی ه اي زی ر اس ت (6، 51، 52، 13، 33 و 54): 1- حداکثر وابستگی محیطی و تغذی هاي را به زیستگاه داشته باشـد .
2- جمعیت آن در منطقه از مقدار مطلوبی برخـوردار باشـد تـانمونه گیري جمعیت را با خطر مواجه نکنـد . 3- در تمـام طـولسال در منطقه حضور داشته باشد و بـه سـایر منـاطق مهـاجرتنکند. 4- نسبت به درجات مختلف آلودگی واکنش نشان دهـد .
5- قلمروي گونه کوچک باشد و توانایی انطباق سریع با مح ـیط را داشته باشد. 6- داراي جثه کوچکی باشد. 7- یکـی از اجزاي
۴۵

مه م اکوسیس تمه اي خش کی باش د و در طبق هاي متوس ط از زنجیرههاي غذایی قرار گرفته باشد. با توجه بـه ای ـن کـه جـردایرانی تقریباً داراي تمامی ویژگی هاي ذکر شده است (3)، پـسمی تواند به عنوان گونه ي بیواندیکاتور در این مطالعه و مطالعـاتآتی مورد استفاده قرار گیرد.
نتایج نشان داد که میزان تجمع مـس و نیکـل در بافـت مـوبیشتر از سایر بافت ها اسـت . بافـت مـو بـه صـورت مسـتقیم در معرض آلاینده هاي محیطی موجـود در آب، هـوا و خـاك قـراردارد (14). در نتیجه انتظار بر این است که غلظت سـا یر فلـزاتنیز در بافت مو بیشتر باشد در حالیکه طبق نتایج ب هدست آمـده،میزان منیزیم و استرانسیم در بافت استخوان تجمع بیشتري یافته است. مو در پستانداران به طور عمـده از کـراتین تشـ کیل شـدهاســت. کــراتین نــوعی پــروتئین اســت کــه از گــروه هــاي س ولفوهیدریل سیس تین (تی ول) ک ه تمای ل بس یار زی ادي ب ه برقراري ارتباط با فلزات دارند، تشکیل شـده اسـت 7(). تمای ـل کاتیو نها به تشکیل لیگاند با گروه هاي تیول توسـط انـدازه، بـارالکتریکی و الکترونگاتیوي کاتیون کنترل می شود. این تمای ـل در ۴۶
جدول 5. مقایسه میانگین( ± انحراف معیار) فلزات بافت موي جرد ایرانی در مناطق مختلف محدوده مطالعاتی
منطقه 5 منطقه 4 منطقه 3 منطقه 2 منطقه 1 فلز
7/626±4/907b 18/7950±4/117a 8/578±3/9b 9/8969±2/997b 01/458±4/07b کروم
4/968±1/807b 5/574±2/324b 12/98±4/88a 13/5124±4/808a 31/295±2/123a مس
717/171±57/002a 1130/965±75/22a 1005/45±49/77a 943/079±41/1a 985/138±48/87a منیزیم
5/187±3/02c 16/2531±2/22a 8/643±2/127b 9/9836±4/97b 01/1392±5/12b نیکل
12/686±5/008c 37/585±9/15a 24/843±8/7b 19/220±4/907b 91/999±7/442b استرانسیم
مطالعاتی وجود حرف مشابه در هر ستون به معنی اختلاف معنی دار در سطح 5 درصد آزمون دانکن می باشد (a> b> c)

جدول 6. مقایسه میانگین (± انحراف معیار) فلزات بافت استخوان جرد ایرانی در مناطق مختلف محدوده
منطقه 5 منطقه 4 منطقه 3 منطقه 2 منطقه 1 فلز
6/222±1/88a 7/772±2/001a 11/447±3/888a 15/034±4/4a 51/961±5/718a کروم
