بررسی میزان تجمع سرب و کادمیوم در بافت سخت خرچنگ‌ منزوی (scaevola Coenobita) و رسوبات جزیره کیش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.

2 گروه محیط زیست، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران*(مسوول مکاتبات).

10.22034/jest.2020.33219.4095

چکیده

زمینه و اهداف: حضور خرچنگ­های منزوی در زنجیره غذایی آبزیان و پرندگان ساحلی و نقش قابل توجه در پاک­سازی محیط نشان­دهنده­ی اهمیت مطالعه این گونه­ها به عنوان شناساگرهای زیستی است. از این رو مطالعه حاضر به تعیین میزان غلظت سرب و کادمیوم در رسوبات و بافت سخت خرچنگ منزوی در سواحل جزیره کیش و مقایسه آن با استانداردهای جهانی پرداخته است.
روش بررسی: برای تعیین غلظت سرب و کادمیوم، ابتدا با استفاده از طرح نمونه­برداری تصادفی، تعداد ۳۰ نمونه رسوب و 60 نمونه خرچنگ از جنوب و جنوب شرق جزیره کیش در سال 1395برداشت گردید. سپس غلظت سرب و کادمیوم موجود در بافت سخت هر نمونه بافت و رسوب با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری جذب اتمی اندازه­گیری و با حدود استاندارد مقایسه شد.
یافته­ها: میانگین سرب و کادمیوم در رسوبات سواحل جنوب و جنوب شرق جزیره کیش به ترتیب 20/63 و 94/2 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد که هر دو از استانداردهای کیفیت رسوب کانادا و آمریکا بالاتر است. میانگین سرب و کادمیوم در بافت سخت نمونه های مورد مطالعه نیز به ترتیب 92/20 و  09/2 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شد.
بحث و نتیجه­گیری: میانگین سرب و کادمیوم در بافت سخت نمونه ها از میانگین به دست آمده در مطالعات مشابه روی آبزیان خلیج فارس به مراتب بالاتر است. تاثیر متقابل سرب و کادمیوم در ایجاد اختلال در فیزیولوژی رشد به اثبات رسیده است. کادمیوم در تغذیه، رشد، بقا و فعالیت های تولیدمثلی Coenobita scaevolaتأثیر منفی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره پنج، مرداد ماه 99

                                        

 

بررسی میزان تجمع سرب و کادمیوم در بافت سخت خرچنگ­ منزوی (scaevolaCoenobita) و رسوبات جزیره کیش

 

مهسا آقابزرگی[1]

 عاطفه چمنی[2]*

a.chamani@khuisf.ac.ir

تاریخ دریافت:15/10/96

تاریخ پذیرش:13/4/97

 

چکیده

زمینه و اهداف: حضور خرچنگ­های منزوی در زنجیره غذایی آبزیان و پرندگان ساحلی و نقش قابل توجه در پاک­سازی محیط نشان­دهنده­ی اهمیت مطالعه این گونه­ها به عنوان شناساگرهای زیستی است. از این رو مطالعه حاضر به تعیین میزان غلظت سرب و کادمیوم در رسوبات و بافت سخت خرچنگ منزوی در سواحل جزیره کیش و مقایسه آن با استانداردهای جهانی پرداخته است.

روش بررسی: برای تعیین غلظت سرب و کادمیوم، ابتدا با استفاده از طرح نمونه­برداری تصادفی، تعداد ۳۰ نمونه رسوب و 60 نمونه خرچنگ از جنوب و جنوب شرق جزیره کیش در سال 1395برداشت گردید. سپس غلظت سرب و کادمیوم موجود در بافت سخت هر نمونه بافت و رسوب با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری جذب اتمی اندازه­گیری و با حدود استاندارد مقایسه شد.

یافته­ها: میانگین سرب و کادمیوم در رسوبات سواحل جنوب و جنوب شرق جزیره کیش به ترتیب 20/63 و 94/2 میلی گرم بر کیلوگرم به دست آمد که هر دو از استانداردهای کیفیت رسوب کانادا و آمریکا بالاتر است. میانگین سرب و کادمیوم در بافت سخت نمونه های مورد مطالعه نیز به ترتیب 92/20 و  09/2 میلی گرم بر کیلوگرم اندازه گیری شد.

بحث و نتیجه­گیری: میانگین سرب و کادمیوم در بافت سخت نمونه ها از میانگین به دست آمده در مطالعات مشابه روی آبزیان خلیج فارس به مراتب بالاتر است. تاثیر متقابل سرب و کادمیوم در ایجاد اختلال در فیزیولوژی رشد به اثبات رسیده است. کادمیوم در تغذیه، رشد، بقا و فعالیت های تولیدمثلی Coenobita scaevolaتأثیر منفی دارد.

 

واژه های کلیدی: خرچنگ منزوی، (scaevola Coenobita)، سرب، کادمیوم، رسوب.

 

 

 

 

 

 

J. Env. Sci. Tech., Vol 22, No.5,July, 2020

 

 

 

 

 


The Concentration of Lead and Cadmium in the Hermit Crab (Coenobita scaevola) and Sediments of KISH Island

 

Mahsa Aghabozorgi[3]

Atefeh Chamani [4]*

a.chamani@khuisf.ac.ir

Admission Date:July 4, 2018

 

Date Received: January 5, 2018

 

Abstract

Background and Objective: The presence of hermit crabs in aquatic species and coastal bird’s food chain and their significant role in environmental remediation highlight the importance of studying these species as biological indicators. Hence, this study assessed the concentration of Lead and Cadmium in sediments of and hard tissue of hermit crabs in KISH Island and compared the results against international standards.

Methods: To determine the concentration of Lead and Cadmium, 30 sediment samples and 60 crabs were randomly collected from the south and southeast of KISH Island. By preparation and analysis of specimens, the concentration of heavy metals was determined using atomic absorption spectrophotometer. 

Findings: The mean concentration of lead and cadmium in the sediments of the south and southeast coasts of Kish Island were 63.20 and 2.94 mg/kg, respectively, both of which are higher than the sediment quality standards of Canada and NOAA. The mean concentration of lead and cadmium in the hard tissue of Coenobita scaevola were 20.92 and 2.09 mg/kg, respectively, which is much higher than the average obtained in similar studies on Persian Gulf aquatic animals.

