ارزيابي خطر ناشي از مس و روي در گندم، برنج و خاك اطراف معدن ايرانكوه اصفهان

Risk assessment of zinc and copper exposure in rice, wheat and soil around Irankooh mine in Isfahan

سابقه و هدف: مس و روي گرچه از عناصر كم مصرف ضروري براي انسان هستند ولي افزايش جذب اين دو عنصر باعث ايجاد بيماري هاي مختلف در انسان مي شود. بنابراين تعيين غلظت مس و روي در محصولات كشاورزي و ارزيابي تأثير آنها بر سلامت انسان ضروري به نظر مي رسد. اين تحقيق با هدف تعيين غلظت مس و روي در گندم، برنج و خاك اطراف معدن ايرانكوه و ارزيابي ضرائب خطر آنها بر سلامت انسان نسبت به بيماري هاي غيرسرطاني در استان اصفهان انجام شد. مواد و روشها: در اين تحقيق از خاك و محصولات عمده زراعي منطقه شامل گندم و برنج نمونه برداري شد. نمونه برداري بصورت تصادفي و مركب از ده مزرعه گندم و ده مزرعه برنج انجام شد. از هر گياه (برنج و گندم) و از خاك سطحي ( عمق صفر تا 20 سانتي متري خاك) در هر مزرعه 3 نمونه مركب و تصادفي برداشته شد. يافته ها: غلظت كل مس و روي در خاك مورد مطالعه به ترتيب ۲۸/۶۲ و ۲۶۹/۷۸ ميلي گرم بر كيلوگرم به دست آمد. ميانگين غلظت مس در برنج و گندم به ترتيب ۱۱/۸۴ و ۸/۴۳ ميلي گرم بر كيلوگرم و براي روي به ترتيب ۹۲/۸۲ و ۲۹/۰۶ ميلي گرم بر كيلوگرم به دست آمد. غلظت مس و روي در خاك و گياهان با افزايش فاصله از معدن كاهش يافت. جذب روزانه مس و روي به ترتيب ۳۴/۰۵ و ۲۱۴/۴۳ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي بزرگسالان ،۳۲/۱۷ و ۱۹۹/۶ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي كودكان برآورد شد. اين مقادير كمتر از ميزان مجاز ورود مس و روي به بدن انسان بر طبق استاندارد جهانيWHO (1993) كه به ترتيب 40 و 300 ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز گزارش شده است، مي باشد. مس و روي جذب شده از طريق تماس پوستي با خاك در حالت بيشينه براي كودكان و افراد بالغ به ترتيب 4-10×۹/۴۴ و 4-10×۱/۰۳ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي مس و به ترتيب 3-10×۸/۹ و 4-10×۹/۸۴ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي روي مي باشد. همچنين جذب از طريق استنشاق مس و روي موجود در ذرات معلق خاك در حالت بيشينه براي كودكان و افراد بالغ به ترتيب 5-10×۱/۴ و 6-10×۷/۶ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي مس و به ترتيب 4-10×۱/۳۲ و 5-10×۷/۱۹ ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز براي روي مي باشد. اين اعداد از مقدار مبناء جذب از طريق پوست و استنشاق كه براي مس و روي به ترتيب ۰/۴ و 3 ميكروگرم بر كيلوگرم وزن بدن در روز مي باشد، بسيار كمتر است. نتيجه گيري: در مجموع نتايج اين مطالعه نشان داد كه پتانسيل خطرپذيري(HQ) براي مس و روي از طريق مسيرهاي مطالعه شده كمتر از يك مي باشد و احتمال ابتلا به بيماريهاي غير سرطاني از اين مسيرها براي مصرف كنندگان وجود ندارد.

Background and Objectives: Zinc (Zn) and Copper (Cu) are essential micronutrients for human health but elevated heavy metal uptake is the etiology of a number of diseases in the human body.S o, it is necessary to investigate the copper and zinc concentrations in agricultural products and their effects on human health. The purpose of this study was to determine the Zn and Cu concentrations in food products and the risk assessment of these elements on human health for non-carcinogenic diseases around Irankooh mine in Isfahan province, Iran. Materials and Methods: The crop (rice and wheat) samples were obtained in ten different fields for each investigated crop and then three composite samples of the edible portion of the mentioned crops were collected. In addition, three composite surface soil samples were taken from the fields (rice and wheat) in each sampling points. Results: The total concentration of Cu and Zn were 28.62 mg kg−1 and 269.78 mg kg−1 in soil samples, respectively. The mean concentrations of Cu were 11.84 and 8.43 mg kg−1 in rice and wheat respectively. Also, the mean concentrations of Zn were 92.82 and 29.06 mg kg−1 in rice and wheat respectively. The Cu and Zn concentrations in soils and plants decreased in the order of distance from the mine. The dietary intakes of Zn and Cu are estimated respectively as 214.43 and 34.05 µg kg−1day−1 for adults, and 199.6 and 32.17 µg kg−1 day−1 for children. These values were lower than the WHO levels for human consumption which are 40 and 300 µg kg−1day-1 for Cu and Zn, respectively. The estimated dermal absorbed doses for RME (Reasonable Maximum Exposure) scenarios of Cu through soil exposure were 9.44×10-4 and 1.03×10-4 µg kg-1 day-1 for children and adults, respectively. These values for Zn were 8.9×10-3 and 9.84×10-4 µg kg-1 day-1 for children and adults, respectively. The estimated particulate inhalation values for RME exposure scenarios of Cu were 1.4×10-5 and 7.6×10-6 µg kg-1 day-1 for children and adults, respectively. These values were 1.32×10-4 and 7.19×10-5 µg kg-1 day-1 for Zn. These values were less than the absorbed reference dose of 0.4 and 3 μg kg−1 day−1 for Cu and Zn, respectively. Conclusion: The hazard quotients (HQ) of individual zinc and copper were less than one. The results showed that there are not any non-carcinogenic health effects through these routes for consumers in the region.