فهرست مطالب

 

عنوان صفحه

 

فصل اول : مقدمه و طرح تحقيق

1-1- بيان مسئله..............................................................................................................................1

1-2- اهداف ، فرضيات و سئوالات تحقيق.....................................................................................2

1-2-1- اهداف تحقيق..............................................................................................................2

1-2-2- فرضيات تحقيق ...........................................................................................................2

1-2-3- سئوالات تحقيق...........................................................................................................2

1-3- روش تحقيق و پژوهش........................................................................................................3

فصل دوم : كليات تحقيق

2-1- فلزات سنگين.......................................................................................................................4

2-1-1- منشاء فلزات سنگين.....................................................................................................5

2-2- سابقه تحقیقات در مورد سرب .............................................................................................6

2-2-1- سابقه تحقيقات در مورد سرب و اثر آلوده كنندگي آن در انسان.................................6

2-2-2- اثر آلوده كنندگي سرب در آب دريا و ماهيان............................................................8

2-3- سابقه تحقیقات در مورد آهن...............................................................................................9

2-3-1- سابقه تحقيقات راجع به مسموميت با آهن و اثر آلوده كنندگي آن بر انسان.................9

2-3-2-اثر آلوده كنندگي آهن در آب دريا و ماهيان............................................................11

2-3-3- مقادير استاندارد پيشنهاد شده آهن و سرب از سوي سازمانها ومحققان مختلف23

 

فصل سوم : مواد و روش كار

3-1- مواد و لوازم مورد نياز.......................................................................................................25

3-2- روش كار..........................................................................................................................25

3-2-1- تاریخچه دستگاه جذب اتمی....................................................................................28

3-2-2- قسمتهای مختلف دستگاه جذب اتمی......................................................................29

3-2-2-1 روش کار با دستگاه جذب اتمی با شعله..............................................................31

3-2-3- آماده سازی نمونه ها جهت اندازه گیری فلزات........................................................32

3-2-4-عمل هضم اولیه در فلزات.........................................................................................33

فصل چهارم : نتايج تحقيق .......................................................................................................35

فصل پنجم : بحث و پیشنهادها.................................................................................................43

منابع :.......................................................................................................................................49

چکیده انگلیسی..........................................................................................................................55

 

-1-فلزات سنگين

علاوه بر كربوهيدرات‌ها،ليپيدها، اسيدهاي آمينه و ويتامين‌ها برخي از فلزات سنگين براي فعاليت بيولوژيكي سلول‌ها ضروري مي‌باشند. برخي از فلزات مانند آهن براي زندگي جنبه حياتي داشته و گروهي ديگر مانند مس و روي و سرب به مقدار جزئي براي فعاليت آنزيم‌ها ضروري هستند(7). اين فلزات به علت داشتن وزن اتمي‌بالا فلزات سنگين ناميده مي‌شوند. چنانچه ميزان ورود اين فلزات ضروري به بدن بيش از حد مورد نياز باشد باعث ايجاد مسموميت مي‌شوند. فلزات سنگين غير ضروري و يا فلزات سمي‌نيز در بدن آثار سمي‌توليد مي‌نمايند، به طور كلي فلزات سنگين موجود در محيط زيست يك خطر بالقوه براي موجودات زنده به شمار مي‌آيند. انسان و حيوانات هميشه در معرض آلودگي با فلزات سنگين مي‌باشند اينگونه فلزات با تركيبات ضروري بدن از قبيل اكسيژن، گوگرد و ازت به صورت گروههايي از قبيلS-S ، SH ، OH ، COO و COOH پيوند برقرار مي‌نمايند. بيشتر تركيبات ضروري بدن از جمله آنزيم‌ها و پروتئين‌ها داراي چنين گروههايي مي‌باشند در نتيجه فلزات سنگين موجب وقفه فعاليت آنزيم‌ها و اختلال در سنتز تركيبات ضروري بدن مي‌شوند(6).

 

 

 

 

2-1-1- منشأ فلزات سنگين:

اين فلزات جزء عوامل متشكله طبيعي آب درياها مي‌باشند و مقادير فراواني از آنها به صورت طبيعي از طرق متنوعي مانند فرسايش سنگ‌هاي معادن، باد، ذرات غبار، فعاليت‌هاي آتشفشاني، رودخانه‌ها و آبهاي زيرزميني وارد دريا مي‌شوند. ولي آنچه مسئله ساز است افزايش منطقه‌اي اين فلزات به واسطه فعاليت‌هاي صنعتي انساني مانند افزايش پساب‌ها و ضايعات صنعتي كارخانجات ،آلودگي‌هاي نفتي، سموم ، دفع آفات و … مي‌باشد(8). اين آلاينده‌ها از يك طرف باعث كاهش اكسيژن محلول در آب شده و از طرف ديگر دارا بودن سموم اثر مستقيمي‌بر روي ماهي‌ها داشته و باعث تلفات آنها مي‌شود.