2/424±1/007a 2/225±0/375a 2/953±1/249a 3/545±1/02a /1 777±0/754a مس
1802/37±53/574a 1830/85±68/8a 2259/35±98/67a 2462/95±85/13a 2129/21±78/2a منیزیم
3/312±1/36a 4/636±1/17a 5/589±1/2a 8/634±4/12a /9 858±1/214a نیکل
174/633±67/9a 153/976±57/1a 220/042±45/14a 252/941±24/8a 194/439±20/878a استرانسیم
عدم
عدم وجود حرف مشابه در هر ستون به معنی اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد آزمون دانکن می باشد (a> b> c)
دسته اي از کاتیونها توسـط انـدازه و بـار الکتریک ـی و دسـته ي دیگر توسط میزان الکترونگاتیویشان کنتـرل مـی شـوند . ای ـن دو دســته از فلــزات توســط پیرســون بــه ترتیــب تحــت عنــاوین کاتیو نهاي سخت و نرم و کاتیو نهـا یی بـا خصوصـیات مـا بین آن ها کاتیو نهاي حد واسط نام گذاري شده اسـت . کـا تیو نهـا ي نرم بر خلاف کاتیو نهاي سخت که بـا سـطح مـو پیونـد ی ـونی برقرار می کنند، با گروه هاي تیول بافـت مـو پیونـدهـا ي محکـمکووالانسی بر قرار می کنند که موجب ماندگاري و تجمع بـالا ي آنها در بافت مو نسبت به سایر بافت هـا مـی شـود . بـا توجـه بـهطبقــه بنــدي پیرســون فلــزات منیــزیم و استرانســیم در گــروه ک اتیو نهــاي س خت و فلــزات نیک ل و مــس در گ روه هــاي کاتیو نهاي حدواسط قرار می گیرند( 23). نتایج مطالعه نشان داد که منیزیم از سایر فلزات مورد مطالعه در بافت هاي جرد ایران ـی بیشتر تجمع می یابد. یکی از املاح مورد نیاز هر سـلول از بـدنپستانداران، منیزیم می باشد. حدود 06 درصد از منیزیم موجـوددر بدن جوندگان در استخوان ،62 درصد در عضله و ماهیچ هها و بقیه در بافت هاي نرم و مایعات بدن وجـود دارد (73). نیم ـی از ذخایر منیزیم بـدن جونـدگان درون سـلولهـا ي بافـتهـا واندام هاي بدن و نیمی از آن بهصورت ترکیب با کلسیم و فسـفردر اس تخوان وج ود دارد و تنه ا ی ک درص د از منی زیم ب دن جوندگان در خون یافت م ـی شـود (53). ب ـیش از 300 واکـنشبیوشیمیایی در بدن پستانداران براي فعالیت خود به منیزیم نی ـاز دارند، زیرا منیزیم باعث حفظ فعالیت نرمال ماهیچـه و عصـب،ضربان منظم قلب و استحکام استخوان ها می شود علاوه بر ای ـن در متابولیسم انرژي و سنتز پروتئین نیز منیزیم نقـش دار د( 44). براساس مطالعات مختلف الگوي انباشتگی فلزات در بافتهـا ي مختلف جونـدگان بـهصـورت م نی ـزیم<آلومینی ـوم<آهـن <روي <استرانسیم<کروم<مس<نیکـل مـی باشـد (21، 41، 51، 82 و
14) که با نتایج این پژوهش مطابقت دارد.
براساس نتایج در حالت کلی غلظت فلزات اندازه گی ـري شده در بافت هاي جردهاي ماده بیشـتر از جردهـاي نـر اسـت.
