ریسک سلامت فلزات سنگین در آب شرب

ریسک فلزات سنگین

وجود ترکیبات فلزات سنگین در منابع آب شرب به دلیل سمیت، خاصیت تجمعی زیستی و ماندگاری در طبیعت از تهدیدات جدی سلامت برای انسانها به شمار می ‎رود. ارزیابی ریسک سلامت وجود فلزات سنگین در آبهای آشامیدنی برای گروه های سنی مختلف، برای کمی سازی مقدار ریسک سلامت نوشیدن آب ضروری است.

وجود فلزات سنگین در منابع آب آشامیدنی در اقصی نقاط دنیا، آثار مضری بر سلامتی انسانها دارد. این مقاله ريسك غير سرطاني فلزات سنگين آرسنیک، جیوه، سرب و كروم را در منابع آب آشامیدنی در طول رودخانه هراز را از طریق چهار ایستگاه اندازه‎ گیری ارزیابی می کند.

فلزات سنگین در منابع آب آشامیدنی

وجود ترکیبات فلزات سنگین در منابع آب شرب به دلیل سمیت، خاصیت تجمعی زیستی و ماندگاری در طبیعت از تهدیدات جدی سلامت برای انسانها به شمار می ‎رود. فلزات سنگین در اثر فعالیتهای صنعتی و توسعه‎ای نظیر فعالیت مجتمع‌های صنعتی، کشاورزی و ترافیک به آبهای سطحی و زیر زمینی وارد می‎شوند.

غلظت ﻓﻠﺰات ﺳﻨﮕﻴﻦ در اثر عملیات تغلیظ در ﻓﻌﺎﻟﻴﺖﻫﺎى ﺻﻨﻌﺘﻲ و ﻣﻌﺪﻧﻜﺎرى افزایش یافته و به مرور به عنوان آلاینده به منابع آب سطحی و زیر زمینی وارد می شوند. ﻓﻠﺰات ﺳﻨﮕﻴﻦ رﻫﺎﺳﺎزىﺷﺪه از ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻌﺎدن و ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎى ﺻﻨﻌﺘﻲ ﺟﺰو آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎى ﻧﮕﺮانﻛﻨﻨﺪه در ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖﻫﺎى ﻣﻨﺎﺑﻊ آبﻫﺎى ﺳﻄﺤﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ، زﻳﺮا این عناصر به دلیل ﻧﻴﻤﻪ ﻋﻤﺮ ﻃﻮﻻﻧﻲ در رﺳﻮﺑﺎت ﺑﺴﺘﺮ و و ﺑﺪن ﻣﻮﺟﻮدات زﻳﺴﺘﻲ ﺗﺠﻤﻊ ﻣﻲﻳﺎﺑﻨﺪ. ﺟﻴﻮه، ﻛﺎدﻣﻴﻮم، ﻣﺲ، آﻫﻦ، آرﺳـــﻨﻴﻚ، روى، ﻣﻨﮕﻨﺰ، ﻛﺮوم و ﻧﻘﺮه آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎى ﻋﻤﺪه از ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎى ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﻴﺮوﮔﺎهﻫﺎى ﺑﺮق و ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻌﺎدن ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ اکثراً ﻣﻨﺎﺑﻊ آبهاى ﺳﻄﺤﻲ را ﺗﻬﺪﻳﺪ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ.

ﺗﻮﺳﻌﻪ شهری و روستایی در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺣﺎﺷﻴﺔ رودﺧﺎﻧﻪﻫﺎ، افزایش ﭘﺴﻤﺎﻧﺪﻫﺎى ﺻﻨﻌﺘﻲ و ﺷﻬﺮى را به دنبال داشته است. به عنوان مثال وجود ﻗﻮﻃﻲﻫﺎى ﻓﻠﺰى و ﻗﻮﻃﻲﻫﺎى رﻧﮓ ﺑﺎ رﻧﮓﻫﺎى ﺣﺎوى ﻓﻠﺰات، یکی از منابع انتشار آلاینده های فلزات سنگین به خاک و منابع آب سطحی است. ﺟﻴﻮه، ﻛﺎدﻣﻴﻮم و ﺳﺮب از اﺗﺼﺎﻻت، ﻟﻮﻟﻪﻫﺎ و رﻧﮓﻫﺎى ﺿﺪ رﺳـﻮب از ﻣﻬﻢﺗﺮﻳﻦ آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎى ﻓﻠﺰى هستند. ترکیبات ﺳﺮب نیز ﻃﻲ ﺑﺎرﻧﺪﮔﻲﻫﺎ از سطوح جاده ها شسته شده و به آبهای سطحی وارد می‎شود. از اینرو در ﻃﻮل ﭼﻨﺪﻳﻦ دﻫﻪ ﻣﻴﺰان ﺳﺮب در رﺳﻮﺑﺎت ﺑﺴﺘﺮ رودﺧﺎﻧﻪﻫﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ.