آبي كه از مناطق آبخيز يا بستر رودخانه‌ها عبور مي‌كند، سنگ‌هاي معدني يا مواد محلول را با خود انتقال داده و باعث مسموميت ماهيان قسمت‌هاي پائين رودخانه مي‌شوند اين روند سبب شده است كه قسمت‌هاي مشخصي از نهرها، درياچه‌ها يا ساير آب‌ها از ماهي تخليه شوند. از موارد ديگري كه سبب آلودگي آب‌ها مي‌شوند مي‌توان از صنايع استخراج سنگ فلزات نام برد كه طي بهره برداري از معادن، آب زهكشي آنها داراي مقادير زيادي فلزات سمي‌است. PH بعضي از اين آب‌ها به مقدار كمي‌اسيدي است و سبب افزايش حلاليت فلزات مي‌شود به عنوان مثال آب زهكشي معدن زغال سنگ به دليل اسيديته زياد فلزات موجود در بستر معدن را در خود حل مي‌كند(7)

 

 

2-2- سابقه تحقیقات در مورد سرب

2-2-1- سابقه تحقيقات در مورد مسمومیت با سرب و اثر آلوده كنندگي آن در انسان

سرب فلزي سنگين خاكستري مايل به آبي رنگ، عدد اتمي82‌ و نقطه ذوب 327 درجه سانتيگراد است .اين عنصر در گياهان و خاك به مقدار بسيار كم يافت مي‌شود. در خاك‌هاي اسيدي حلاليت آن زياد شده و براي گياهان سمي‌خواهد شد(9و11). لذا باران‌هاي اسيدي به طور غير مستقيم در افزايش مسموميت گياهان و جانوران نقش دارند. از بين تمام تركيبات سرب تنها تترااتيل سرب كه در بنزين به عنوان ماده بالا برنده درجه اكتان مصرف مي‌شود در حرارت معمولي اتاق قابل تصعيد است لذا از سمي‌ترين تركيبات سرب محسوب مي‌شود. سرب از طريق پوست، دستگاه گوارش و تنفس جذب مي‌شود(1). مهمترين راههاي ورود سرب به بدن تنفس و پس از آن گوارش مي‌باشد. جذب شدن از طريق پوست بستگي به نوع تركيب آن دارد. تركيبات معدني سرب به كندي، در حالي كه تركيبات آلي سرب چون استات و اولئات سرب به خوبي از راه پوست جذب مي‌شوند، تتراتيل سرب نيز به صورت مايع يا بخار از راه پوست جذب بدن مي‌گردد(4و12).

شايع ترين علت مسموميت با سرب جذب ذرات سرب موجود در هوا از طريق مجاري تنفسي است به خصوص در صنايعي كه گرد و غبار و بخارات و دود سرب توليد مي‌شود. جذب سرب از طريق استنشاق در افراد بالغ حدود 10 درصد و در اطفال حدود 40 درصد مي‌باشد كه حدود 95 درصد آن جذب خون مي‌شود و ما‌بقي به دنبال هواي بازدم خارج شده يا در قسمت فوقاني دستگاه تنفسي تجمع مي‌يابد و مجدداً بلع مي‌گردد. به طور اوليه مسموميت سرب در بزرگسالان از راه تنفس است(4و12).