پانکاکوسکی و همکاران تفاوت معنی داري ب ـین غلظـت فلـزاتسرب و مس بین جنس نر و ماده در اندام هاي کلیه و کبد حفار اروپایی (Talpa europaea) مشاهده کردند به گونه اي که میزان فلز سرب و مس در کبد و کلیه جنس ماده بیشـتر از جـنس نـربود(03). تاور سانچز و همکاران تحقیقی را بر روي جونـدگا نی که زیستگاهشان تحت تـأ ثیر فعالی ـ تهـا ي انسـا نی قـرار گرفتـهاست، انجام دادند و میزان تخریب DNA متأثر از تجمع فلـزاتس نگین را در جون دگان م اده بیش تر از جون دگان ن ر اع لام کردند(64). فلز روي در بافت موي جر دهاي ایرانی ماده نی ـز در محدوده مطالعاتی معدن مس دره زرشک نسبت به جردهاي نـرتجمع بیشتري داشت 2(). رژیم غذایی متفاوت جنس هاي نـر وماده جوندگان در دوره هاي مختلف زنـد گی آنهـا مـی توانـد درمیزان تجمع عناصر در بافت هاي مختلـف بدنشـان مـؤثر باشـد8(). یکی از دلایلی که می تـوان بـه وس ـیله آن اخـتلاف غلظـتفلزات سنگین در بافت هاي مختلف جنس نر و مـاده را تو جی ـه کرد، تاثیرات هورمونی است. هورمون هـا ي جـنس مـاده باعـثافزایش متابولیسم زنوبیوتیک در بدن می شـود کـه در نتیجـه آنتجمع فلزات در بدن بالا م ـی رود. متابولیسـم در تجمـع فلـزاتس نگین و س ایر م وارد در ب دن نق ش دارد و ج انورانی ک ه متابولیسم بالاتري دارند، بیشتر در معرض سموم و سایر عناصـرقرار می گیرند (29). جردهاي ماده در طول سال بین دو تـا سـهبار آبستن می شوند و در هر دوره بین دو تا هفت فرزند بـه دنی ـا می آورند (3)، در نتیجه بـرا ي تولی ـد مثـل و پـرورش فرزنـدانانرژي بیشتري نسبت به نرها صرف می کنند. ب هطور کلی فعالیت هورمون ها، میزان جذب و دفع فلزات، رژی ـم غـذا یی و فعـل وانفعالات موجود در بین فلزات مختلف در میزان جذب فلـزاتض روري مانن د م س، روي، منی زیم و آه ن در جنس ی ته اي مختلف تاثیر گذار است (38).
بیشتر مطالعاتی که در آنها از جوندگان بـهعنـوان شـاخصزیستی آلاینده ها استفاده شده اسـت در منـاطق بسـیار آلـوده اي صورت گرفته که سالیان دراز تحـت تـأثیر فعالی ـ تهـا ي شـد ید صنعتی و معدنی قرار داشتهاند. در نتیجه غلظـت بیشـتر عناصـراندازه گیري شده در این نقاط در بافت هـا ي جونـدگان اخـتلافمعنی داري با مناطق شاهد که فاقد آلودگی بوده اند، داشـت (21، 62، 72، 03، 33، 38). با توجه به اینکه محدوده مطالعاتی معدن مس در ابتداي مسیر بهرهبرداري است و همچنـین بـا مـدیریت مناسب زیست محیطی که در منطقه در حال اجرا است و نیز بـاتکیه بر نتایج ب هدست آمده، نمی توان انتظار داشـت کـه غلظـتعناصر مورد مطالعه در بافت هاي مختلف جرد ایرانی در منـاطقمختلف داراي اختلاف معنی دار باشد. نتایج نشان داد کـه می ـزان نیکل، استرانسیم و کروم در بافت هاي شـش جـرد هـا ي ایران ـی گرفته شده از منطقه ي چهار اختلاف معنی داري با سـا یر منـاطقمورد مطالعه دارد. علاوه بر ای ـن می ـزان فلـزات کـروم، نیکـل واسترانسیم نیز در بافت موي جونده ي مورد مطالعه در این منطقه بیش از سـا یر منـاطق مشـاهده شـد. در مجـاورت ای ـن منطقـهکارخانه آسفالت سازي قرار داشت کـه سـنگ شـکن هـا ي آن و واحد جداسازي خا كهاي نرم از ماسه در زمان نمونه گی ـري در حال فعالیت بود. طبق بررسی هاي صورت گرفته و پایش میدانی انجام شده علت انتقال این آلودگی نیز عدم استفاده از فیلترهـا ي استاندارد در واحد سنگ شکن کارخانـه مزبـور تشـخیص داده
۴۷