ارزیابی رﻳﺴــﻚ آلاینده ﺟﻴﻮه در ﻣﻨﺎﺑﻊ آبهاى ﺳــﻄﺤﻲ با توجه به ترکیب شیمیایی جیوه و ﻋﻮاﻣﻞ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و زﻳﺴﺘﻲ ﻣﺆﺛﺮ ﺑﺮ آن ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲ‎ﺷﻮد. ﻣﺘﻴﻞﺟﻴﻮه یکی از ترکیبات ﺑﺴــﻴﺎر ﺳـﻤﻲ ﺟﻴﻮه اﺳــﺖ ﻛﻪ از فرایند متیلاسیون زیستی ﺟﻴﻮه ﻣﻌﺪﻧﻲ در طبیعت اﻳﺠﺎد ﻣﻲﺷـﻮد. ترکیب ﻣﺘﻴﻞ ﺟﻴﻮه در ﺑﺪن ﻣﺎﻫﻴﺎن و ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻮﺟﻮدات زﻧﺪه ﺗﺠﻤﻊزﻳﺴﺘﻲ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﻣﺘﻴﻞ ﺟﻴﻮه ﻋﻼوه ﺑﺮ ﺳﻤﻴﺖ بالاتر نسبت ﺑﻪ ﻓﺮمﻫﺎى ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻓﻠﺰ ﺟﻴﻮه، در ﺑﺎﻻى زﻧﺠﻴﺮه ﻏﺬاﻳﻲ بزرگنمایی زﻳﺴﺘﻲ داﺷﺘﻪ و ﻫﻨﮕﺎم اﻧﺘﻘﺎل ﺑﻪ ﺑﺎﻻى زﻧﺠﻴﺮه ﻏﺬاﻳﻲ، ﻏﻠﻈﺖﻫﺎى آن در ﺑﺎﻓﺖ ﺑﺪن ﻣﻮﺟﻮدات اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. علاوه بر این آلاینده متیل جیوه بر ﺗﻜﺎﻣﻞ ﺟﻨﻴﻨﻲ اﺛﺮ ﮔﺬاﺷﺘﻪ و به ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺳﺮب، ﺳﻤﻴﺖ ﻋﺼﺒﻲ اﻳﺠﺎد ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﻫﺮ ﻣﺎدة ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺑﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻋﺼﺒﻲ ﻣﻮﺟﻮدات زنده اﺛﺮﮔﺬار ﺑﺎﺷﺪ، اﺣﺘﻤﺎﻻً در ﻏﻠﻈﺖﻫﺎى اﻧﺪك ﺑﺮ رﻓﺘﺎر ﻣﻮﺟﻮد ﻧﻴﺰ اﺛﺮﮔﺬار اﺳــﺖ.

ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻐﺬﻳﻪ و ﻫﻀــﻢ نیز ﭘﺲ از ﺗﻤﺎس ﺑﺎ ترکیبات فلزات سنگین ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻳﻚ واﻛﻨﺶ ﺑﻪ مواجهه با آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎ اﺳﺖ و ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻋﻼوه ﺑﺮ اﺛﺮات ﺧﻮد آﻻﻳﻨﺪه، ﻣﻮﺟﻮد را ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺮ آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎ و ﺗﻨﺶﻫﺎى ﻣﺤﻴﻄﻲ ﻧﻴﺰ آﺳـﻴﺐﭘﺬﻳﺮ ﻛﻨﺪ. ﺑﺴــﻴﺎرى از ﻣﻮﺟﻮدات زﻧﺪه ﺑﻪ ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺑﻪﺻــﻮرت ﻛﺎﻫﺶ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ واﻛﻨﺶ ﻣﻲدﻫﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺣﺮﻛﺎت آﻫﺴﺘﻪﺗﺮ ﺷﺪه و ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻏﺬا و ﻓﺮار از ﺷﻜﺎرﭼﻲ را ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﺑﻪ اﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ، ﺗﻐﻴﻴﺮات در ﺗﻐﺬﻳﻪ و ﺟﺬب ﻣﻮاد ﻣﻐﺬى ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻳﻚ ﺟﻤﻌﻴﺖ را ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮار دﻫﺪ و ﻧﻴﺰ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ زیست بوم را متأثر کند.

غلظت مجاز فلزات سنگین در منابع آب آشامیدنی در استاندارهای مختلف تعیین شده است. ولی مقایسه غلظت آلاینده فلزات سنگین در آب آشامیدنی در استاندارهای مختلف برای سنجش کمی ریسک سلامت انسانها کفایت نمی‎کند. از اینرو مدلهای مربوط به ارزیابی ریسک آلاینده های آب آشامیدنی بر سلامت انسانها به منظور ارزیابی کمی ریسک مواجهه انسانها با آلاینده ها توسعه یافته‎اند.