تا قبل از سال 1942 تجمع و ذخيره شدن سرب در استخوان‌ها مورد توجه نبوده و وجود آن را در استخوان‌ها در مقايسه با عضلات و نسوج بي اهميت مي‌دانستند. بعدها معلوم شد كه تركيبات معدني سرب ابتـدا در بافت‌هاي نرم شامل مغز ، كبــد و ماهيچــه‌ها توزيع و ته نشين شده و به زودي در طول زمان مقدار آن كمتر مي‌شود و سپس در بافت‌هاي استخواني دندان و مو ذخيره ميگردد. ذخيره سرب در استخوان شباهت زياد به ذخيره كلسيم دارد و به صورت فسفات سرب ذخيره مي‌شود. چنانچه غلظت فسفات خون كم باشد سرب در بافت‌هاي غير استخواني ذخيره مي‌شود، ويتامين D باعث ذخيره سرب در استخوان شده و هورمون پاراتيروئيد موجب كاهش ذخيره در بافت استخوان و افزايش آن در خون مي‌شود. سرب اساساً از طريق ادرار و به مقدار ناچيز از طريق مدفوع، عرق و شير دفع مي‌شود. دفع سرب در حيوانات آزمايشگاهي بيشتر از طريق صفرا است(4). آب‌ها به واسطه عبور در مسير معادن سرب و نيز راه يابي فاضلاب كارخانجاتي چون صنايع باطري سازي، كريستال سازي، رنگ سازي و … آلوده مي‌شوند. اين آب‌ها موجب تجمع سرب در ماهي و آبزيان ميگردد. مطالعات بيانگر ارتباط مستقيم بين غلظت سرب موجود در آب‌ها و لجن و غلظت آن در بافت‌هاي آبزيان است و از طرف ديگر آبياري مزارع و مراتع به وسيله اين آب‌ها منجر به افزايش ميزان سرب در بافت‌هاي گياهي و به دنبال آن افزايش ميزان سرب در شير، گوشت و تخم مرغ دام‌ها مي‌شود(3).

سرب با بسياري از تركيبات ضروري بدن مانند آنزيم‌ها وپروتئينها اتصال برقرار نموده و موجب وقفه در فعاليت آنزيم و اختلال در سنتز پروتئين و غيره مي‌گردد. اين فلز موجب وقفه فعاليت آنزيم سديم- پتاسيم- آدنوزين تري فسفات(Na-k-Atpase) گشته و ميزان آنزيم ترانس آميناز افزايش مي‌يابد در حالي كه اين فلز موجب كاهش فعاليت آنزيم آلكالين فسفاتاز و متيل استراز مي‌شود(20).

اوليــن عـــلائم مسموميت ســرب غالباً غير اختصاصي است به صـورت خستــگي، تهوع، بي اشتهايي، تغيير وضعيت خواب، اسهال، يبوست، افسردگي بروز مي‌كند و با افزايش آن در فرد عوارض ديگري چون افزايش فشار خون، تغيير خلق و خو و اختلالات حركتي،كم خوني ، عوارض عصبي ، آنسفالپاتي و نوريت بروز مي كند(1و4). حداكثر ميزان سرب برحسب استانداردهاي موجود در كشورهاي مختلف و بر اساس قوانين غذايي 1979 در آب آشاميدني 50 ميكروگرم در دسي ليتر و در عضله ماهي به ميزان 2 ميلي گرم در كيلوگرم مي‌باشد(11).

 

 

2-2-2- اثر آلوده كنندگي سرب در آب دريا و ماهيان:

سرب در محيط آب بيشتر در رسوبات بستر تجمع يافته و ميزان آن 4 برابر بيشتر از سرب موجود در آب است. اين ماده به طور عمده در كليه، آبشش، عضلات و استخوانها تجمع پيدا مي‌كند. طبق گزارش FAO سالانه حدود 2 هزار تن سرب به دريا ريخته مي‌شود كه به پلانكتونها به ويژه فيتوپلانكتونها كه حدود 7% اكسيژن را تأمين مي‌كنند صدمه زده و سبب مرگ و مير آنها مي‌شود. سرب در هوا، آب و خاك وجود داشته از طريق گردش خون در بافت‌ها رسوب نموده و ايجاد مسموميت مي‌نمايد.

سميت سرب براي ماهي و ساير موجودات آبزي تحت تأثير كيفيت آب بوده و به قابليت انحلال تركيبات سرب و به غلظت‌هاي كلسيم و منيزيم در آب بستگي دارد به عنوان مثال مشخص شده است كه سميت سرب با افزايش غلظت كلسيم و منيزيم در آب كاهش مي‌يابد. مسموميت حاد سرب ابتدا باعث آسيب به اپيتليوم آبشش شده و ماهي مبتلا به علت خفگي تلف مي‌شود. علائم مشخص مسموميت مزمن سرب شامل تغييرات تابلوي خوني با آسيب شديد گلبول‌هاي قرمز و سفيد، تغييرات تحليل رونده بافت‌هاي پارانشيماتوز و آسيب سيستم عصبي است(7و5). حضور بيش از حد سرب در آب ممكن است باعث محدوديت آنزيمي‌موجود در بافت‌هاي مختلف بدن شود اما اثر زيادي در تنظيم پتاسيم توسط آبشش ندارد چنين وضعيتي ممكن است بدين علت باشد كه ماهيان اغلب در آب‌هاي تقريباً ايزوتونيك با خونشان زيست مي‌كنند بنابراين شيب يا تغييرات زيادي در داخل يا خارج بدن ماهي براي سديم وجود ندارد(7).