Discussion and Conclusion: The mean concentration of lead and cadmium in the hard tissue of Coenobita Scaevola is much higher than the similar studies on Persian Gulf aquatics. The interaction of lead and cadmium in disrupting growth physiology has been proven. Cadmium has a negative effect on nutrition, growth, survival, and reproductive activities of Coenobita Scaevola.

 

Keywords: Hermit Crab, Coenobita Scaevola, Lead, Cadmium, sediment.

 

مقدمه


در دهه­های اخیر، آلوده شدن آب­ دریاها با طیف گسترده­ای از آلاینده­های زیست محیطی به خصوص فلزات سنگین، به یکی از اساسی­ترین مشکلات جهان تبدیل شده است (1). فلزات سنگین از منابع طبیعی و فعالیت های انسانی سرچشمه گرفته (2) و می­تواند سبب ایجاد تأثیرات مخرب بسیاری بر آبزیان مانند کاهش رشد، تغییر رفتار، تغییرات ژنتیکی و در نهایت مرگ و میر آن­ها ­شود (3). از مهمترین نکات قابل توجه در مورد فلزات سنگین، مقاومت آن­ها در برابر تصفیه شیمیایی، سمیت، پایداری، عدم تجزیه زیستی و قابلیت تجمع و بزرگ­نمایی در زنجیره غذایی مخصوصا سطوح بالای آن است (4). این اثرات موجب شده تا مطالعات بسیاری به ارزیابی میزان تاثیر فلزات سنگین در اکوسیستم­های آبی معطوف شود(5).

خرچنگ­های منزوی گروهی از سخت پوستان از راسته(Decapoda)و خانواده(Paguroidea)هستند که تاکنون 1117 گونه از آن­ها شناسایی شده است (6). این گونه­ها با ویژگی­های رفتاری و فیزیولوژیک خاص خود توانسته­اند به خوبی با زیستگاه­های مختلف سازگار شوند. خرچنگ منزوی، بر خلاف نامش، موجودی اجتماعی است و در طبیعت در دسته­های 100 تایی و بیشتر مشاهده می­شود. سن، طول، وزن، جنس، عادت تغذیه­ای، نیازهای اکولوژیک، غلظت فلزات سنگین در آب و رسوب، مدت زمان ماندگاری آبزی در محیط آبی، فصل صید و خواص شیمیایی آب (شوری، pH، سختی، دما) از عوامل مؤثر در تجمع فلزات سنگین در خرچنگ­ها هستند (7). این گونه­ها به دلیل قرار گرفتن در زنجیره غذایی آبزیان و پرندگان ساحلی و نقش قابل توجه در پاک­سازی محیط از اهمیت بالایی برخوردار بوده و به عنوان شناساگرهای زیستی در دریاها شناخته می­شوند (8). به طور مثال، مهنا و سابرا در سال 2001 (9) با بررسی میزان تجمع فلزات سنگین در اندامهای مختلف خرچنگ­های منزوی در خلیج فارس نشان دادند که این گونه، بسته به جنس و اندام مورد مطالعه، توانایی بالایی برای جذب فلزات سنگین دارد. مطالعات دیگری از جمله گادهاوی (10) در برزیل، خالد و نمر (11) در سواحل مدیترانه، مک­فارلان و همکاران (12) در استرالیا و موارد مشابه دیگر نیز بر توانایی گونه های مختلف آبزیان در جذب فلزات سنگین و بروز تغییرات رفتاری در آن ها تاکید داشتند. استانداردهای کیفیت رسوب، ابزاری پیش گویی کننده برای ارزیابی اولیه میزان سمیت فلزات سنگین موجود در رسوب برای آبزیان هستند. به عبارت دیگر، این استانداردها محدوده غلظت آلاینده های مرتبط با رسوب را برای ایجاد تأثیرات بیولوژیکی ملموس بر آبزیان مشخص می کنند(13). دایره ملی اقیانوس شناسی و جوی ایالات متحده (NOAA) یکی از اساسی ترین دستورالعمل های محیط های مصبی و دریایی را با تجزیه و تحلیل های رسوبی انجام شده در سه ساحل دریای آمریکای شمالی ارائه می دهد. با توجه به آستانه های [5]NOAA که باعث اثرات جانبی بیولوژیکی مختلف می شوند، صدک 10 و 50 هر معیار به عنوان اثرات محدوده کم ([6]ERL) یعنی غلظت اولیه که در آن تأثیرات نامطلوب پدیدار می شود در نظر گرفته می شوند. اثرات دامنه متوسط ​​([7]ERM) برای نشان دادن وقوع نادر(<ERL)، گاه به گاه (>=ERL  و <ERM) و مکرر (>=ERM) عوارض جانبی استفاده می شود (14). استاندارد کیفیت رسوب کانادا(15)، با استفاده از دو سطح  [8]ISQGsو [9]PEL کمترین و بیشترین سطح آلودگی را بیان می کند. ISQGs سطحی از آلودگی است که اکثر جانوران کفزی میتوانند آن را تحمل کنند. در واقع در این سطح، اثر خاصی در جوامع زیستی دیده نمیشود. سطح دیگر استاندارد کیفیت رسوب کانادا سطح PEL است که حدی از آلودگی شدید می باشد که سلامت موجوات کفزی را به خطر می اندازد.

سواحل جزیره کیش، به دلیل ورود انواع آلاینده­ها از منابع مختلف به آن به عنوان یکی از مناطق مستعد تجمع آلاینده­ها بخصوص فلزات سنگین به شمار می­آید، بنابراین در این تحقیق به تعیین میزان غلظت فلزات سنگین سرب و کادمیوم در رسوب و بافت سخت خرچنگ منزوی در محدوده­های پراکنش این گونه در سواحل جزیره کیش پرداخته شده است.