رودﺧﺎﻧﺔ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺷﺪة ﻫﺮاز ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ رودﺧﺎﻧﻪﻫﺎى ﻛﺸﻮر ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در ﻃﻮل دو دﻫﺔ ﮔﺬﺷﺘﻪ در ﻣﻌﺮض اﻧﻮاع ﺳﻤﻮم ﻗﺮار داﺷﺘﻪ اﺳﺖ. اﻳﻦ رودﺧﺎﻧﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ و ﻗﺮارﮔﻴﺮى ﺟﺎدة ﻣﻮاﺻﻼﺗﻲ ﻫﺮاز در ﻛﻨﺎر اﻳﻦ رودﺧﺎﻧﻪ، در ﻣﻌﺮض اﻧﻮاع ﻓﺎﺿﻼبﻫﺎ و ﺳﻤﻮم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ ﻣﻨﺸﺄ ﻃﺒﻴﻌﻲ و ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻫﺎى اﻧﺴﺎﻧﻲ ﺑﺎ ﻓﺎﺿﻼبﻫﺎ و ﭘﺴﻤﺎﻧﺪﻫﺎى ﺻﻨﻌﺘﻲ، ﻛﺸﺎورزى، آﺑﺰى ﭘﺮورى، ﺷﻬﺮى-ﺧﺎﻧﮕﻲ و رواﻧﺂبﻫﺎى ﺳﻄﺤﻲ ﻗﺮار دارد. سازمان حفاظت از محیط زیست در قالب طرح پژوهشی آلاینده های رودخانه هراز را اندازه گیری نموده است.

هدف این مطالعه ارزیابی ریسک غير سرطاني فلزات سنگين آرسنیک، جیوه، سرب و كروم منابع آب آشامیدنی از رودخانه هراز از طریق بلع با استفاده از داده های اندازه گیری شده در رودخانه هراز است.

 

فلزات سنگین در رودخانه هراز

مرحله نخست پژوهش اندازه گیری آلاینده های رودخانه هراز(سازمان حفاظت محیط زیست، ۱۳۹۹) معطوف به تعیین ایستگاه های اندازه گیری بوده است. ﮔﺰﻳﻨﺶ اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى براساس ﻧﻘﺸﻪﻫﺎ و ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﻣﺎﻫﻮاره‌اى، ﻣﻨﺎﺑﻊ اﺣﺘﻤﺎﻟﻲ آﻻﻳﻨﺪه در ﺣﻮﺿﺔ آﺑﺮﻳﺰ رودﺧﺎﻧﻪ و ﺳﺮﺷﺎﺧﻪﻫﺎى رودﺧﺎﻧﻪ در ﻃﻮل رودﺧﺎﻧﻪ هراز انجام شده است. ﺻﺤﺖ ﻧﻘﻄﻪﻳﺎﺑﻲ و ﺗﺪﻗﻴﻖ ﻣﺨﺘﺼﺎت ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺷﺪه در ﺑﺎزدﻳﺪ ﻣﻴﺪاﻧﻲ و ﭘﻴﻤﺎﻳﺶ ﻃﻮل رودﺧﺎﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮرﺳﻲ و ﺻﺤﺖ ﺳﻨﺠﻲ شده است.

با توجه به ﻣﻨﺎﺑﻊ آﻻﻳﻨﺪة ورود اﺣﺘﻤﺎﻟﻲ در ﺣﺎﺷﻴﻪ و ﺣﺮﻳﻢ رودﺧﺎﻧﺔ ﻫﺮاز، چهار اﻳﺴﺘﮕﺎه از ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺗﺎ ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ و ﻣﺼﺐ اﻳﻦ رودﺧﺎﻧﻪ ﺑﺎ ﻣﺸﻮرت و ﻫﻤﺎﻫﻨﮕﻲ ﺑﺎ دﻓﺘﺮ ﺣﻔﺎﻇﺖ آب و ﺧﺎك ﺳﺎزﻣﺎن ﺣﻔﺎﻃﺖ ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ ﺗﻬﺮان و ﻣﺎزﻧﺪران ﺗﻌﻴﻴﻦ شده است ﻛﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎ در ﺟﺪول(۱) اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺟﺎﻧﻤﺎﻳﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺳﻪ اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﺎﻳﺶ رودﺧﺎﻧﺔ ﻫﺮاز ﺗﻮﺳﻂ ادارة ﻛﻞ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ اﺳﺘﺎن ﻣﺎزﻧﺪران، از ٤ اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﺎﻳﺶ ﺳﻤﻮم ﺳﻪ اﻳﺴﺘﮕﺎه ﻫﻤﺎن اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ادارة ﻛﻞ ﺷﺎﻣﻞ اﻳﺴﺘﮕﺎه ﺑﺎﻻدﺳﺖ (ﭘﻞ ﭼﻼو)، اﻳﺴﺘﮕﺎه ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ آﻣﻞ (ﻣﻴﺎن دﺳﺖ ﻫﺮاز) و ﻣﺼﺐ ﻫﺮاز (ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ ﻫﺮاز) ﺑﻮدﻧﺪ. اﻳﺴﺘﮕﺎه دﻳﮕﺮ ﻧﻴﺰ ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ رودﺧﺎﻧﺔ ﺑﻠﺪه ﺟﻬﺖ ارزﻳﺎﺑﻲ ورود ﺳﻤﻮم از ﺳﺮﺷﺎﺧﺔ ﻣﻬﻢ ﺑﻠﺪه اﻧﺘﺨﺎب ﮔﺮدﻳﺪ. ﺑﺮاى ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت و ﭘﺎﻳﺶ ﺳﻤﻮم در اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى ﺷﺪه ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى از آب در اﺳﻔﻨﺪﻣﺎه ١٣٩٩ ﺑﺎ ﻳﻚ ﺗﻜﺮار از وﺳﻂ رودﺧﺎﻧﻪ اﻧﺠﺎم ﮔﺮدﻳﺪ. ﻫﻤﺰﻣﺎن ﺑﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى آب، ﺷﺎﺧﺺ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﻛﺴﻴﺪاﺳﻴﻮن اﺣﻴﺎﻳﻲ و دﻣﺎى آب ﻧﻴﺰ اﻧﺪازهﮔﻴﺮى و ﺛﺒﺖ ﺷﺪه است.