شد .حـال آنکـه در صـورت اسـتفاده از فیلترهـا ي اسـتاندارد ومناسب قطعا انتشار آلاینده هاي مذکور از سـو ي ای ـن واحـد تـاســطح مطلــوب و اســتاندارد پــ ایین مــی آمــد. کارخانــه هــاي آسفالت سازي از جمله صنایع ایجاد کننده ي آلودگی هوا هسـتندکه نقش مهمی را در انتشار آلای نـدههـا ي هـوا مخصوصـاً ذراتمعلــق ایجــاد مــی کننــد (12 و 33). تولــوئن، بنــزن، ســیترین ،پرکلرواتیلن، تري کلرواتیلن، فرمالدهید، فنول و فلزات سـن گین آلاینده هاي حاصل از فعالیت کارخانه هاي آسفالت سازي هسـتند(63، 04 و 42). نیکــل، استرانســیم و کــروم از جملــه فلــزاتسنگینی هستند که بهصـورت قابـل تـوجهی از راه تنفس ـی وارد بدن جوندگان می شوند و در بافت شش تجمع می یابند (5، 11، 81 و 28). ته نشت هاي شیمیایی حاصل از فعالی تهـا ي انسـا نی ک ه ب هش کل مرط وب و خش ک ب ر روي س طح باف ت م وي جوندگان می نشیند نیز یکی از روش هاي جذب آلاینده ها توسط جوندگان است (22 و 43). نتایج نشان داد که میزان مس در سه منطقه ي اول (کارخانه تغلیظ، معدن مس دره زرشک و روستاي حسن آباد) در بافت موي جرد ایران ـی نسـبت بـه سـایر منـاطقتجمع بیشتري داشت. مس فلزي (Cu)، کالکوپیریت (2(CuFeS، بورنیت (4(CuFeS، کالکوسـیت ((Cu2S، کوولیـت 2Cu(OH) و مالاکی ت 2Cu(OH) مهمت رین و فراوانت رین ک انیه اي م س محسوب می شوند که در کانسارهاي مـس مشـاهده مـی شـوند . آهن، سرب ،نیکل، روي، آنتیموان، آرسنیک و فلزات نادر شامل سلنیوم، تلوریوم، بیسموت، نقره و طلا عناصر فلزي هسـتند کـهدر کانی هاي مس موجود در کانسارهاي مس یافت م ـی شـوند و سهم عمده اي از خاك این مناطق را تشکیل می دهند. جونـدگانب هواسطه ي فعالی تهایی مانند حفر لانه، انبار غذا در لانه هاي زیر زمینی، فعالیت زیاد در زیستگاه و اسـتتار بـه صـورت مسـتقیم و مداوم در تماس با خاك محیط قرار م ـی گیرنـد . بنـابرا ین بافـتموي آنها به صورت مداوم در معرض عناصـر موجـود در بافـتخاك اسـت . بافـت مـو انعکـاس دهنـده ي وضـ عیت عناصـر وآلاینده هاي محیطی در محیط پیرامون جانوران اسـت و معمـولاًاولین بافتی است که در معرض آلاینده ها قـرار مـی گی ـرد( 91 و ۴۸
20). بافت هاي کلسیمی مانند استخوان و دنـدان در طـی دوران رشد جانور به هر میزانی که در معرض عناصر قرار بگیرند آنهـارا جذب و سپس تبدیل به مواد معدنی م ـی کننـد . مـواد جـذبشده توسط این بافتها که بافت هاي سخت نیز نامیده می شـونددر مقایسه با بافت هاي نرم مانند کبد و کلیه ب هدلیل تثبیت شدن در درون بافت به مقدار خیلی کم دچـار جـایگزینی م ـی شـوند . بنابراین بافت هاي سخت مانند استخوان و دندان نشان دهنـده ي یک پیشین هي قدیمی و دقیق از قرار گـرفتن در معـرض عناصـرمختلف است و در نتیجه بهعنوان یک شاخص زیستی می توانـدقرار گرفتن در معرض آلای نـدههـا ي محیط ـی را در دوره زمـا نی بلن د م دت نش ان ده د (81 و 34). غلظ ت عناص ر در باف ت استخوان جرد ایرانی ب هخوبی بی ـانگر ای ـن مسـأله اسـت کـه بـاافزایش فاصله از معدن مس دره زرشک نیز غلظت عناصـر نی ـز در بافت استخوان کاهش می یابند. در حالت کلی غلظت عناصـردر بافت هاي مختلف جوندگان به فاکتورهاي مختلف ـی از جملـهتفاوت در ساختار جمعیتی، سن، وضـ عیت فیزیولـوژ یکی، وزن ،جنسیت، مکانیس مهاي هموستازي افراد، جـنس، رژ ی ـم غـذا یی، ترکی ب ش یمیایی عناص ر، غلظ ت عناص ر در خ اك، فع ل وانفعالات عناصر بـر رو ي یکـد یگر، فیزیولـوژ ي جـذب و دفـععناصر در بدن گونه، کارکرد این عناصر در اندامهـا ي مختلـف،مدت زمان قرار گرفتن در برابر عناصر و منابع تولید این عناصر در اطراف زیستگاه بستگی دارد (21، 42، 62، 82 و 33).