 

مواد و روش­ها

در این مطالعه، تعداد 60 خرچنگ scaevola Coenobita (شکل 1-الف) از سواحل جنوب (30 نمونه) و جنوب شرق (30 نمونه) جزیره کیش (شکل ۱- ب) در تابستان 1395 و در زمان اوج فراوانی این گونه، به صورت دستی در فاصله غروب تا نیمه شب جمع­آوری گردید. لازم به ذکر است بر اساس پایش های متعدد در سواحل کیش و رایزنی با کارشناسان اداره حفاظت محیط زیست کیش، خرچنگ های منزوی تنها در این دو ساحل(ایستگاه) با فراوانی قابل ملاحظه قابل مشاهده و نمونه برداری است. برای انجام مطالعات آمار زیستی، نمونه برداری با حداقل تعداد 25 نمونه از نظر آماری مورد تایید است (16). نمونه­ها بعد از قرارگیری در آب شیرین و متوقف شدن علایم حیاتی، از صدف جدا شدند. سپس به طور مجزا، در پلاستیک­های زیب دار قرار داده شده، کدگذاری و فریز شدند. همراه با نمونه­برداری از خرچنگ، تعداد 30 نمونه­ رسوب نیز از عمق 20 سانتی­متری برداشت شد. بر اساس منابع موجود، در سخت پوستان توانایی تجمع فلزات سنگین در بافت سخت بیشتر از بافت نرم است، لذا بافت سخت نمونه ها برای اندازه گیری غلظت فلزات سنگین مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور، قسمت سخت فوقانی خرچنگ با استفاده از کاتر از قسمت نرم انتهایی جدا شد. پس از توزین، بافت سخت در آون در دمای 70 درجه سانتی­گراد به مدت 48 ساعت خشک شد. نمونه­ها با کمک هاون عقیقی، نرم و هموژنیزه (همگن) و سپس به روش مرطوب هضم شدند (17). برای هضم اسیدی نمونه های رسوب، نمونه ها در دمای محیط قرار گرفتند تا از حالت فریز خارج و خشک گردند. پس از اینکه نمونه ها رطوبت اولیه خود را در دمای آزمایشگاه از دست دادند،مقدار 5 گرم از هر نمونه در آون 70 درجه سانتی­گراد به مدت 48 ساعت خشک شدند. سپس نمونه­های رطوبت­گیری شده به داخل ارلن منتقل و 20 میلی­متر محلول اسید نیتریک مرک 65% و 5 میلی­لیترآب اکسیژنه به آن اضافه گردید. به منظور مخلوط شدن بهتر، نمونه­ها به مدت یک شب زیر هود قرار گرفته و سپس به مدت ۴۸ ساعت در دمای ۷۰ درجه واقعی در هات پلیت گرما داده شد. پس از خنک شدن ظرف، محلول آماده شده با استفاده از کاغذ صافی واتمن 42 صاف شده و با آب مقطر دو بار تقطیر به حجم 25 میلی­لیتر رسانده شد (17). در نهایت، غلظت دو عنصر سرب و کادمیوم در کلیه نمونه­های بافت و رسوب با استفاده از دستگاه اسپکترومتری جذب اتمی شعله مدلFurnace AAS Model 67OG اندازه­گیری شد. پس از تعیین غلظت فلزات سنگین، از آزمون کولموگراف اسمیرنف برای بررسی توزیع نرمال داده­ها استفاده شد. به دلیل عدم پیروی داده ها از توزیع نرمال، از آزمون غیرپارامتری توزیع دوجمله ای برای بررسی تفاوت بین میانگین غلظت­ سرب و کادمیوم بین دو ایستگاه استفاده شد.

 

   

(الف)

(ب)

شکل 1- ScaevolaCoenobita (الف) و موقعیت ایستگاه­های نمونه­برداری در جزیره کیش (ب)

Figure 1. a: Coenobita scaevola. b: Sampling stations in KISH Island

 

 

نتایج

 

بر اساس کلیدهای شناسایی موجود، تمام نمونه­های جمع­آوری شده از گونه Coenobita scaevolaشناسایی شدند. میانگین و انحراف معیار غلظت کادمیوم و سرب در رسوب و بافت سخت نمونه ها به تفکیک ایستگاه جنوب و جنوب شرق در جدول ۱ آمده است. بر اساس جدول ۱، بیشترین غلظت کادمیوم (mg/kg ۲۵/۳) و سرب (mg/kg ۷۵/۶۸) در نمونه­های رسوب ایستگاه جنوب مشاهده شد. غلظت فلزات در بافت سخت نمونه ها نیز در ایستگاه جنوب بیشتر از ایستگاه جنوب شرق بدست آمد.

 

 

جدول 1- میانگین و انحراف معیار غلظت کادمیوم و سرب در رسوب و بافت سخت نمونه ها در ایستگاه جنوب و جنوب شرق

Table 1. Mean and Standard deviation of lead and cadmium in sediment and Coenobita scaevolatissue in south and southeast station

نمونه

ایستگاه

کادمیوم(mg/kg)

سرب(mg/kg)

رسوب

جنوب

۱۷/۰± ۲۵/۳

۷/۰± ۷۵/۶۸

جنوب شرق

۶۳/۰± 63/۲

۰۳/۱۶± 66/57

بافت سخت

جنوب

۳۸/۳± ۳۸/۲

۱۱/۵± ۴۹/۲۲

جنوب شرق

۳۶/۰± ۸/۱

۶۶/۵± ۳۶/۱۹

 

 

 

 

 

جدول 2 مقادیر دستورالعمل های کیفیت رسوب موقت (ISQG) و مقادیر سطح اثر قابل حمل(PEL)، اثرات محدوده کم (ERL) و اثرات دامنه متوسط ​​(ERM) را نشان می دهد که برای ارزیابی خطر سمی فلزات سنگین در این تحقیق استفاده شده است (14).