 

جدول ۱- مشخصات ایستگاه های اندازه گیری فلزات سنگین در رودخانه هراز

ایستگاه نمونه بردارینام ایستگاهﻣﺨﺘﺼﺎت ایستگاهدﻣﺎى آب (Cº) (mv) ORP
1ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ ورودى رودﺧﺎﻧﺔ ﺑﻠﺪه12 08 36
52 20 52
12/4346
2رودخانه هراز؛ محدوده پل چلاو27 14 36
14 12 52
13/286
3رودخانه هراز؛ پایین دست شهر آمل25 29 36
07 22 52
15/878 -
4مصب رودخانه هراز؛ سرخ رود24 40 36
52 26 35
16/1142 -

شکل۱: موقعیت ایستگاه های اندازه گیری فلزات سنگین در طول رودخانه هراز

ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى از آب رودخانه هراز در چهار ایستگاه در اﺳﻔﻨﺪ ﻣﺎه ١٣٩٩ اﻧﺠﺎم شده است. ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮدارى در ظروف٢٥٠ ﺳﻲﺳﻲ اﻧﺠﺎم شده و نمونه ها بلافاصله ﺑﻪ آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﻣﺮﻛﺰى داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﻴﻌﻲ داﻧﺸﮕﺎه ﺗﻬﺮان برای انجام آزمایش منتقل شده است. آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه‎‎هایICP و ﻛﺮوﻣﺎﺗﻮﮔﺮاﻓﻲ ﮔﺎزى[i] انجام ﺷﺪه است. ﻃﺒﻖ ﭘﺮوﺗﻜﻞﻫﺎى دو دﺳﺘﮕﺎه و دﺳﺘﻮراﻟﻌﻤﻞ اﺳﺘﺎﻧﺪارد آﻣﺎده ﺳﺎزى ﻧﻤﻮﻧﻪ آب ﺑﺮ اﺳﺎس روشﻫﺎى اﺳﺘﺎﻧﺪارد، ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ آﻣﺎده و غلظت ﻓﻠﺰات ﺳﻨﮕﻴﻦ ﺷﺎﻣﻞ ﺳﺮب، ﺟﻴﻮه، ﻛﺮوم و آرﺳﻨﻴﻚ ﺑﻮﺳﻴﻠﺔ دﺳﺘﮕﺎه ISP-OES ﺷﺮﻛﺖ TERMO ﻣﺪل ICP6000 اندازه گیری ﺷﺪه است.

نتایج اندازه‎ گیری فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم در جدول(۲) نمایش داده شده است. غلظت جیوه در دو ایستگاه پايین دست ورودي بلده و محدودة پل چلاو (بالادست هراز) کمتر از محدوده اندازه‎ گیری دستگاه بوده و با ND نمایش داده شده است. بیشترین غلظت آلاینده ها به جز جیوه در ایستگاه مصب هراز(پایین دست هراز) و در نزدیکترین ایستگاه به دریای خزر گزارش شده است. ولی در مورد جیوه، غلظت در ایستگاه پایین دست آمل بالاتر از ایستگاه‌های دیگر بوده است.