نتیج هگیري
جرد ایرانی با توجه ب هاینکـه بیشـتر و یژگ ـی هـا ي ی ـک گونـه ي شاخص زیستی را دارد م ـی توانـد در مطالعـات آتـی بـه عنـوانشاخص زیستی ب هکار رود امـا بـا توجـه بـه تفـاوت در تجمـعفلزات در جنس نر و ماده لازم است جنسیت ب هعنوان یک عامل مهم در نظر گرفته شود. بافت استخوان که نشـان دهنـده ي ی ـک پیشین هي دقیق از قرار گرفتن گونه در برابر عناصر است ب هخوبی نشان داد که غلظت بیشتر عناصر مورد مطالعه با دوري از معدن کاهش می یابـد کـه نشـان دهنـده ي بـالا بـودن غلظـت عناصـر
ب هصورت زمین زاد در خاك و رژیم غذایی جرد ایرانی موجـود سپاسگزاري در منطقه ي معدن مس دره زرشک است (منطقه 2). این پژوهش با حمای تهاي امور تحقیق و توسـعه مجتمـع مـس
سرچشمه وابسته به شرکت ملی صنایع مس ایران صورت گرفته است.

منابع مورد استفاده
اردکانی، م. ر .1384. اکولوژي. چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران. 340 صفحه.
خزاعی، م.، ا. ح. حمیدیان، ا. علیزاده شعبانی، س. اشرفی، ع. اسمعیل زاده و ع. ا. میرجلیلی. 1392. تاثیر جنسیت بر تجمع فلزات مس و روي در بافت مو جرد ایرانی در منطقه ي دره زرشک ،یزد .همایش ملی پژوهش هاي محیط زیست ایران، همدان ،402 صفحه.
ضیایی، ه .1387. راهنماي صحرایی پستانداران ایران .انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست، 419 صفحه. 4. شرکت آمایشگران پویاي محیط. گزارش ارزیابی اثرات توسعه معدن مس دره زرشک. 1390. 571 صفحه.
.5 Ammann, P., I. Badoud, S. Barraud, R. Dayer and R. Rizzoli. 2007. Strontium ranelate treatment improves trabecular and cortical intrinsic bone tissue quality, a determinant of bone strength. Journal of Bone and Mineral Research 22(9): 1419-1425.
.6 Beardsley, A., M. J. Vagg, P. H. T. Beckett and B. F. Sansom. 1978. Use of the field vole (M. agrestis) for monitoring potentially harmful elements in the environment. Environmental Pollution 1970.16(1): 65-71.
.7 Beernaert, J., J. Schiers, H. Leirs, R. Blust and R. Van Hagen. 2007. Non-destructive pollution exposure assessment by means of wood mice hair. Environment Pollution 145: 443-451
.8 Bergeron, J. M. 1976. Elements mineraux du regime alimentaire du campagnol des champs, Microbus pennsylvanicus Ord. Canadian Journal of Zoology 54: 1565-1570. (In French).
.9 Burger, J., K. F. Gaines and M. Gochfeld. 2001. Ethnic differences in risk from mercury among Savannah River fishermen. Risk Analysis 21: 533-544.
.01 Carral, E., X. Puente, R. Villares and A. Carballeira. 1995. Background heavy metal levels in estuarine sediments and organisms in Galicia (northwest Spain) as determined by modal analysis. Science of Total Environment 172: 175-188.