 

جدول 2-مقادیر ISQG،PEL، ERL و ​ERM سرب و کادمیوم

Table 2. ISQG، PEL،  ERL and  ​ERM for Lead and Cadmium

استاندارد

سرب

کادمیوم

ERM

218

6/9

ERL

7/46

2/1

ISQGs

2/30

7/0

PEL

112

2/4

 

جداول 3 و 4 نشان­دهنده­ی مقایسه بین غلظت سرب و کادمیوم در رسوبات مورد مطالعه با میزان اعلام شده در راهنمای کیفیت رسوب کانادا و امریکا است. نتایج حاصل نشان داد که میانگین غلظت سرب و کادمیوم در منطقه به طور معنی­داری بالاتر از میزان استاندارد کیفیت رسوب کانادا و آمریکا است.

 

 

 

 

 

 

جدول 3- آزمون تحلیل دوجمله­ای برای مقایسه میانگین غلظت سرب و کادمیوم رسوبات با میزان استاندارد کیفیت رسوب کانادا (ISQGs)

Table 3. Binomial Test to compare between mean concentration of lead and cadmium and ISQGs

 

کادمیوم   

 

 

سرب

 

 

Pvalue

تعداد

طبقه­بندی

Pvalue

تعداد

طبقه­بندی

 

00/0

1

<= ۷/۰

039/0

1

<= ۲/۳۰

گروه 1

 

۲۹

> ۷/۰

 

۲۹

> ۲/۳۰

گروه 2

 

۳۰

 

 

۳۰

 

کل

 

جدول 4- آزمون تحلیل دوجمله­ای برای مقایسه میانگین غلظت سرب و کادمیوم رسوبات با میزان استاندارد کیفیت رسوب امریکا (ERL)

   Table 4. Binomial Test to compare between mean concentration of lead and cadmium and NOAA (ERL)

 

کادمیوم   

 

 

سرب

 

 

Pvalue

تعداد

طبقه­بندی

Pvalue

تعداد

طبقه­بندی

 

00/0

1

<= 2/1

039/0

1

<= 7/46

گروه 1

 

۲۹

> 2/1

 

۲۹

> 7/46

گروه 2

 

۳۰

 

 

۳۰

 

کل

 

از آن جا که گونه های مختلف بر اساس سن، جنس، ژنتیک و ... دارای توانایی متفاوت برای جذب و دفع فلزات سنگین هستند و از طرفی میزان تجمع فلزات سنگین در بافت به زمان در معرض قرار گیری موجود بستگی دارد، لذا نمی توان یک آستانه مسمومیت کلی برای موجودات زنده در برابر یک فلز مشخص کرد. به این دلیل هیچ آستانه یا استانداردی برای مسمومیت موجودات زنده به فلزات سنگین تعریف نشده است و استانداردهای موجود از جمله استاندارد سازمان بهداشت جهانی، همه برای بافت های خوراکی مورد استفاده انسان است و نمی تواند برای ایجاد مسمومیت در گونه مورد نظر مورد استفاده قرار بگیرد. این استانداردها در جدول 5 آمده است، منتهی نتایج این تحقیق تنها با مطالعات مشابه مورد مقایسه قرار گرفت.


 

جدول 5- مقایسه میانگین غلظت سرب و کادمیوم در بافت سخت Coenobita scaevola با حدمجاز آنها در بافت خوراکی آبزیان

Table 5. Compare between mean concentration of lead and cadmium in Coenobita scaevola and standard guidelines for edible tissue

استاندارد­

کادمیوم(mg/kg)

سرب(mg/kg)

منبع

WHO[10]

2/0

5/1

(18)

FAO[11]

57/0

1

(18)

US FDA[12]

1

7/1

(19)

جنوب

۳8/۲

49/22

مطالعه حاضر

مطالعه حاضر

جنوب شرق

۸/1

36/19

بحث و نتیجه­گیری

 

کاظمی و همکاران 2018 (20)، میانگین غلظت سرب و کادمیوم در رسوبات منطقه حفاظت شده لاک پشت پوزه عقابی جزیره کیش را به ترتیب 69/65 و 82/2 میلی گرم بر کیلوگرم گزارش کردند که با نتایج این مطالعه مطابقت دارد. کوهرانی و همکاران 1398 (21)، میانگین غلظت سرب در رسوبات منطقه حفاظت شده خورآذینی در استان هرمزگان را 06/13 میلی گرم بر کیلوگرم گزارش کردند که در حدود یک چهارم میانگین سرب در رسوبات در مطالعه حاضر است (21).


 

جدول 6-  مقایسه میانگین غلظت سرب و کادمیوم در رسوبات منطقه مورد مطالعه با مطالعات مشابه در سواحل خلیج فارس

Table 6. Compare between mean concentration of lead and cadmium in sedimentwith similar studies in Persian Gulf

منطقه

کادمیوم(mg/kg)

سرب(mg/kg)

منبع

خلیج فارس

39/2

08/50

(22)

شمال غرب خلیج فارس

37/0

17

(23)

بخش شمالی خلیج فارس

83/30

19/4

(24)

بخش شمالی خلیج فارس

10

16/0

(25)

(26)

خور موسی

-

25/7

بندر عسلویه

-

4/3

(27)

خور موسی

8/3

-

(28)

سواحل جزیره کیش

94/2

20/63

مطالعه حاضر

 

مک فارلان و همکاران (12) در مطالعه خرچنگ­های سواحل استرالیا نتایج مشابهی با نتایج این تحقیق بدست آوردند. مهنا و سابرا 2001 (9) نیز نشان دادند که گونه­های خرچنگ در سواحل غربی خلیج فارس (سواحل کویت) توانایی جذب سرب دارند و در برخی از میزان سرب نمونه­های جمع­آوری شده بیش از حد مجاز است (حداکثر 8/2 میلی­گرم بر کیلوگرم). گادهاوی (10) در مطالعه­ای جامع بر روی خرچنگ­های سواحل برزیل نشان داد که اندام­های مختلف خرچنگ­ها توانایی متفاوتی برای جذب سرب دارند. همچنین توانایی جذب آن­ها در مناطق مختلف با یکدیگر متفاوت و در برخی از نقاط بیشتر از حدود مجاز است (حداکثر 1/2 میلی­گرم بر کیلوگرم). برخی مطالعات مانند چه و همکاران (29) نیز نشان دادند که گونه های مختلف خرچنگ توانایی بسیار بالایی برای جذب کادمیوم دارد (تا 5/17 میلی­گرم بر کیلوگرم).