نتایج اندازه گیری‌های انجام شده نشان میدهد که روند غلظت آلاینده های فلزات سنگین در طول رودخانه هراز از بالادست به پایین دست رودخانه، افزایشی بوده است. در این میان غلظت کروم با نرخ بالاتری نسبت به دیگر آلاینده‌ها در طول مسیر افزایش پیدا کرده است. وجود صنایع مختلف، کارخانههای شن و ماسه و جاده هراز در حاشیه رودخانه هراز، منابع احتمالی ورود آلاینده ها به رودخانه هراز بوده که منجر به ورود و تجمیع آلاینده ها از بالادست رودخانه تا پایین دست شده است.

جدول ۲– غلظت فلزات سنگین(میکروگرم بر لیتر) در ایستگاههای اندازه‌گیری آلاینده ‎ها در رودخانه هراز و مقایسه با استاندارهای مختلف

ایستگاه اندازه گیریآرسنیک(AS)جیوه(Hg)سرب(Pb)کروم(Chrome)
پايین دست ورودي بلده2/2ND5/824/2
محدودة پل چلاو (بالادست هراز)1/8ND5/956/3
پايین دست آمل (میان دست هراز)2/53/212/6143/1
مصب هراز (پايین دست هراز)2/53/112/6168/4
استاندارد _ سازمان بهداشت جهانی (WHO)1061050
استاندارد ـ آژانس حفاظت از محیط زیست(EPA)10215100
استاندارد ـ آب شرب ایران1061050
ميانگين2/251/589/2398
انحراف معيار0/2872281/5753973/37518559/530454

ارزیابی ریسک سلامت

براساس استاندارد آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا(EPA)  مصرف آب آشامیدنی با غلظتهای بالاتر از مجاز فلزات سنگین، ریسک سرطان زایی و بیماریهای غیر سرطانی را در انسان افزایش میدهد. با توجه به اینکه در حاشیه رودخانه هراز، روستاهای متعددی واقع شدهاند و آب مربوط به کشاورزی و شرب برخی از این روستاها از این رودخانه تأمین می شود، ارزیابی ریسک سلامت آب آشامیدنی از منابع آب آشامیدنی از این رودخانه حایز اهمیت است.

ارزیابی مقدارتماس

میانگین روزانه مقدار تماس فلزات سنگین برای طول عمر از طریق نوشیدن آب آشامیدنی براساس ضابطه سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا از طریق معادله(۱) محاسبه می‎شود. محاسبات به صورت مجزا برای دو گروه بزرگسال و کودک انجام شده است.

(۱)                                                       ( BW × AT) / ( C× IR (d) × Ef × Ed) = ADD (ing)

در رابطه(۱) شاخص ADD میانگین دریافت دوز روزانه را از مسیر بلع (µg.kg-1day-1) را نمایش می‎دهد. C غلظت فلزات سنگین(µg.L-1) ، IRd  نشانگر مقدار بلع روزانه(L.day-1) بوده که متوسط مصرف روزانه آب آشامیدنی در ایران برای کودکان و بزرگسالان به ترتیب ۱/۸ و ۲/۱ لیتر است.(۲۰۰۸ ,AQUASTA ( وزن بدن(BW) دو گروه بزرگسالان و کودکان به ترتیب ۱۶ و ۷۰ کیلوگرم است. ED برابر با زمان تماس کودکان و بزرگسال به ترتیب برای کودکان و بزرگسالان به ترتیب ۶ و ۳۰ سال می‎باشد. (۲۰۰۸ ,AQUASTA ( مقدار EF برابر تواتر تماس با آلاینده برابر با ۳۶۵ (روز در سال) و متغیر AT به عنوان متوسط تماس در طول عمر انسان برای بیماریهای غیر سرطانی مطابق رابطه (۲) محاسبه می‌شود.

(۲)                                                                                             AT = ED × ۳۶۵ Days

جدول(۳) مقادیر مربوط به میانگین روزانه مقدار تماس با  فلزات سنگین برای طول عمر از طریق نوشیدن را براساس غلظتهای اندازه گیری شده در چهار ایستگاه اندازه‎ گیری رودخانه هراز که براساس روابط(۱) و (۲) محاسبه شده است را نمایش میدهد. مقادیر در دو گروه بزرگسال و کودک محاسبه و گزارش شده است.