.11 Coogan, T. P., D. M. Latta, E. T. Snow and M. Costa. 1989. Toxicity and Carcinogenicity of Nickel Compounds. CRC Press, London, 384 p.
.21 Damek-Poprawa, M. and S. K. Katarzyna. 2003. Damage to the liver, kidney, and testis with reference to burden of heavy metals in yellow-necked mice from areas around steelworks and zinc smelters in Poland. Toxicology 186(1): 1-10.
.31 Eens, M., R. Pinxten, R. F. Verheyen, R. Blust and L. Bervoets. 1999. Great and blue tits as indicators of heavy metal contamination interrestrial Ecosystems. Ecotoxicol Environment and Safty 44: 75-81.
.41 Filistowicz, A., P. Przysiecki, S. Nowicki and M. Durkalec. 2012. Contents of copper, chromium, nickel, lead, and zinc in hair and skin of farm foxes. Polish Journal of Environmental Studies 21(4): 30-41.
.51 Gdula-Argasińska, J., J. Appleton, K. Sawicka-Kapusta and B. Spence. 2004. Further investigation of the heavy metal content of the teeth of the bank vole as an exposure indicator of environmental pollution in Poland. Environmental Pollution 131(1): 71-79.
.61 Giachetti, G., and L. Sebastiani. 2006. Metal accumulation in poplar plant grown with industrial wastes. Chemosphere .454-644 :)3(46
.71 Goyer, R. 1991. Toxic effects of metals. PP. 623-680. In: Amdur M. O, J. D. Doull and C. D. Klaassen.(Eds), Casarett and Doull’s toxicology, 4th Ed. Pergamon Press, New York.
.81 Gulson, B. L. 1996. Tooth analyses of sources and Intensity of lead exposure in children. Environmental Health Perspectives 104 (3):306-312.
.91 Halbrook, R. S., J. H. Jenkins, P. B. Bush and N. D. Seabolt. 1994. Sublethal concentrations of mercury in river otters: monitoring environmental contamination. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 27: .013-603
۴۹
.02 Hariono, B., J. Ng and R. H. Sutton. 1993. Lead concentrations in tissues of fruit bats (Pteropus sp.) in urban and non-urban locations. Wildlife Research 20: 315-320.
.12 Heskeih, H. E. 1974. Fine particulate collection efficiency related to pressure drop, scrubbant and particle properties, and contact mechanisms. Journal of Air Pollution Control Association 24: 938-942.
.22 Hunter, B. A., M. S. Johnson and D. J. Thompson. 1989. Ecotoxicology of copper and cadmium in a contaminated grassland ecosystem. PP. 578-598. In: Priest, L. and N.D. Van de Vyver, F.L. (Eds.), 1990. Trace Metals and Fluoride in Bones and Teeth. Part3, CRC Press, Boca Raton, 614 p.
.32 Ilyin, I., T. Berg, S. Dutchak, J. Pacyna and B. Knut. 2004. Heavy metals. CRC Press, London, 567 p.
.42 MacFarlane, G. and B. Mand McLennan. 2006. Biomarkers of heavy metal contamination in the red fingered marsh crab, Parasesarma erythodactyla. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 51: 584-593.
.52 Martin, M. H. and P. J. Coughtrey. 1982. Biological Monitoring of Heavy Metals Pollution-Lead and Air. Applied Science Publications, London.
.62 Martiniakova, M., R. Omelka, A. Jančová, R. Stawarz and G. Formicki. 2011. Concentrations of selected heavy metals in bones and femoral bone structure of bank (Myodes glareolus) and common (Microtus arvalis) voles from different polluted biotopes in Slovakia. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 60(3): 524-532.
.72 McLean, C. M., C. E. Koller, J. C. Rodger and G. R. MacFarlane. 2009. Mammalian hair as an accumulative bioindicator of metal bioavailability in Australian terrestrial environments. Science of the Total Environment 407(11): 3588-3596.
.82 Minamia, T., H. Yamazakia, N. Ohamab and H.O. City. 2009. Accumulation of heavy metals in the organs of wild rodents. Biochemical Journal (21): 11-17.
.92 Mugford, C. A. and G .L, Kedderis. 1998. Sex dependent metabolism of xenobiotics. Drug Metabolism Review 30:
441–498.