پری و همکاران 2015 (30) در خلیج مکزیک، غلظت سرب و کادمیوم در بافت خرچنگ قرمز (Chaceon quinquedens) را به ترتیب ۲۳/۳ و ۳/۰ میلی گرم بر کیلوگرم اعلام کردند به مراتب کمتر از مطالعه حاضر است. بوسکو سانتوز و همکاران 2017 (31) غلظت فلز سرب در بافت خرچنگ مانگرو (Ucides cordatus) در یک منطقه صنعتی را ۲5/۱ میلی گرم بر کیلوگرم گزارش کردند که با وجود صنعتی بودن منطقه، در مقایسه با غلظت آن در بافت سخت Coenobita scaevola حدود بیست برابر کمتر است. ژقوم و همکاران 2017 (32) نیز در مطالعه خرچنگ آبی (Callinectes amnicola) در نیجریه، غلظت سرب و کادمیوم را به ترتیب ۸/۲ و ۷/۰ میلی گرم بر کیلوگرم گزارش کردند. مهنا و سابرا 2001 (9) بالا بودن مقادیر برخی فلزات سنگین در اندام­های خرچنگ­آبی خلیج فارس(Portunus pelagicus) نسبت به سایر نقاط جهان را به دلیل استخراج و عرضه­ی نفت و تمرکز فعالیت­های مرتبط با این هدف بیان کردند که تاثیر آن به طور بارز بر تنوع زیستی این ناحیه مشهود است. کاظمی و همکاران 2018 (20)، میانگین غلظت کادمیوم در پوسته تخم از سطح 2-1 میلی گرم بر کیلوگرم که می تواند باعث ایجاد مشکلات منفی بیولوژیکی و تولیدمثلی گردد پایین تر است. از طرفی میانگین غلظت سرب در پوسته تخم از سطح 7/4 میلی گرم بر کیلوگرم که می تواند باعث بروز صدمات جبران ناپذیرگردد، بالاتر گزارش گردید. این میزان، در اکثر مطالعات به عنوان سطحی از غلظت که میتواند باعث بروز صدمات جبران ناپذیر در پوسته تخم گردد، معرفی شده است (40). میانگین غلظت سرب و کادمیوم در لاک پشت های پوزه عقابی نابالغ به ترتیب 4/7 و 44/0 میلی گرم بر کیلوگرم گزارش گردید که از بافت سخت نمونه های مورد مطالعه بسیار پایین تر است که به نابالغ بودن نمونه ها بر می گردد.


 

جدول 7- مقایسه میانگین غلظت سرب و کادمیوم در بافت سخت Coenobita scaevola با مطالعات مشابه روی آبزیان خلیج فارس

Table 7. Compare between mean concentration of lead and cadmium in Coenobita scaevola with similar studies in Persian Gulf

نام گونه

کادمیوم(mg/kg)

سرب(mg/kg)

منبع

ماهی(Liza abu)

35/0

7/0

(33)

ماهی (Johnius belangerii)

16/0

75/2

(33)

خرچنگ (Macrophthalmus depressus)

5/3

-

(28)

لاک پشت پوزه عقابی (Eretmochelys imbricata)

44/0

4/7

(20)

 

 

 

فلزات سنگین در غلظت­های بالا بر رشد و فعالیت آبزیان تاثیر منفی داشته و باعث کاهش زیست­توده و تنوع آن­ها در محیط می­شود (34). در این بین، خرچنگ­های منزوی به دلیل رژیم غذایی همه چیز خواری، بیش از سایر آبزیان در معرض فلزات سنگین قرار دارد و تجمع این مواد در آن­ها می­تواند به عنوان شاخص وضعیت آلودگی محیط در نظر گرفته شود (35, 36). تاثیر منفی آلودگی رسوب به سرب و کادمیوم در فراوانی و تراکم Coenobita scaevolaبه اثبات رسیده است (37). علاوه بر این کادمیوم در رشد متغیرهای طول کل، طول قسمت نرم، طول قسمت سخت، طول سپر قدامی و طول پاهای حرکتی پایین و وسط در Coenobita scaevola تاثیر منفی  دارد. با توجه به این که این گونه جستجو برای غذا، جفت، صدف مناسب (برای محافظت از بخش نرم شکمی) و فرار از دشمنان را با استفاده از پاهای حرکتی خود انجام می دهد، بنابراین کادمیوم در تغذیه، رشد، بقا و فعالیت های تولیدمثلی این گونه، تأثیر منفی دارد (38). نوروزی و همکاران 2018 (39) نیز تاثیر متقابل سرب و کادمیوم را در ایجاد اختلال در فیزیولوژی رشد Coenobita scaevola به اثبات رسانده اند. از آن جا که رسوبات جایگاه مناسبی برای به دام انداختن فلزات سنگین هستند و همچنین منبع تغذیه و زیستگاه Coenobita scaevola را تشکیل می­دهند، بنابراین باتوجه به غلظت قابل ملاحظه و بالاتر از حد استاندارد سرب و کادمیوم در رسوبات منطقه مورد مطالعه، تجمع این فلزات در بافت­های مختلف نمونه مورد مطالعه دور از انتظار نیست.

 

تشکر و قدردانی

به این وسیله از سازمان منطقه آزاد کیش به دلیل مساعدت در اجرای این نمونه برداری قدردانی می شود. این مقاله، کار پژوهشی از پایان نامه کارشناسی ارشد در گروه محیط زیست دانشگاه آزاد اصفهان(خوراسگان) است.