جدول ۳- ميانگين روزانه(ADD) مقدار تماس با فلزات سنگين (میکروگرم بر کیلوگرم روز) از طريق آشامیدن در طول عمر در دو گروه سني بزرگسال و كودك

ایستگاه اندازه گیریآرسنیک(AS)آرسنیک(AS)جیوه(Hg)جیوه(Hg)سرب(Pb)سرب(Pb)کروم(Chrome)کروم(Chrome)
ایستگاه اندازه گیریبزرگسالكودكبزرگسالكودكبزرگسالكودكبزرگسالكودك
پايین دست ورودي بلده0.070.250.000.000.170.650.732.72
محدودة پل چلاو
(بالادست هراز)
0.050.200.000.000.180.661.696.33
پايین دست آمل
(میان دست هراز)
0.080.280.100.360.381.424.2916.10
مصب هراز
(پايین دست هراز)
0.080.280.090.350.381.425.0518.95
ميانگين0.070.250.050.180.281.042.9411.03
انحراف معيار0.00860.03230.04730.17720.10130.37971.78596.6972

ریسک غیر سرطانی سلامت

ریسک غیر سرطانی سلامت نوشیدن آب حاوی فلزات سنگین از منابع رودخانه هراز براساس دستورالعمل آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا ارزیابی می ‎شود. ریسک سلامت یا ضریب خطر(THR) به عنوان مهمترین شاخص برای ارزیابی ریسک غیر سرطانی سلامت مطابق رابطه(۳) محاسبه می‎شود. میانگین روزانه مقدار تماس برای طول عمر انسان از طریق نوشیدن آب شرب(CDI) برابر با مقدار ADD که از رابطه(۱) محاسبه شده است.

 (۳)                                                                                                THQ = CDI / RFD

حد آستانه بلع(RfD) نشانگر آستانه غلظت تماس روزانه با آلاینده در طول عمر انسان است که اثرات زیان بار سلامتی به دنبال ندارد. آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا مقادیر RfD  برای آلاینده های آرسنیک، جیوه، سرب و كروم را به ترتیب ۰/۳، ۰/۳، ۳/۵ و ۳ (µg.kg-1day-1) گزارش کرده است.

ایندکس خطر(HI) یا شاخص ریسک تجمعی به عنوان شاخص تجمیعی ارزیابی ریسک سلامت غیر سرطانی بر مبنای رابطه(۴) محاسبه می‎شود. (۲۰۰۸,US EPA)

 (۴)                                                                                    Total THQ (HI) = ∑ (THQ)

کمتر بودن مقدار THQ یا TI از عدد ۱ بدان معناست که تماس با آلاینده(های) مورد مطالعه، اثرات زیانبار قابل توجهی بر سلامت انسانها نداشته و در ناحیه ایمن سلامت قرار دارد. دستیابی به مقادیر ۱ ≤ HI < 4 به معنای وجود ریسک متوسط غیر سرطانی و مقادیر ۴ ≤ HI نشانگر ریسک بالای غیرسرطانی سلامت انسانها در تماس با آلاینده(های) مورد مطالعه است.

 

ارزیابی ریسک سلامت آب آشامیدنی  رودخانه هراز

نتایج مربوط به اندازه گیری غلظت فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم در چهار ایستگاه اندازه‌گیری رودخانه هراز در جدول(۲) نمایش داده شده است. نتایج اندازه گیری‌ها نشان می‎دهد که روند غلظت آلاینده های فلزات سنگین در طول رودخانه هراز از بالادست به پایین دست رودخانه، افزایشی بوده است. در این میان غلظت کروم با نرخ بالاتری نسبت به دیگر آلاینده‌ها در طول مسیر افزایش پیدا کرده است.

ارزیابی ریسک سلامت آلاینده های فلزات سنگین از طریق محاسبه میانگین روزانه مقدار تماس فلزات سنگین برای طول عمر از طریق نوشیدن آب از منابع رودخانه هراز برمبنای دستورالعمل EPA بر مبنای روابط(۱) و (۲) انجام شده است. نتایج محاسبه مربوط به میانگین مقدار تماس روزانه در جدول(۳) برای فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم در دو گروه بزرگسال و کودک ارائه شده است. میانگین CDI برای گروه بزرگسال در مورد فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم به ترتیب ۰/۰۷، ۰/۰۵، ۰/۲۸ و ۲/۹۴ (µg.kg-1day-1) در جمعیت بزرگسال و ۰/۲۵، ۱۸/.۰، ۱/۰۴ و ۱۱/۰۳ (µg.kg-1day-1)در جمعیت کودکان محاسبه شده است.

ریسک غیر سرطانی سلامت نوشیدن آب حاوی فلزات سنگین از منابع رودخانه هراز با استفاده از شاخص THR و HI بر مبنای روابط(۳) و (۴) محاسبه شده است. جدول(۴) مقادیر مربوط به ریسک سلامت(THQ) و شاخص ریسک تجمعی(HI) را براساس مقادیر میانگین روزانه مقدار تماس(CDI) مندرج در جدول(۳) نمایش میدهد.