.03 Pankakoski, E., I. Koivisto and H. Hyvarinen. 1992. Reduced developmental stability as an indicator of heavy metal pollution in the common shrew Sorex araneus. Actual Zoology Fennica 191: 135-142.
.13 Peakall, D .B. and K. McBee. 2001. Biomarkers for contaminant exposure and effects in mammals. PP. 551-576. In:
Shore, R.F., B.A. Rattner. (Eds.), Ecotoxicology of Wild Mammals. Wiley, Chichester, 697 p.
.23 Pearson, R. G. 1963. Hard and soft acids and bases. Journal of Chemistry. 85: 3533-3539.
.33 Pereira, R., M. L. Pereira, R. Ribeiro and F. Gonçalves. 2006. Tissues and hair residues and histopathology in wild rats (Rattus rattus L.) and Algerian mice (Mus spretus Lataste) from an abandoned mine area (Southeast Portugal). Environmental Pollution 139(3): 561-575.
.43 Priest, N. D. and F. L. Van de Vyver. 1990. Trace Metals and Fluoride in Bones and Teeth. CRC Press, Boca Raton, 713 p.
.53 Resnick, L. M. 1992. Cellular calcium and magnesium metabolism in the pathophysiology and treatment of hypertension and related metabolic disorders. The American journal of medicine 93(2): 11-20.
.63 Rogge, W. F., L. M. Hildemann, M. A. Mazurek, G. R. Cass and B. R. Simoneit. 1997. Sources of fine organic aerosol. 7. Hot asphalt roofing tar pot fumes. Environmental science and technology 31(10): 2726-2730.
.73 Rude, R. K., H. E. Gruber, L.Y. Wei, A. Frausto and B. G. Mills. 2003. Magnesium deficiency: effect on bone and mineral metabolism in the mouse. Calcified tissue international 72(1): 32-41.
.83 Sánchez-Chardi, A. and J. Nadal. 2007. Bioaccumulation of metals and effects of landfill pollution in small mammals. Part I. The greater white-toothed shrew, Crocidura russula Chemosphere .117-307 :)4(86
.93 D ‘Havé, H., J. Scheirs, V. K. Mubiana, R. Verhagen, R. Blust and W. DeCoen. 2006. Non-destructive pollution exposure assessment in the European hedgehog (Erinaceus uropaeus): II. Hair and spines as indicators of endogenous metal and As concentrations. Environment Pollution 142:43-48.
.04 Schifftner, C. 2002. Air Pollution Control Equipment Selection Guide. Lewis Publishers, Washington D.C., 263 p.
.14 Schleich, A. E., O. Cristian María Beltrame, and C. D. Antenucci. 2010. Heavy metals accumulation in the subterranean rodent Ctenomys talarum (Rodentia: Ctenomyidae) from areas with different risk of contamination. Folia Zoology 59(2): 108-114.
.24 Schrimpff, E. 1984. Air pollution patterns in two cities of Colombia, S. A. according to trace substances content of an epiphyte (Tillandsia recurvata L.).Water, Air, and Soil Pollution 21(1-4): 279-315.
.34 Sheffield, S. R., K. Sawicka-Kapusta, J. B. Cohen and B. A. Rattner. 2001. Rodentia and lagomorpha. PP: 215-315.
In: Shore, R. F. and B.A. Rattner, (Eds.), Ecotoxicology of Wild Mammals. John Wiley and Sons, Ltd.
.44 Shinoda, H. and H. Seto. 1985. Diurnal rhythms in calcium and phosphate metabolism in rodents and their relations to lighting and feeding schedules. Mineral and Electrolyte Metabolism 11(3): 158-166.
۵۰
.54 Talmage, S. S. and B. T. Walton. 1991. Small mammals as monitors of environmental contaminants. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 119: 47-145.
.64 Tovar-Sánchez, E., L. T. Cervantes, C. Martínez, E. Rojas, M. Valverde, M. L. Ortiz-Hernández and P. MussaliGalante. 2012. Comparison of two wild rodent species as sentinels of environmental contamination by mine tailings. Environmental Science and Pollution Research 19(5): 1677-1686.
۵۱



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید