دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده منابع طبیعی
اثر کلرید کادمیوم محلول در آب بر شاخصهای زیستی ماهی Chondrostoma regium نازک
پایان نامه کارشناسی ارشد بوم شناسی آبزیان شیلاتی
استاد راهنما:
دکتر فاطمه پیکان حیرتی
زمستان1393
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
عنوان صفحه
فهرست مطالب…………………………………………………. هشت
فهرست اشکال………………………………………………….. ده
فهرست جداول……………………………………………….. یازده
چکیده………………………………………………………… 1
فصل اول: مقدمه
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-1مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1- 2هدف از مطالعه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….4
فصل دوم:کلیات و مرور منابع
2-1کلیات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5
2-2 فلزات سنگین……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 6
2- 2- 1منشأ فلزات سنگین……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ..8
2- 2-2 اثرات فلزات سنگین بر سلامت آبزیان………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2- 3 کادمیوم، منشأ و منایع آن در محیط زیست…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10
2- 4 مسیر های جذب………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..11
2- 5 آبشش……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .11
2- 6 کبد، روده،کلیه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 12
2-7 سایر مسیرهای جذب……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13
2- 8 تاثیر متقابل فلزات سنگین بر یکدیگر…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13
2- 9 عوامل موثر در قابلیت دسترسی ماهیان به فلزات سنگین…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 13
2- 10مسمویت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….14
2-11مسمومیت و بیماریهای ناشی از کادمیوم در ماهیان…………………………………………………………………………………………………………………………….14
2- 12مرور منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..16
فصل سوم: مواد و روشها
3- 1 منطقه نمونه برداری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 19
3- 2معرفی ماهی نازک……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .20
3-3 انتقال ماهیان به سالن آکواریوم جهت سازگاری………………………………………………………………………………………………………………………………….20
3-4 اندازه گیری فاکتورهای فیزیکوشیمیایی…………………………………………………………………………………………………………………………………………. .21
3- 5 ساخت محلول ذخیره کادمیوم………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. .. 21
3-6 آنالیزهای خونشناسی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….22
3-6-1 اندازه گیری هموگلوبین……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..22
| هشت |
3-6-2 اندازه گیری هماتوکریت…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………22
3-6-3 شمارش گلبول قرمز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………22
3- 7 شاخصهای ثانویه خونشناسی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23
3- 7-1 حجم متوسط گویچه قرمز (MCV)………………………………………………………………………………………………………………………………………… …..23
3-7-2 میانگین غلظت هموگلوبین ذرهای (MCHC)…………………………………………………………………………………………………………………………………..23
3-7-3 آنالیز شیمیایی میانگین هموگلوبین ذرهای (MCH)……………………………………………………………………………………………………………………………23
3-8 شمارش گلبول سفید…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………23
3- 9 نمونه برداری برای مطالعه بافتشناسی……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24
3-10 تهیه مقطع بافتی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..24
3-10-1 مرحله آبگیری و شفاف سازی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..24
3-10-2 مرحله قالب گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 25
3- 10-3 برش وتهیه لام………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….25
3-10-4 رنگ آمیزی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..25
3-10-5 کمی سازی آسیب بافتی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..25
3-11 آنالیز تجمع زیستی آماده سازی نمونه های آبشش و جهت ………………………………………………………………………………………………………. …………………………………..30
3-12 جذب اتمی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………30
3-13 تحلیل آماری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….31
فصل چهارم: نتایج و بحث
۴- ۱ شاخصهای زیستی ماهیان و پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………….32
۴-2 پارامترهای خونشناسی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33
