اندازه‌گيري غلظت فلزات سنگين (Zn، Cu، Ni، Co، Cd و Pb) در آب و جلبك اسيپروژير (Spirogyra. sp) در امتداد سواحل جنوبي ايراني درياي خزر

Spatial distribution of heavy metals (Zn, Cu, Pb, Co, Ni and Cd) in water and algae Spirogyra sp. in the southern Iranian coasts of the Caspian Sea

آلودگي فلزات سنگين به دليل سميت و ماندگاري بالا در محيط­هاي دريايي يكي از مهم­ترين مشكل­هاي محيط زيستي است كه از فرآيند­هاي طبيعي و انساني منشأ مي­گيرد. فلزات سنگين ازنظر زيستي غيرقابل تجزيه و با سرعت‌بالا در محيط انباشته مي­شوند و با توجه به اين‌كه حذف آن­ها بسيار دشوار و گاه غير­ممكن است در مدت‌زمان كوتاهي اثر­هاي مخرب ناشي از افزايش غلظت خود را در محيط نشان مي­دهند؛ بنابراين پژوهش در زمينه آلودگي فلزات سنگين نقش مؤثري در حفاظت از بهداشت انساني و كاهش خطر­هاي ناشي از آلودگي فلزات سنگين دارد. در اين مطالعه به­ منظور بررسي غلظت­ فلزات سنگين روي، مس، نيكل، كبالت، كادميوم و سرب در آب و جلبك، از 12 ايستگاه در طول سواحل جنوبي درياي خزر، نمونه­ هاي آب و جلبك اسپيروژير در تابستان 1394 جمع­ آوري گرديد و پس از هضم نمونه‌ها مقدار فلزات سنگين با استفاده از دستگاه­ هاي ولتامتر- پلاروگراف و اسپكتروسكوپي جذب اتمي اندازه­گيري شد. نتايج نشان مي­دهد روند كاهشي تغيير غلظت فلزات سنگين در آب دريا و جلبك اسپيروژير به ‌ترتيب روي، مس، نيكل، سرب، كبالت و كادميوم است. در نمونه­هاي آب بيش­ترين ميانگين غلظت عناصر روي (38/18) و كادميوم (60/0) در ناحيه غربي؛ سرب (09/3) و مس (92/18) در ناحيه شرقي؛ نيكل (93/6) و كبالت (36/2) ميكروگرم بر ليتر در ناحيه مركزي و در نمونه­هاي جلبك عناصر كبالت (21/0)، روي (90/12) و كادميوم (21/0) در ناحيه مركزي؛ نيكل (18/0) و سرب (14/0) در ناحيه غربي و مس (27/0) ميلي­گرم بر كيلوگرم وزن تر در ناحيه شرقي سواحل جنوبي درياي خزر مشاهده‌شده است. نتايج حاصل از بررسي حد مجاز غلظت فلزات سنگين در نمونه­ هاي آب نشان داد تمامي عنصر­ها با توجه به استاندارد سازمان بهداشت جهاني (WHO) مقادير كم­تر و عناصر روي، سرب و مس داراي غلظت­­­هاي فراتر از حد مجاز استانداردهاي جهاني سازمان مديريت مواد شيميايي روسيه (RSCM) و سازمان حفاظت از محيط‌ زيست كشور چين (SEPA) است. شاخص تجمع زيستي نشان داد مقدار و روند اين شاخص به‌صورت روي (1150) > كبالت (163) > سرب (44) > مس (36) > كادميوم (33) > نيكل (27) است كه نشان‌دهنده توانايي جذب بالاي فلزات سنگين توسط جلبك است. ساحل درياي خزر نسبت به سه فلز روي، مس و سرب آلوده است. بيش‌تر اين آلودگي به سبب وجود پساب‌هاي كشاورزي، صنعتي و خانگي است.

Environmental pollution by heavy metals is one of the critical issues due to its toxic nature and persistent characters. Heavy metals in marine environments originate from both natural processes as well as anthropogenic activities. They are non-biodegradable, tending to rapidly accumulate in the environment and are able to reach toxic levels within a short span, while its removal is rather difficult or sometimes being impossible. Therefore, research on the heavy metals concentrations in marine ecosystems can help to protect human health and reduce the risks of heavy metal contaminations. In this study, in order to evaluate the concentrations of heavy metals (Zn, Cu, Pb, Co, Ni and Cd) in seawater and in algae, samples of water and algae (Spirogyra. Sp) samples from 12 stations in the southern Iranian coasts of the Caspian Sea were collected and analyzed in summer 2015. Voltammeter and atomic absorption spectroscopy techniques were used to analyze heavy metals in digested samples. The concentration of heavy metals in water and algae samples followed the order; Zn > Cu > Ni > Pb > Co > Cd. In water samples, the elements; Zn (18.38) and Cd (0.6) were found to be the highest in the western zone, Pb (3.09) and Cu (18.92) in the eastern coasts and Ni (6.93) and Co (2.36) μg L-1 in the central zone. While in algae samples; Zn (12.90), Co (0.21) and Cd (0.21) were the highest in central zone, the highest Ni (0.18) and Pb (0.14) was detected in western and Cu (0.27) mg kg-1 in the eastern coasts of the Caspian Sea. The results from metal concentrations in seawater also showed that lower than the standard limit of World Health Organization (WHO) and metals Zn, Pb and Cu were higher than Russian system of chemicals management standards (RSCM) as well as the State Environmental Protection and Administration of China (SEPA). Heavy metal bioaccumulation factor (BAF) in Spirogyra. sp followed by Zn (1150) > Co (163) > Pb (44) > Cu (36) > Cd (33) > Ni (27) which indicates the ability of algae for high adsorption levels of heavy metals. The Caspian coast is polluted with zinc, copper and lead metals. Most of this pollution is due to the presence of agricultural, industrial, and household waste.