ریسک سلامت یا ضریب خطر(THR) غیر سرطانی در گروه بزرگسال برای فلز آرسنیک در چهار ایستگاه اندازه‎ گیری به ترتیب ۰/۲۲، ۰/۱۸، ۰/۲۵ و ۰/۲۵ ارزیابی شده که در ناحیه ایمن ارزیابی می‎شود. این بدان معناست که تماس با آلاینده آرسنیک از نوشیدن آب رودخانه هراز، اثرات زیانبار قابل توجهی بر سلامت بزرگسالان ندارد. لیکن این مقادیر برای گروه کودکان به ترتیب ۰/۸۳، ۰/۶۸، ۰/۹۴ و ۰/۹۴ محاسبه شده است. افزایش مقدار ریسک به نزدیک ۱ در گروه کودکان احتمال تأثیرات زیانبار آرسنیک را نسبت به گروه بزرگسال افزایش داده است. ولی همچنان در محدوده ایمن از نظر ریسک سلامت غیر سرطانی ارزیابی می شود.

 

جدول ۴- ریسک سلامت(THQ) و شاخص ریسک تجمعی(HI) دريافت فلزات سنگين از طريق نوشیدن آب از منابع رودخانه هراز در دو گروه سني بزرگسال و كودك 

ایستگاه اندازه گیریآرسنیک(AS)آرسنیک(AS)جیوه(Hg)جیوه(Hg)سرب(Pb)سرب(Pb)کروم(Chrome)کروم(Chrome) ریسک سلامت(HI) ریسک سلامت(HI)
ایستگاه اندازه گیریبزرگسالکودکبزرگسالکودکبزرگسالکودکبزرگسالکودکبزرگسالکودک
پايین دست ورودي بلده0.220.830.000.000.050.190.240.910.511.92
محدودة پل چلاو (بالادست هراز)0.180.680.000.000.050.190.562.110.792.98
پايین دست آمل (میان دست هراز)0.250.940.321.200.110.411.435.372.117.91
مصب هراز (پايین دست هراز)0.250.940.311.160.110.411.686.322.358.82
ميانگين0.230.840.160.590.080.300.983.681.445.41
انحراف معيار0.02870.10770.15750.59080.02890.10850.59532.23240.79982.9993

ریسک سلامت غیر سرطانی جیوه در گروه بزرگسال در ایستگاه های ورودی بلده و پل چلاوه به دلیل غلظت بسیار پایین جیوه برابر با صفر و در دو ایستگاه آمل و مصب هراز به ترتیب ۰/۳۲ و ۰/۳۱ محاسبه شده که کمتر از یک است. این بدان معناست که نوشیدن آب از منابع رودخانه هراز از منظر بلع جیوه، اثرات زیانبار قابل توجهی بر سلامت بزرگسالان ندارد.

ریسک سلامت جیوه برای گروه کودکان در دو ایستگاه آمل و مصب هراز به ترتیب ۱/۲۰ و ۱/۱۶ محاسبه شده است. تجاوز مقدار ریسک جیوه به بالاتر از مقدار یک در گروه کودکان به معنی وجود ریسک متوسط غیر سرطانی برای کودکان می‎باشد.

ریسک سلامت غیر سرطانی سرب در گروه بزرگسال در چهار ایستگاه اندازه ‎گیری به ترتیب ۰/۰۵، ۰/۰۵، ۰/۱۱ و ۰/۱۱ ارزیابی شده که کمتر از ۱ است. این بدان معناست که تماس با آلاینده سرب از نوشیدن منابع آب رودخانه هراز، اثرات زیانبار قابل توجهی بر سلامت بزرگسالان ندارد. مقادیر ریسک سلامت غیر سرطانی سرب برای گروه کودکان در چهار ایستگاه به ترتیب ۰/۱۹، ۰/۱۹، ۰/۴۱ و ۰/۴۱ محاسبه شده که در محدوده ایمن از نظر ریسک سلامت غیر سرطانی برای کودکان ارزیابی می شود.

با توجه به افزایش قابل توجه غلظت کروم از بالادست به پایین دست رودخانه هراز، مخاطره تماس با کروم از بقیه فلزات سنگین اندازه گیری شده بالاتر است. ریسک سلامت غیر سرطانی کروم در گروه بزرگسال در چهار ایستگاه اندازه گیری به ترتیب ۰/۲۴، ۰/۵۶، ۱/۴۳ و ۱/۶۸  محاسبه شده است. غلظت بالای کروم در ایستگاه‎های آمل و مصب هراز، ریسک سلامت غیر سرطانی را در گروه ریسک متوسط برای بزرگسالان قرار داده است. مقادیر ریسک سلامت غیر سرطانی کروم برای گروه کودکان در چهار ایستگاه به ترتیب ۰/۹۱، ۲/۱۱، ۵/۳۷ و ۶/۳۲  محاسبه شده که به جز ایستگاه بلده، ریسک سلامت غیر سرطانی بالا ارزیابی می‎شود. خصوصاً در ایستگاه‎های آمل و مصب هراز ریسک غیر سرطانی کروم برای کودکان بالا بوده و در ناحیه پرخطر قرار دارد.