۴- 3 شاخصهای ثانویه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …36
۴-4 تعداد گلبولهای سفید خون………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 38
۴-5 نتایج تجمع زیستی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 40
۴-6 تغییرات هیستوپاتولوژیک آبشش………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………42
4-7 تغییرات هیستوپاتولوژیک کبد…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………48
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
5- 1 نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 52
5-2 پیشنهادها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..53
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….54
عنوان صفحه
شکل2-1 چرخه زیستی فلزات سنگین در موجودات زنده……………………………………………………………………………………………………………………………8
شکل3- 1 تصویری از موقعیت چشمه دیمه………………………………. 19
شکل 3-2 ماهی نازک……………………………………………… 20
شکل۴-1 تغییرات پارامترهای اولیه خونشناسی…………………………. 34
شکل ۴-2 تغییرات پارامترهای ثانویه خونشناسی………………………. 37
شکل۴-3 تعداد گلبولهای سفید در تیمارهای آزمایشی……………………. 38
شکل۴- 4 میزان تجمع کادمیوم بافت آبشش ماهی نازک………………………………………………………………………………………………………………………….40
شکل۴-5 تغییرات بافتی مشاهده شده در آبشش ماهی نازک……………………………………………………………………………………………………………………….43
شکل۴-6 میانگین میزان تغییرات شاخص Iorg بافت آبشش ماهی نازک……………………………………………………………………………………………………..45
شکل۴-7 تغییرات بافتی مشاهده شده در کبد ماهی نازک…………………………………………………………………………………………………………………………..48
شکل۴-8 میانگین میزان تغییرات شاخص Iorg بافت کبد ماهی نازک…………………………………………………………………………………………………………50
عنوان صفحه
جدول 2-1 انواع فلزات سنگین و شدت سمیت آنها……………………….. 8
جدول 3-1 روش ارزیابی آسیبشناسی بافتها…………………………………………………………………………………………………………………………………………29
جدول4-1 پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب………………………………………………………………………………………………………………………………………………..32
جدول 4-2 درجه بندی نیمهکمی آسیب آبشش ماهی نازک………………………………………………………………………………………………………………………44
جدول4-3 درجه بندی نیمهکمی آسیب کبد ماهی نازک……………………………………………………………………………………………………………………………49
چکیده
بوم سازگان آبی هر روزه، دریافت کننده حجم وسیعی از آلایندههایی همچون فلزات سنگین، هیدروکربنها، آفتکشها و مواد آلی هستند. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثرات کلرید کادمیوم بر برخی شاخصهای خونشناسی و بافتشناسی ماهی نازک Chondrostoma regium است. به این منظورتعداد 100 قطعه ماهی نازک از یکی از سرشاخههای زایندهرود صید و به آزمایشگاه منتقل شد. ماهیان در گروههای صفر(گروه شاهد)، 5/0، 5/2، 5/7 میکروگرم بر لیتر کلرید کادمیوم قرار گرفتند. در طی آزمایش فاکتورهای فیزیکوشیمیایی آب شامل اکسیژن محلول، درجه حرارت، pH، قلیائیت و سختی سنجش شد. در پایان دوره آزمایش، خونگیری از ساقه دمی ماهیان صورت گرفت و شاخصهای مرسوم خونشناسی بررسی شد. بافت کبد و آبشش نیز در پایان روز 14 به منظور مطالعات آسیب شناسی بافتی در فرمالین 10% تثبیت شد. به منظور ارزیابی میزان تجمع کادمیوم، پس از آمادهسازی و هضم نمونههای بافت آبشش مقدار فلز سنگین کادمیوم با بهره گرفتن از دستگاه جذب اتمی شعلهای تعیین گردید. نتایج نشان داد که تعداد گلبولهای قرمز در غلظت 5/0 میکروگرم در لیتر کادمیوم نسبت به گروه شاهد افزایش یافت. میزان هموگلوبین و هماتوکریت در غلظت 5/7 میکروگرم بر لیتر کادمیوم نسبت به گروه شاهد کاهش نشان داد. همچنین آنالیزهای مربوط به پارامترهای ثانویه خونشناسی شامل حجم متوسط گلبول قرمز (MCV) و میانگین هموگلوبین ذرهای (MCH) نشاندهنده کاهش این دو پارامتر در غلظت 5/0 میکروگرم بر لیتر کادمیوم نسبت به گروه شاهد بود. بیشترین تجمع فلز سنگین در غلظت 5/7 میکروگرم در لیتر کادمیوم مشاهده شد که معادل 136/0± 8/2 بر حسب میکروگرم برگرم وزن خشک ماهی بود. مهمترین تغییرات ایجاد شده در بافت آبشش شامل هایپرپلازی، چماقی شدن و همجوشی بود. در بافت کبد پرخونی، پیکنوزیس هستهای و نکروز کانونی مشاهده شد. به طور کلی نتایج نشان داد که به جز میانگین غلظت هموگلوبین (MCHC)، در سایر فاکتورهای ثانویه خونشناسی تفاوت معنیداری(p<0/05) با گروه شاهد مشاهده شد. همانگونه که در فاکتورهای اولیه خونشناسی نیز تفاوت معنی دار با گروه شاهد نشان داده شد(p<0/05). شدت تغییرات وارده به بافت آبشش و کبد متناسب با افزایش غلظت کلرید کادمیوم، افزایش یافت به طوریکه بیشترین تغییرات آسیب شناسی در ماهیان تیمار شده با غلظت 5/7 میکروگرم بر لیتر کلریدکادمیوم در مقایسه با گروه شاهد مشاهده شد. این نتایج بیانگر اثر کادمیوم در ایجاد تغییرات فاکتورهای خونشناسی و آسیب شناسی بافت آبشش و کبد است.