Reference

  1. Çoğun H, Yüzereroğlu T, Firat Ö, Gök G, Kargin F. Metal concentrations in fish species from the northeast Mediterranean sea. Environmental monitoring and assessment. 2006;121(1):429-36.
  2. Xu F, Hu B, Yuan S, Zhao Y, Dou Y, Jiang Z, et al. Heavy metals in surface sediments of the continental shelf of the south yellow sea and east China sea: Sources, distribution and contamination. CATENA. 2018;160:194-200.
  3. Reijnders PJ, Aguilar A, Borrell A. Pollution and marine mammals.  Encyclopedia of marine mammals (second edition): Elsevier; 2009. p. 890-8.
  4. Najm M, Shokrzadeh M, Fakhar M, Hosseini SM, Rahimi-Esboei B, Habibi F. Concentration of heavy metals (cd, cr and pb) in the tissues of Clupeonella cultriventris and Gasterosteus aculeatus from babolsar coastal waters of Mazandaran province, Caspian sea Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2014;24(113):185-92.
  5. Nor Hasyimah A, James Noik V, Teh Y, Lee C, Pearline Ng H. Assessment of Cadmium (Cd) and Lead (Pb) levels in commercial marine fish organs between wet markets and supermarkets in klang valley, Malaysia. International Food Research Journal. 2011;18(2).
  6. McLaughlin PA, Komai T, Lemaitre R, Rahayu DL. Annotated checklist of anomuran decapod crustaceans of the world (exclusive of the Kiwaoidea and families Chirostylidae and Galatheidae of the Galatheoidea) part i–lithodoidea, lomisoidea and paguroidea. The Raffles Bulletin of Zoology. 2010;23(i):131-7.
  7. Demirak A, Yilmaz F, Tuna AL, Ozdemir N. Heavy metals in water, sediment and tissues of Leuciscus cephalus from a stream in southwestern Turkey. Chemosphere. 2006;63(9):1451-8.
  8. 8.         Hopwood D, Bancroft JD, Stevens A. Theory and practice of histological techniques. Theory and practice of histological techniques. 1996.
  9. Al-Mohanna S, Subrahmanyam M. Flux of heavy metal accumulation in various organs of the intertidal marine blue crab, Portunus pelagicus (l.) from the kuwait coast after the gulf war. Environment International. 2001;27(4):321-6.
  10. Gadhavi MK. Studies on estuarine brachyuran crabs: Behavioural ecology and ecotoxicology: MS University of Baroda; 2015.
  11. 11.       Khaled A, El Nemr A, El Sikaily A. Heavy metal concentrations in biota of the Mediterranean sea: A review, Part ii. Blue Biotechnology Journal. 2013;2(2):191.
  12. MacFarlane G, Schreider M, McLennan B. Biomarkers of heavy metal contamination in the red fingered marsh crab, Parasesarma erythodactyla. Archives of environmental contamination and toxicology. 2006;51(4):584-93.
  13. Simpson S, Batley G. Sediment quality assessment: A practical guide: Csiro Publishing; 2016.
  14. Long ER, MacDonald DD, Smith SL, Calder FD. Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments. Environmental management. 1995;19(1):81-97.
  15. CCME. Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life. Canadian Environmental Quality Guidelines, CCME. 2001.
  16. Team RC. R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R foundation for statistical computing; 2014. 2017.
  17. APHA. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association (APHA): Washington, DC, USA. 2005.
  18. Shulkin V, Presley B, Kavun VI. Metal concentrations in mussel Crenomytilus grayanus and oyster Crassostrea gigas in relation to contamination of ambient sediments. Environment International. 2003;29(4):493-502.
  19. Han B-C, Jeng W, Chen R, Fang G, Hung T, Tseng R. Estimation of target hazard quotients and potential health risks for metals by consumption of seafood in Taiwan. Archives Of environmental contamination and toxicology. 1998;35(4):711-20.
  20. Chamani A, Kazemi M, Mohammadi H. Hawksbill Turtle (Eretmochelys imbricata) contamination to heavy metal (Lead, Cadmium) in Kish island. Journal of Animal Environment. 2018;10(3):133-40.
  21. Koohrani P, Chamani A. The concentration of lead and nickel in the sediment and root and leaves of Rhizophora mucronata in khore azini international wetland, Iran. Marine Biology. 2019;11(2):21-32.
  22. Seifi M, Mahvi AH, Hashemi SY, Arfaeinia H, Pasalari H, Zarei A, et al. Spatial distribution, enrichment and geo-accumulation of heavy metals in surface sediments near urban and industrial areas in the Persian Gulf. Desalination and Water Treatment. 2019;158:130-9.
  23. Pejman A, Bidhendi GN, Ardestani M, Saeedi M, Baghvand A. Fractionation of heavy metals in sediments and assessment of their availability risk: A case study in the northwestern of Persian Gulf. Marine pollution bulletin. 2017;114(2):881-7.
  24. Bastami KD, Afkhami M, Mohammadizadeh M, Ehsanpour M, Chambari S, Aghaei S, et al. Bioaccumulation and ecological risk assessment of heavy metals in the sediments and mullet Liza klunzingeri in the northern part of the Persian Gulf. Marine pollution bulletin. 2015;94(1-2):329-34.
  25. Agah H, Hashtroudi M, Baeyens W. Trace metals and major elements in sediments of the northern Persian Gulf. Journal of the Persian Gulf. 2012;3(7):45-58.
  26. Mehr MR, Keshavarzi B, Moore F, Fooladivanda S, Sorooshian A, Biester H. Spatial distribution, environmental risk and sources of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments-northwest of Persian Gulf. Continental Shelf Research. 2020;193:104036.
  27. Delshab H, Farshchi P, Keshavarzi B. Geochemical distribution, fractionation and contamination assessment of heavy metals in marine sediments of the Asaluyeh port, Persian Gulf. Marine Pollution Bulletin. 2017;115(1-2):401-11.
  28. Saadati M, Soleimani M, Sadeghsaba M, Hemami MR. Bioaccumulation of heavy metals (Hg, Cd and Ni) by sentinel crab (Macrophthalmus depressus) from sediments of Mousa bay, Persian Gulf. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2020;191:109986.
  29. 29.       Che RO, Cheung S. Heavy metals in Metapenaeus ensis, Eriocheir sinensis and sediment from the Mai po marshes, Hong Kong. Science of the Total Environment. 1998;214(1-3):87-97.
  30. Perry H, Isphording W, Trigg C, Riedel R. Heavy metals in red crabs, Chaceon quinquedens, from the gulf of mexico. Marine pollution bulletin. 2015;101(2):845-51.
  31. Bosco-Santos A, Luiz-Silva W, da Silva-Filho EV, de Souza MDC, Dantas EL, Navarro MS. Fractionation of rare earth and other trace elements in crabs, Ucides cordatus, from a subtropical mangrove affected by fertilizer industry. Journal of Environmental Sciences. 2017;54:69-76.
  32. Jerome FC, Hassan A, Omoniyi-Esan GO, Odujoko OO, Chukwuka AV. Metal uptake, oxidative stress and histopathological alterations in gills and hepatopancreas of Callinectes amnicola exposed to industrial effluent. Ecotoxicology and environmental safety. 2017;139:179-93.
  33. Monikh FA, Safahieh A, Savari A, Doraghi A. Heavy metal concentration in sediment, benthic, benthopelagic, and pelagic fish species from Musa estuary (Persian Gulf). Environmental monitoring and assessment. 2013;185(1):215-22.
  34. Seyfabadi J, Kheirabadi N, Owfi F, Mahvary A. Shell selection behaviour and spatial distribution of three species of intertidal hermit crabs from Hormuz island, Persian Gulf (Crustacea: Paguroidea). Zoology in the Middle East. 2014;60(4):327-34.
  35. Mendil D, Ünal ÖF, Tüzen M, Soylak M. Determination of trace metals in different fish species and sediments from the river yeşilırmak in Tokat, Turkey. Food and Chemical Toxicology. 2010;48(5):1383-92.
  36. Sankar T, Zynudheen A, Anandan R, Nair PV. Distribution of organochlorine pesticides and heavy metal residues in fish and shellfish from Calicut region, kerala, India. Chemosphere. 2006;65(4):583-90.
  37. Nafchi MA, Chamani A. Physiochemical factors and heavy metal pollution, affecting the population abundance of Coenobita scaevola. Marine pollution bulletin. 2019;149:110494.
  38. Makareh M, Chamani A, Moshtaghie M. Evaluation of lead and cadmium pollutions in morphometric characteristics of Hermit crab (Coenobita scaevola). Journal of Environmental Studies. 2018;43(4):713-23.
  39. Nourouzi MM, Chamani A, Shirani M, Malekpouri P, Chuah AL. Effect of cd and pb pollutions on physiological growth: Wavelet Neural Network (WNN) as a new approach on age determination of Coenobita scaevola. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 2018;101(3):6-325.
  40. Tsipoura N, Burger J, Newhouse M, Jeitner C, Gochfeld M, Mizrahi D. Lead, Mercury, Cadmium, Chromium, and Arsenic levels in eggs, feathers, and tissues of Canada Geese of the new jersey meadowlands. Environmental Research. 2011;111(6):775-84.


