آرسنیک در مواد غذایی- بیماری زایی و روش های آزمون (قسمت اول)

آرسنیک از زمان های بسیار قدیم به عنوان یک دارو و سم مورد استفاده بشر قرارگرفته است که در فارسی به اکسید آن مرگ موش و سولفید آن زرنیخ گفته می شود. آرسنیک شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد، سیاه و خاکستری یافت می شود. سمیت آرسنیک تابعی از ترکیبات آن می باشد. از نظر ترکیبی آرسنیک به دو دسته آرسنیک آلی و معدنی تقسیم می شود.

ترکیبات مختلف پنج و سه ظرفیتی آرسنیک و ترکیبات متیله آن در آب های طبیعی یافت می شود. ترکیبات معدنی آرسنیک شامل دی اکسید آرسنیک (As2O4)، تری اکسید آرسنیک (As2O4)، پنتا اکسید آرسنیک (As2O5) و آرسنات های کلسیم (Ca3As2O8)، مس (۲(Cu3(AsO4)، سرب(۲( Pb3(AsO4)، سدیم(Na3AsO4) و پتاسیم (K3AsO4) می باشند که در گذشته به عنوان حشره کش، آفت کش و جلبک کش مورد استفاده قرار می گرفتند.

در مطالعات سم شناسی معمولا به تفاوت این دو شکل از آرسنیک پرداخته نمی شود و در عین حال بیشترین توجه این مطالعات بر روی ترکیبات معدنی آرسنیک متمرکز می شود زیرا آرسنیک های معدنی تمایل بیشتری جهت اتصال به پروتئین های حاوی گروه SH دارند و نسبت به ترکیبات آلی آن سمی تر و خطرناک تر می باشند.

از ترکیبات آلی آرسنیک در درمان بیماری سفلیس، اسهال آمیبی و بیماری خواب استفاده شده است. از جمله ترکیبات معدنی پرکاربرد آرسنیک می توان به آرسنید گالیم اشاره نمود که یک نیمه رسانای مهم است و در IC ها بکار می رود و مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده اند نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریع تر و البته گران تر هستند. البته چون بر خلاف نوع سیلیکونی band gap مستقیم دارند به خوبی در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور به کار می روند. همچنین تری اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خونی حاد استفاده می شود.

مهمترین ترکیبات آرسنیک در محیط های آبی به ترتیب فراوانی، منو متیل آرسنیک، آرسنیک سه ظرفیتی و آرسنیت پنج ظرفیتی و دی متیل آرسنیک هستند. آرسنیک معدنی توسط فعل و انفعال بیوشیمیایی تغییر شکل می دهد و تبدیل به منو، دی، و تری متیل آرسنیک می شود که این فرآیند متیله شدن از سمیت آرسنیک می کاهد. اما ترکیبات متیله آرسنیک، تحت شرایط بی هوازی توسط باکتری ها به آرسنیک معدنی تبدیل می شوند. سمیت آرسنیک سه ظرفیتی (آرسنیت As+3 ) بیشتر از نوع پنج ظرفیتی آن (آرسنات As+5 ) است.

همچنین گونه سه ظرفیتی یا آرسنیت در آب محلول تر و پر تحرک تر است. معمولا آرسنیک در آب آشامیدنی اغلب به صورت غیر آلی یافت می شود. ترکیبات آلی که از طریق فرآورده های دریائی وارد بدن انسان می شوند و از سمیت بسیار پایین تری برخوردارند، معمولا شامل تری متیل آرسنیک و آرسنو بتائین می باشند. همچنین در آب دریا، دریاچه ها و رودخانه ها که محیط هوازی هستند گونه های پنج ظرفیتی آرسنیک به طور شاخص حضور دارند. آرسنیک در محصولات غذایی چون ذرت و گندم در مناطق آلوده مشاهده شده است.

همچنین جذب قابل توجه آرسنیک از از طریق غذاهایی که توسط آب آلوده پخته می شوند یا با مواد غذایی تولید شده توسط احشامی که آب آلوده مصرف می کنند رخ می دهد. عموما آرسنیک به مقدار زیادی از طریق آب آشامیدنی در بدن جذب می شود. یکی از روش های جذب، ورود به جریان خون می باشد، که نقش انتقال دهنده مواد به اندام های مختلف بدن را دارد.

آژانس بین المللی تحقیقات سرطان (IARC)، آرسنیک را یکی از عوامل سرطان زایی انسان طبقه بندی کرده است. استفاده از مواد غذایی آلوده به آرسنیک خطر ابتلا به سرطان پوست و ایجاد تومورهای مثانه، جگر، کبد و ریه را افزایش م یدهد. تماس با آرسنیک معدنی ممکن است غیر از ایجاد سرطان در انسا نها، اثرات نامطلوب دیگری چون تغییرات پوستی مانند ایجاد لک ههای رنگی روی پوست، ضخیم شدن پوست (شاخی شدن پوست) و جراحات پوستی را ایجاد کند. همچنین سمی تزایی برای اعصاب محیطی، احساس سوزن سوزن شدن و فقدان احساس در بازو و پا، آسیب های عصب شنوایی، اثرات قلبی و عروقی محیطی، گواتر، اثرات گوارشی و کبد، سمیت گسترش یافته و دیابت نیز از عوارض مشاهده شده برای آرسنیک است. از این رو اندازه گیری میزان دقیق آرسنیک در نمونه های مواد غذایی و آبهای مصرفی از اهمیت ویژ های برخوردار است.

استخراج و اندازه گیری آرسنیک در نمونه های مختلفی چون نمونه های خاک، فولاد، گوگرد، میوه ها و سبزیجات، انواع آب ها، مواد غذایی جامد و غیره انجام می پذیرد. از این رو روش های آزمون و استانداردهای بسیاری در سازمان ملی استاندارد ایران و سایر سازمان های تدوین کننده استاندارد در دنیا برای اندازه گیری آرسنیک در نمونه های مختلف و متفاوت وجود دارد که معرفی و توضیح همه آنها در یک مقاله امکان پذیر نمی باشد.

از آنجا که پر مصرف ترین و پرکاربرد ترین موادی که مستقیما در زندگی بشر نقش بازی می کنند آب و مواد غذایی است، از بین نمونه های مختلف نگاهی کوتاه به برخی از روش های آماده سازی و اندازه گیری آرسنیک در آب و مواد غذایی جامد چون برنج و گندم (به دلیل پرمصرف بودن در سبد غذایی ایران) خواهیم داشت.آرسنیک در مواد غذایی- بیماری زایی و روش های آزمون (قسمت اول) طبق استاندارد ملی شماره ۱۰۵۳-a در سال ۱۳۹۱ حد مجاز آرسنیک در آب ۰۱ / ۰ میلی گرم در لیتر یا معادل ۱۰ میکرو گرم در لیتر اعلام گردید. همچنین طبق استاندارد ملی ۱۲۹۶۸ حد مجاز آرسنیک در مواد غذایی جامد چون گندم و برنج ۱۵ / ۰ میلی گرم در کیلوگرم معادل ۱۵۰ میکروگرم در کیلوگرم می باشد.

در قسمت دوم این مطلب به روش های آماده سازی نمونه در نمونه های آب و مواد غذایی خواهیم پرداخت و همچنین به اختصار به روش های اندازه گیری آرسنیک توصیه شده در منابع بین المللی و ملی شامل موارد زیر اشاره خواهیم نمود:
۱ – اندازه گیری مقدار کل آرسنیک با دستگاه جذب اتمی بصورت هیدرید
۲ – اندازه گیری مقدار کل آرسنیک با دستگاه ICP
۳ – اندازه گیری مقدار کل آرسنیک با نقره دی اتیل دی تیوکاربامات به روش اسپکتروفتومتری
۴ – تعیین مقدار آرسنیک در آب به روش یدومتری
۵ – روش ولتامتری/ پلاروگرافی برای اندازه گیری آرسنیک

منابع و مراجع:

۱. استاندارد ملی ایران ۱۲۹۶۸ – ۱۳۸۹ – خوراک انسان-دام-بیشینه رواداری فلزات سنگین.
۲. استاندارد ملی ایران ۱۰۵۳-a – ۱۳۹۱ – آب آشامیدنی -ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی (اصلاحیه شماره ۱).
۳. کتاب آنالیز آب تالیف دبلیو – فرسینیوس ترجمه و تلخیص احمد تقوایی – انتشارات دانشگاه اراک – چاپ آرمان قم – جلد اول- چاپ اول –پاییز ۱۳۸۰ .
۴. آلاینده ها و بهداشت و استاندارد در محیط زیست- تالیف دکتر اسماعیلی ساری -دانشگاه تربیت مدرس– انتشارات نقش مهر ۱۳۸۱ .
۵. رهنمود هایی در خصوص آب آشامیدنی– جلد دوم – انتشارات سازمان بهداشت جهانی– ترجمه مهندس محمد نوری سپهر ۱۳۷۳ .

۶٫ AOAC official Method 986.15, Arsenic Cadmium Lead Selenium and Zinc in Human and Pet Foods.
۷٫ B.K., Mandal, and K.T., Suzuki, Arsenic round the world: a review, Talanta 58 (2002) 201–۲۳۵٫
۸٫ A.A., Meharg and M.M., Rahman, Arsenic contamination of Bangladesh paddy field soils: implications for rice
contribution to arsenic consumption. Environmental Science & Technology 37 (2003) 229-234.
۹٫ M. Azizur Rahman and H., Hasegawa, High Levels of Inorganic Arsenic in Rice in Areas where Arsenic-Contaminated
Water is Used for Irrigation and Cooking, The Science of the Total Environment, 409(2011) 4645-4655

 

علیرضا اکبرزاده
کارشناس ارشد شیمی تجزیه

سارا فارسی زاده
کارشناس ارشد شیمی تجزیه

 

ارسال پاسخ

Please enter your comment!
Please enter your name here