کلمات کلیدی: ماهی نازک Chondrostoma regium،کادمیوم، پارامترهای خونشناسی، تجمع، آبشش، کبد.
مقدمه
اکوسیستمهای آبی هر روزه، دریافت کننده حجم وسیعی از آلایندههایی همچون فلزات سنگین، هیدروکربنها، آفتکشها و مواد آلی ناشی از فاضلابهای خانگی، صنعتی، معدنی، کشاورزی هستند. این مواد پس از ورود به اکوسیستم آبی موجب آلودگی و تجمع در بدن موجودات آبزی میشوند. در چنین شرایطی برآورد اثرات این آلایندهها بر بوم سازگان آبی، امری کاملاً ضروری است چرا که تغییرات شیمیایی، تعادل بوم سازگان را بر هم زده و از عملکرد درست آن، ممانعت مینماید ]44[. فلزات سنگین از منابع طبیعی و غیرطبیعی به طور پیوسته وارد اکوسیستمهای آبی میشوند و به دلیل مسمویت، حضور طولانی،آلودگی موجودات زنده و حضور در زنجیره غذایی موجودات زنده، تهدیدی جدی برای اکوسیستم به شمار میروند. گزارشهای متعددی در مورد مرگ و میر آبزیان در منابع آبی داخلی و یا دریایی به دلیل ورود آلایندههای فلزات سنگین وجود دارد. به طور معمول بعضی از فلزات سنگین گرچه به میزان بسیار کم، برای انجام فعالیتهای طبیعی فیزیولوژیک بدن انسان و PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است)داران و نیز آبزیان ضروری هستند اما زمانی که غلظت فلزات سنگین در محیط از حد مجاز فراتر رود و یا به طور مستمر وارد محیط زیست ماهیان و سایر آبزیان شوند، ماهیان با جذب آنها به طریق مستقیم و یا غیرمستقیم و ذخیره سازیشان در اندامهایی مانند آبشش، کبد و کلیه دچار نوعی مسمومیت مزمن میشوند و در صورت استمرار، علایم ویژه این نوع مسمومیتها را نشان میدهند.
چنین رخدادی در انسان به دلیل برداشت یکباره و زیاد فلزات سنگین تجمع یافته در ماهیچههای ماهی، ممکن است علائم حاد مسمومیتها را نشان دهد و افراد مسموم علائم کلینیکی و اختلالات فیزیولوژیک مربوط به عنصر مربوط را به طور خاص نشان میدهند]9[. فلزات سنگین به عنوان یکی از گروههای اصلی آلاینده محیطهای آبی در اثر فعالیتهای طبیعی و نیز به طور عمده در اثر فعالیتهای انسانی به محیط های آبی راه می یابند]66[. این فلزات با تجمع در بافتهای ماهیان، تغییراتی را در سطوح مختلف عملکردی آنها ایجاد مینمایند و امروزه از ماهیان به عنوان شاخصهای زیستی حساس در بحث ارزیابی کیفیت محیطهای آبی استفاده میشود که میتوانند اطلاعات ما را در خصوص نوع و میزان آلاینده و نیز مکانیزمهای سمیت آن ها در بومسازگان آبی افزایش دهد]107[. در بررسیهای انجام شده، فلزات سنگین در ماهیان میتوانند موجب تغییرات رفتاری،تغییر در استراتژی تغذیه، الگوی شنا، فرار شکار و شکارچی، تولیدمثل، یادگیری، استرسهای تنفسی]45[، تغییر رشد]69[، تغییر شاخصهای خونی]32، 108، 109[، اختلال در تنظیم اسمزی]55[، تغییر در بیان ژن متالوتیونین]34[، مقدار هورمون کورتیزول]89[ و آسیبهای بافتی ]97[ گردد.