1- دانشجوی کارشناسی ارشد، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران. 

2- گروه محیط زیست، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران*(مسوول مکاتبات).

[3]- MSc., Student at Environmental Science Department, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran

[4]- Environmental Science Department, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran٭(Corresponding Authors)

[5]-­­National Oceanic and Atmospheric Administration

[6]- Environmental Research laboratory

[7]- Environmental Research Management

[8]- Interim sediment quality guidelines

[9]- Probable effect levels

[10]- World Health Organization

[11]- Food and Agriculture Organization of the United Nations

[12]- USA Food and Drug Administration

Çoğun H, Yüzereroğlu T, Firat Ö, Gök G, Kargin F. Metal concentrations in fish species from the northeast Mediterranean sea. Environmental monitoring and assessment. 2006;121(1):429-36.
Xu F, Hu B, Yuan S, Zhao Y, Dou Y, Jiang Z, et al. Heavy metals in surface sediments of the continental shelf of the south yellow sea and east China sea: Sources, distribution and contamination. CATENA. 2018;160:194-200.
Reijnders PJ, Aguilar A, Borrell A. Pollution and marine mammals.  Encyclopedia of marine mammals (second edition): Elsevier; 2009. p. 890-8.
Najm M, Shokrzadeh M, Fakhar M, Hosseini SM, Rahimi-Esboei B, Habibi F. Concentration of heavy metals (cd, cr and pb) in the tissues of Clupeonella cultriventris and Gasterosteus aculeatus from babolsar coastal waters of Mazandaran province, Caspian sea Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2014;24(113):185-92.
Nor Hasyimah A, James Noik V, Teh Y, Lee C, Pearline Ng H. Assessment of Cadmium (Cd) and Lead (Pb) levels in commercial marine fish organs between wet markets and supermarkets in klang valley, Malaysia. International Food Research Journal. 2011;18(2).
McLaughlin PA, Komai T, Lemaitre R, Rahayu DL. Annotated checklist of anomuran decapod crustaceans of the world (exclusive of the Kiwaoidea and families Chirostylidae and Galatheidae of the Galatheoidea) part i–lithodoidea, lomisoidea and paguroidea. The Raffles Bulletin of Zoology. 2010;23(i):131-7.
Demirak A, Yilmaz F, Tuna AL, Ozdemir N. Heavy metals in water, sediment and tissues of Leuciscus cephalus from a stream in southwestern Turkey. Chemosphere. 2006;63(9):1451-8.
8.         Hopwood D, Bancroft JD, Stevens A. Theory and practice of histological techniques. Theory and practice of histological techniques. 1996.
Al-Mohanna S, Subrahmanyam M. Flux of heavy metal accumulation in various organs of the intertidal marine blue crab, Portunus pelagicus (l.) from the kuwait coast after the gulf war. Environment International. 2001;27(4):321-6.
Gadhavi MK. Studies on estuarine brachyuran crabs: Behavioural ecology and ecotoxicology: MS University of Baroda; 2015.
11.       Khaled A, El Nemr A, El Sikaily A. Heavy metal concentrations in biota of the Mediterranean sea: A review, Part ii. Blue Biotechnology Journal. 2013;2(2):191.
MacFarlane G, Schreider M, McLennan B. Biomarkers of heavy metal contamination in the red fingered marsh crab, Parasesarma erythodactyla. Archives of environmental contamination and toxicology. 2006;51(4):584-93.
Simpson S, Batley G. Sediment quality assessment: A practical guide: Csiro Publishing; 2016.
Long ER, MacDonald DD, Smith SL, Calder FD. Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments. Environmental management. 1995;19(1):81-97.
CCME. Canadian sediment quality guidelines for the protection of aquatic life. Canadian Environmental Quality Guidelines, CCME. 2001.
Team RC. R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R foundation for statistical computing; 2014. 2017.
APHA. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association (APHA): Washington, DC, USA. 2005.
Shulkin V, Presley B, Kavun VI. Metal concentrations in mussel Crenomytilus grayanus and oyster Crassostrea gigas in relation to contamination of ambient sediments. Environment International. 2003;29(4):493-502.
Han B-C, Jeng W, Chen R, Fang G, Hung T, Tseng R. Estimation of target hazard quotients and potential health risks for metals by consumption of seafood in Taiwan. Archives Of environmental contamination and toxicology. 1998;35(4):711-20.
Chamani A, Kazemi M, Mohammadi H. Hawksbill Turtle (Eretmochelys imbricata) contamination to heavy metal (Lead, Cadmium) in Kish island. Journal of Animal Environment. 2018;10(3):133-40.