2-3- سابقه تحقیقات در مورد آهن

2-3-1- سابقه تحقيقات راجع به مسموميت با آهن و اثر آلوده كنندگي آن بر انسان:

شايع ترين شكل مسموميت به صورت خوراكي است. به طور طبيعي بدن به 4 تا5 گرم آهن نياز دارد كه در نسوج مختلف توزيع شده است. حدود 10 تا 20 درصد از آهن خورده شده از سلول‌هاي مخاطي دئودنوم و ژئوژنوم به صورت آهن دو ظرفيتي جذب مي شود. دفع طبيعي آهن از بدن محدود به 1 تا 2 ميلي گرم در روز از طريق خون قاعدگي و پوسته ريزي مخاط دستگاه گوارش است. بدن توانايي دفع آهن را بيشتر از 2 ميلي گرم در روز ندارد و از اين رو مصرف بيش از حد آهن موجب تجمع آهن در اعضاي هدف مي‌گردد

و اصولاً خوردن بيش از 30 ميلي گرم بر كيلوگرم آهن موجب مسموميت و بيش از 250 تا 300 ميلي گرم بر كيلوگرم آن موجب مرگ مي‌شود(1).

 

مكانيسم اثر آهن در ايجاد مسموميت به 4 فرم است:

1- گشاد شدن پس شريانچه‌اي

2- افزايش نفوذپذيري مويرگ‌ها به علت اثر مستقيم آهن

3- اسيدوز به دليل آزاد شدن يون‌هاي هيدروژن

4- آسيب ميتوكندري به خصوص در سلول‌هاي كبد.

اثر آهن بر دستگاه گوارش:

آهن سبب نكروز هموراژيك قسمت‌هاي ابتدايي دستگاه گوارش و همين طور موجب انفاركتوس قسمت انتهاي روده كوچك مي‌شود البته تنگي پيلور و انسداد روده از ديگر عوارض ديررس و نادر مي‌باشد.

اثر آهن بر كبد:

تأُثير آهن روي كبد از حالت عدم تغيير تانكروز هموراژيك اطراف پورت و تغيير وضعيت سلول‌هاي كوپفر و سلول‌هاي پارانشيمال متغير است. آسيب كبدي مذكور مي‌تواند موجب هيپوكلسمي، هيپوپروتئينمي و اختلال‌هاي انعقادي و در نهايت نارسايي كبد بشود(33).

اثر آهن بر قلب و عروق:

تأثير آن به صورت گشاد شدن انتهاي مويرگ و افزايش نفوذ‌پذيري آنها مي‌باشد كه موجب پر شدن وريدها، كاهش حجم خون و كم شدن برون ده قلب مي‌شود. فرآورده آهن ممكن است شامل يكي از 3 نمك فرو(سولفات، فومارات و گلوكونات) باشد مسموميت براساس مقدار عنصر آهن موجود در نمك(20 درصد در نمك سولفات، 33 درصد در فومارات و 2 درصد در گلوكونات) مي‌باشد خوردن بيش از 20 ميلي گرم در دسي ليتر عنصر آهن سبب ايجاد مسموميت گوارشي و خوردن بيش از 60 ميلي گرم در دسي ليتر باعث مسموميت سيستميك مي‌گردد. تظاهرات اوليه مسموميت ناشي از آهن شامل استفراغ و اسهال خوني و تب و هيپرگليسمي‌و لكوسيتوز مي‌باشد(1و4).