همانطور که گفته شد فاضلابهای صنعتی و شهری و پسابهای کشاورزی هرکدام حاوی مقادیر متنابهی فلزات سنگین هستند که این مواد پس از ورود به اکوسیستم آبی موجب آلودگی و تجمع در بدن موجودات آبزی میشوند]44[. سنجش فلزات سنگین موجود در آبزیان ممکن است تصویر بهتری از خطرهای متوجه انسان را نسبت به اندازه گیری آنها در محیط زیست فیزیکی یا گیاهان نشان دهد. برای ارزیابی میزان سمیت آلایندههای محیطی شاخصهای فیزیولوژیکی متفاوتی در ماهیها وجود دارد که از جمله آنها شاخصهای خونشناسی است. به دلیل اینکه سیستم گردش خون و محیط خارجی با یکدیگر در ارتباط هستند، متغیرهای خون شناسی برای تشخیص اثرات مواد سمی استفاده میشود. پارامترهای خونی غیرنرمال می تواند بیانگر نغییرات شرایط فیزیکی و شیمیایی آب باشد، لذا ماهی به عنوان یک شاخص هشدار دهنده در تشخیص حضور نامطلوب آلاینده در آب استفاده میشود]76[.
بافتشناسی نیز ارزیابی کاملی از سلامتی موجود زنده فراهم می کند و به طور موثری اثرات مواجهه با آلایندههای محیطی را انعکاس میدهد. لذا میتوان با بررسی بافتها، اثرات سمی فلزات سنگین را مورد مطالعه قرار داد. بافت آبشش، کبد، روده و کلیه ماهیان اندامهای مناسب برای مطالعات بافتشناسی در محیطهای آلوده به فلزات سنگین هستند]62[. از آنجا که آبششها اولین مکان بعد از پوست است که در معرض مستقیم سموم یا آلایندهها قرار دارند، بنابراین بررسی تغییرات ساختار آبشش شاخص مناسبی برای سموم یا آلایندهها است. آبشش ماهیها به عنوان اندام مبادله گاز، تنظیم اسمزی، تنظیم اسید-باز، دفع مواد زائد نیتروزنی و تنظیمات درونریز است و به دلیل داشتن سطح وسیع و لایه اپیتلیالی نازک، یکی از راههای جذب مواد سمی محیطی مانند کادمیوم است]37[.کبد نیز به عنوان بافت خونساز یکی از مهمترین بافتهای جانوری است که تحت تاثیر فلزات سنگین دچار عوارض نامطلوبی میگردد.با توجه به نقش کبد در سم زدایی و نگهداری هموستاز متابولیک بدن، میتوان از این بافت نیز به عنوان شاخص مناسبی در مطالعات بافت شناسی نام برد]31[.
از دیدگاه بومشناسی ماهیانی که دچار مسمومیت با فلزات سنگین هستند در حالتهای شدید احتمال خطر حذف جمعیت آنها وجود دارد. جذب کادمیوم از طریق آب در جانوران آبزی به عواملی همچون دمای آب، محتوای اکسیژن، pH آب و غلظت یونهای کلسیم و منیزیم موجود در آب بستگی دارد. از سوی دیگر، کادمیوم موجود در طعمهها می تواند نقش مهمی در تجمع این عنصر در بافتهای ماهی داشته باشد]9[.کادمیوم تقریباً درتمام بافتها واندامها مثل کبد، کلیه،آبشش و روده به نسبت بالاتر و در بافت ماهیچه به مقدار کمتر تجمع مییابد]75[. از سوی دیگر میتوان بیان نمودکه تغییرات بافت شناسی در مقایسه با تغییرات تولید مثلی و رشد و نمو حساستر است و زودتر هم رخ میدهد و به دنبال آن این عنصر باعث تغییرات هیستوپاتولوژیک در بافتهایی نظیر آبشش، کبد، کلیه و روده میگردد و نهایتاً فعالیت فیزیولوژیک آنها را مختل مینماید، در نتیجه ارزیابی بهتر از سلامت ماهی و اثرات آلودگی نسبت به پارامترهای بیوشیمیایی فراهم می کند. در صورت وجود یون کادمیوم در آب، ماهیان آبهای شیرین در مقایسه با ماهیان دریایی،کادمیوم بیشتری را طریق آبشش به درون بدن انتقال میدهند]90[. مطالعات نشان داده است،گرچه فاکتورهای محیطی نظیر دما، اکسیژن، شوری،pH و سختی نقش مهمی در تجمع فلزات ایفا می کند، اما تجمع فلزات سنگین در بافت عمدتاً به غلظت فلز موجود در آب و دوره قرارگیری در برابر آن بستگی دارد. نیازهای اکولوژیک، جنس، اندازه وپوست اندازی موجودات آبزی هم چنین درتجمع فلز در بافت اثردارند ]44[.
تعداد صفحه : 85
قیمت :14700 تومان