Koohrani P, Chamani A. The concentration of lead and nickel in the sediment and root and leaves of Rhizophora mucronata in khore azini international wetland, Iran. Marine Biology. 2019;11(2):21-32.
Seifi M, Mahvi AH, Hashemi SY, Arfaeinia H, Pasalari H, Zarei A, et al. Spatial distribution, enrichment and geo-accumulation of heavy metals in surface sediments near urban and industrial areas in the Persian Gulf. Desalination and Water Treatment. 2019;158:130-9.
Pejman A, Bidhendi GN, Ardestani M, Saeedi M, Baghvand A. Fractionation of heavy metals in sediments and assessment of their availability risk: A case study in the northwestern of Persian Gulf. Marine pollution bulletin. 2017;114(2):881-7.
Bastami KD, Afkhami M, Mohammadizadeh M, Ehsanpour M, Chambari S, Aghaei S, et al. Bioaccumulation and ecological risk assessment of heavy metals in the sediments and mullet Liza klunzingeri in the northern part of the Persian Gulf. Marine pollution bulletin. 2015;94(1-2):329-34.
Agah H, Hashtroudi M, Baeyens W. Trace metals and major elements in sediments of the northern Persian Gulf. Journal of the Persian Gulf. 2012;3(7):45-58.
Mehr MR, Keshavarzi B, Moore F, Fooladivanda S, Sorooshian A, Biester H. Spatial distribution, environmental risk and sources of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments-northwest of Persian Gulf. Continental Shelf Research. 2020;193:104036.
Delshab H, Farshchi P, Keshavarzi B. Geochemical distribution, fractionation and contamination assessment of heavy metals in marine sediments of the Asaluyeh port, Persian Gulf. Marine Pollution Bulletin. 2017;115(1-2):401-11.
Saadati M, Soleimani M, Sadeghsaba M, Hemami MR. Bioaccumulation of heavy metals (Hg, Cd and Ni) by sentinel crab (Macrophthalmus depressus) from sediments of Mousa bay, Persian Gulf. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2020;191:109986.
29.       Che RO, Cheung S. Heavy metals in Metapenaeus ensis, Eriocheir sinensis and sediment from the Mai po marshes, Hong Kong. Science of the Total Environment. 1998;214(1-3):87-97.
Perry H, Isphording W, Trigg C, Riedel R. Heavy metals in red crabs, Chaceon quinquedens, from the gulf of mexico. Marine pollution bulletin. 2015;101(2):845-51.
Bosco-Santos A, Luiz-Silva W, da Silva-Filho EV, de Souza MDC, Dantas EL, Navarro MS. Fractionation of rare earth and other trace elements in crabs, Ucides cordatus, from a subtropical mangrove affected by fertilizer industry. Journal of Environmental Sciences. 2017;54:69-76.
Jerome FC, Hassan A, Omoniyi-Esan GO, Odujoko OO, Chukwuka AV. Metal uptake, oxidative stress and histopathological alterations in gills and hepatopancreas of Callinectes amnicola exposed to industrial effluent. Ecotoxicology and environmental safety. 2017;139:179-93.
Monikh FA, Safahieh A, Savari A, Doraghi A. Heavy metal concentration in sediment, benthic, benthopelagic, and pelagic fish species from Musa estuary (Persian Gulf). Environmental monitoring and assessment. 2013;185(1):215-22.
Seyfabadi J, Kheirabadi N, Owfi F, Mahvary A. Shell selection behaviour and spatial distribution of three species of intertidal hermit crabs from Hormuz island, Persian Gulf (Crustacea: Paguroidea). Zoology in the Middle East. 2014;60(4):327-34.
Mendil D, Ünal ÖF, Tüzen M, Soylak M. Determination of trace metals in different fish species and sediments from the river yeşilırmak in Tokat, Turkey. Food and Chemical Toxicology. 2010;48(5):1383-92.
Sankar T, Zynudheen A, Anandan R, Nair PV. Distribution of organochlorine pesticides and heavy metal residues in fish and shellfish from Calicut region, kerala, India. Chemosphere. 2006;65(4):583-90.
Nafchi MA, Chamani A. Physiochemical factors and heavy metal pollution, affecting the population abundance of Coenobita scaevola. Marine pollution bulletin. 2019;149:110494.
Makareh M, Chamani A, Moshtaghie M. Evaluation of lead and cadmium pollutions in morphometric characteristics of Hermit crab (Coenobita scaevola). Journal of Environmental Studies. 2018;43(4):713-23.
Nourouzi MM, Chamani A, Shirani M, Malekpouri P, Chuah AL. Effect of cd and pb pollutions on physiological growth: Wavelet Neural Network (WNN) as a new approach on age determination of Coenobita scaevola. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 2018;101(3):6-325.
Tsipoura N, Burger J, Newhouse M, Jeitner C, Gochfeld M, Mizrahi D. Lead, Mercury, Cadmium, Chromium, and Arsenic levels in eggs, feathers, and tissues of Canada Geese of the new jersey meadowlands. Environmental Research. 2011;111(6):775-84.