ایندکس خطر یا شاخص تجمیعی ریسک(HI) فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم در چهار ایستگاه اندازه گیری رودخانه هراز در گروه کودکان به ترتیب ۱/۹۲، ۲/۹۸، ۷/۹۱، ۸/۸۲ و در گروه بزرگسالان به ترتیب ۰/۵۱، ۰/۷۹، ۲/۱۱ و ۲/۳۵ محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که ریسک سلامت غیرسرطانی آشامیدن آب از منابع رودخانه هراز برای کودکان بالا و پرخطر است. در گروه بزرگسالان نیز ریسک سلامت غیر سرطانی در ایستگاه های آمل و مصب هراز بالا ارزیابی میشود.

نتیجه گیری

وجود ترکیبات فلزات سنگین در منابع آب شرب به دلیل سمیت، خاصیت تجمعی زیستی و ماندگاری در طبیعت از تهدیدات سلامت برای انسانها به شمار می‎رود. با افزایش غلظت فلزات سنگین، ریسک غیر سرطانی سلامت در انسانها افزایش می بابد. این مقاله ريسك غير سرطاني فلزات سنگين آرسنیک، جیوه، سرب و كروم را در منابع آب آشامیدنی از رودخانه هراز که در چهار ایستگاه اندازه ‎گیری شده اند را ارزیابی می کند.

ارزیابی ریسک سلامت آلاینده های فلزات سنگین از طریق محاسبه میانگین روزانه مقدار تماس فلزات سنگین برای طول عمر از طریق نوشیدن آب از منابع رودخانه هراز برمبنای دستورالعمل EPA انجام شده است. میانگین CDI برای گروه بزرگسال در مورد فلزات سنگین آرسنیک، جیوه، سرب و کروم به ترتیب ۰/۰۷، ۰/۰۵، ۰/۲۸ و ۲/۹۴ (µg.kg-1day-1) در جمعیت بزرگسال و ۰/۲۵، ۰/۱۸، ۱/۰۴ و ۱۱/۰۳  (µg.kg-1day-1)در جمعیت کودکان محاسبه شده است.

ارزیابی ریسک غیر سرطانی سلامت نشان می‎دهد که ریسک سلامت آرسنیک برای هر دو گروه کــودکان و بزرگسالان (۱ HQ <) در ناحیه ایمن قرار دارد. ریسک سلامت جیوه برای گروه کودکان در دو ایستگاه آمل و مصب هراز به ترتیب ۱٫۲۰ و ۱٫۱۶ محاسبه شده که برای شرب کودکان پر مخاطره است. میانگین ریسک سلامت جیوه برای گروه بزرگسال(HQ=0/16) در ناحیه ایمن قرار دارد. میانگین ریسک سلامت غیر سرطانی سرب در گروه بزرگسال و کودکان به ترتیب ۰/۸۰ و ۰/۳ محاسبه شده و در هیچ یک از ایستگاه ها از عدد یک تجاوز نکرده است.

ریسک سلامت غیر سرطانی کروم در گروه بزرگسال در چهار ایستگاه به ترتیب ۰/۲۴، ۰/۵۶، ۱/۴۳ و ۱/۶۸ محاسبه شده است. مقادیر ریسک سلامت غیر سرطانی کروم برای گروه کودکان در چهار ایستگاه نیز به ترتیب ۰/۹۱، ۲/۱۱، ۵/۳۷ و ۶/۳۲ محاسبه شده که به جز ایستگاه بلده، ریسک سلامت غیر سرطانی بالا ارزیابی می‎شود. خصوصاً در ایستگاه‎های آمل و مصب هراز ریسک غیر سرطانی کروم برای کودکان بالا و پرمخاطره است.

ایندکس خطر(HI) در چهار ایستگاه رودخانه هراز در گروه کودکان به ترتیب ۱/۹۲، ۲/۹۸، ۷/۹۱، ۸/۸۲ و در گروه بزرگسالان به ترتیب ۰/۵۱، ۰/۷۹، ۲/۱۱ و ۲/۳۵ محاسبه شده است. این نتایج نشان میدهد که ریسک سلامت غیر سرطانی نوشیدن آب از منابع رودخانه هراز برای کودکان در هر چهار ایستگاه اندازه گیری بالا و پر مخاطره است. ریسک سلامت غیر سرطانی گروه بزرگسال نیز تنها در ایستگاه های بلده و پل چلاو در محدوه ایمن قرار دارد. از اینرو تصفیه آب رودخانه هراز با فرایندهایی از قبیل استفاده از آب شیرین کن صنعتی برای مصارف شرب به منظور کاهش فلزات سنگین از آب خصوصاً در جمعیت کودکان برای پرهیز از مخاطرات سلامت غیر سرطانی، ضروری است.

منبع: مقاله “ارزيابي ريسك غير سرطاني فلزات سنگين آرسنیک، جیوه، سرب و كروم منابع آب آشامیدنی از رودخانه هراز” ارائه شده در اولین همایش ملی مدیریت کیفیت آب