 

2-3-2-اثر آلوده كنندگي آهن در آب دريا و ماهيان:

اين عنصر در آب‌هاي سطحي به اشكال اكسيد 2 ظرفيتي يا 3 ظرفيتي وجود دارد و در آب‌هاي كم دما و واجد آهن، باكتري‌هاي ته نشين كننده آهن به ميزان زيادي روي آبشش‌ها تكثير يافته و به اكسيداسيون آهن 2 ظرفيتي كمك كرده و كلونيهاي رشته‌اي آنها آبشش‌ها را مي‌پوشاند ابتدا آبشش‌ها بي رنگ مي‌شوند ولي بعداً آهن ته نشين شده و باعث قهوه‌اي شدن كلونيهاي رشته‌اي مي‌شود تركيبات رسوب يافته آهن و رشته‌هاي باكتري‌هاي ترسيم كننده آن سطح مفيد تنفسي آبشش‌ها را كاهش داده باعث آسيب به اپيتليوم تنفسي و شوك در ماهيان مي‌شود(7). حد مجاز آهن براي كپور معمولي كمتر از 2/0 و براي قزل‌آلا كمتر از 1/0 ميلي گرم در ليتر آب است(24). گرچه اثرات سمي آهن و نمك‌هاي آن به ندرت رخ مي‌دهد اما اثرات كشنده حضور اين مواد در مجاورت طولاني با ماهي در آب‌هايي كه به مقدار ضعيفي بافر بوده و PH آنها پايين است قابل توجه است همانطور كه ذكر شده تأثيرات غير مستقيم سمي‌آهن به طور عمده محدود به رسوب هيدروكسيد فريك و يا اكسيد فريك در روي آبشش ماهي مي‌باشد. رسوب هيدروكسيد فريك بر روي تخم‌هاي داراي جنين در حال رشد نيز ممكن است باعث خفگي و مرگ و مير جنين شود دليل عمده تلفات ناشي از رسوب هيدروكسيد فريك بر روي آبشش ماهي به دليل ممانعت از جا‌به‌جايي اكسيژن و يا در تخم‌هاي چشم زده به دليل ممانعت از ورود اكسيژن از طريق پرده كوريون جنين به داخل تخم است(34).

شاپر كلوز(1992) عامل اصلي صدمات ناشي از آهن را رسوب تركيبات اين عنصر بر روي آبشش مي‌داند و معتقد است كه اين رسوب باعث ايجاد مناطق نكروتيك بر روي آبشش ماهي قزل آلاي جوان مي‌شود. به طور كلي مي‌توان ابراز نمود آبهايي كه واجد تركيبات آهن قابل رسوب هستند معمولاً داراي اكسيژن محلول كم ، مقدار زيادي دي اكسيد كربن و PH كمتر از 7 مي‌باشند هوادهي اين آب‌ها باعث كاهش دي اكسيد كربن و افزايش اكسيژن محلول مي‌گردد و اجازه مي‌دهد كه آهن به طرف بستر استخر رسوب نمايد(32).

طي تحقيقي كه توسط كوگي و همكاران (2006) روي ماهي كفال[1] و ماهي خاردار[2]در شمال شرقي درياي مديترانه در تركيه انجام شد ميزان كادميوم، مس، آهن، روي و سرب توسط جذب اتميبا شعله در كبد ، آبشش و عضله اندازه گيري و نتايج زير حاصل شد .

1- به جز سرب بيشترين ميزان از هر فلز ابتدا در كبد، سپس در آبشش و بعد در عضله بوده است.

2- آهن ، روي و مس بيشترين فراواني و كادميوم و سرب كمترين فراواني را در بافتهاي مختلف داشتند.

3- تغييرات فصلي نيز در ميزان فلزات مشخص شد ولي به طور كلي بيشترين ميزان براي تمام فلزات در بافت‌هاي مختلف هر دو گونه ماهي در تابستان مشاهده شد(18).

در تحقيقي كهتوسط اشرف و همكاران (2006) روي ميزان هفت فلز سنگين(سرب ، كادميوم ، نيكل ، مس ، روي ، كروم و آهن ) در ماهي‌هاي كنسرو شده ساردين، آزاد و تن كه در كشور عربستان مورد استفاده قرار مي‌گيرد انجام شد سرب و كادميوم از طريق اسپكتروسكوپي جذب اتميتيوپگرافيتي و نيكل، مس، كروم و آهن با استفاده از اسپكتروسكوپي جذب اتمي‌با شعله تعيين شد.

- ميزان سرب در ماهي آزاد برابر با 2/1-03/0 ميكروگرم در گرم با ميانگين 313/0 ميكروگرم در گرم مي‌باشد .

- ميزان سرب در ماهي تن برابر با 51/0-03/0 ميكروگرم در گرم با ميانگين 233/0 ميكروگرم در گرم مي‌باشد .

 

Mugil cephalus-1

Mullus barbatus-2