مقاله آلودگی ذرات معلق

خلاصه

میزان جهش زایی مولکلوهای زیستی در ذرات معلق موجود در آلودگی هوا، در بسیاری از شهرها، از جمله شهر بورتو واقع در کشور برزیل، بررسی شده است. این مطالعات معمولاً توسط روش سالمونتلا/ میکروزوم صورت می گیرد. ذرات متعلق هوا جمع آوری شده، و جداسازی می شوند، سپس جهش زایی در هر بخش بررسی می‌شود. این کمیت توسط بررسی میزان جهش های ایجاد شده در سوشهای سانلمونلا تیفی موریم[1] TA98-NR , TA98 و TA98/1,8 DNP به دست می آید. جهش هایی شامل تغییر چارچوب خواندن در ژن ها توسط ترکیبات آلی حل شونده در سیکلوهگزان غیرقطبی و دی کلرومتان نیمه قطبی، شناسایی شدند. مقدار این جهش‌ها در مواقع مختلف سال متفاوت و در اماکنی که بیشتر در معرض دود اتومبیل ها می‌باشند، بیشتر می باشد. به عنوان مثال، دی کلرومتان (DCM) در هنگام بهار و سیکلوهگزان (CX) در تابستان بیشترین تاثیر جهش زایی خود را بروز می دهند. بدون شک رابطه ای بین میزان آلودگی هوا و جهش زایی وجود دارد و روش سالمونتلا/ میکروزوم، متد بسیار مناسبی برای تعیین میزان آلایندگی یک محیط درتولید جهش ها می باشد.

مقدمه

آلودگی ذرات معلق، یکی از مهم ترین عوامل آلودگی محیطی است که تاثیر بسزایی بر روی کیفیت زندگی تمامی موجودات زنده می گذارد. سازمان جهانی بهداشت آلودگی هوا را از تاثیرگذارترین فاکتورها در بیماری هایی مانند عفونتهای تنفسی، سرطان و بیماری های قلبی می داند.

یکی از کمیتهایی که آلودگی محیطی را نشان می دهد، مقدار کل ذرات معلق موجود در جو می باشد. مقدارهای مجاز، خطرناک و زیاد ذرات معلق، در استانداردهای جهانی، به طور کامل تعیین شده اند. علاوه بر این، مشاهدات جدید نشان می دهند که مولکولهای آلی متصل به ذرات معلق، قابلیت جهش زایی بالایی دارند و معمولاً تحت گروه مولکولهای سرطان زا طبقه بندی می شوند. متد سالمونلا/ میکروزوم، تعیین و شناسایی این مولکول ها را برای ما مقدور ساخته است که مهم‌ترین آنها پلی سیکلیک هیدروکربن های آروماتیک (PAH) و مشتقات آنها می‌باشند. این مولکولهای آلی، غالباً از سوخت ناقص سوختهای فسیلی در فرایندهای صنعتی حاصل می شوند و جهش زایی آنها به مراتب در مطالعات مختلف اثبات شده است.

در این نوشته، به مطالعه متد سالمونلا/ میکروزوم و به کارگیری آن بر روی نمونه‌های مختلفی از ذرات معلق موجود در هوا می پردازیم. در یک آزمایش، برای مطالعه نمونه های به دست آمده از چهار ناحیه ای شهری، چه در بهار و چه در تابستان، از این متد استفاده شده است. روش سالمونلا/ میکروزوم را می توان به طور غیرمستقیم، برای تعیین میزان ذرات معلق در هوا به کار برد و تاثیرات آن را بر محیط و همچنین سلامت انسان مورد بررسی قرار داد.

لوازم و روشها

- نمونه: ذرات معلق موجود در هوا، در چهار ناحیه از شهر “پورتو” در جنوب برزیل در تابستان (ماه‌های دسامبر و فوریه) و در بهار (ماه اکتبر) با دمای متوسط به ترتیب 24 و 19 به دست آمده اند.

چهار منطقه مورد استفاده دارای مشخصات زیر می باشند.

1- ناحیه اول: در یک ناحیه دارای مترو، با فاصله km1 از خیابان اصلی با ترافیک‌ عادی (سه هزار وسیله نقلیه بر ساعت)، به دور از مناطق صنعتی و در کنار فضای سبز.

2- ناحیه دوم: یک منطقه نیمی صنعتی، نیمی مسکونی، با صنایع کوچک و متوسط، با ترافیک 600 وسیله نقلیه در ساعت و به فاصله 2 کیلومتر از یک بزرگراه.

3- ناحیه سوم: منطقه ای با ترافیک سنگین، حدود 7400 وسیله بر ساعت در یک تقاطع مهم، واقع در پایین شهر.

4- ناحیه چهارم: یک تقاطع با ترافیک سنگین (6400 وسیله در ساعت) در کنار ایستگاه اتوبوسها و وسائط نقلیه عمومی.

نمونه های ذرات معلق، جمع شده بر روی فیلترهای شیشه‌ای، توسط سمپلرهای با حجم بالا جمع آوری می شوند. فیلترها، قبل و بعد از آزمایش مورد اندازه گیری وزن قرار گرفته و بدینوسیله میزان ذرات معلق هوا محاسبه می شود. مقدار ذرات معلق با کمیتی با نام TSP معرفی می شود. مقدار هوای عبور داده شده از فیلترها در حدود 1769 تا 2383 مترمکعب بوده و بین 32 تا 385 میلی گرم ذرات معلق به دست آمده‌اند که غلظتی حدود 17 تا 161 میکروگرم بر مترمکعب را نشان می دهد (در جدول 1 در انتهای این فصل، اطلاعات مربوط به نمونه ها به طور کامل آورده شده است).

- جداسازی ترکیبات آلی

ترکیبات آلی مختلف با تولید فازهایی با آب گریزی های مختلف جدا می شوند. مولکولهای آلی غیرقطبی یا نیمه قطبی توسط خلاءهای سیکلوهگزان و دی کلرومتان جداسازی می شوند.

- روش سالمونلا/ میکروزوم

در این روش، ترکیبات مورد مطالعه را در مجاورت سوشهای ذکر شده از سالمونلا قرار می دهند. این روش فرم تغییر یافته متد آورده شده در فصل گذشته است که دارای حساسیتی حدود 10 برابر روش قبلی است. مدت زمان پرانکوباسیون را از 25 دقیقه به 90 دقیقه تغییر می دهیم. سوش TA98 برای تشخیص جهش های تغییر چارچوب مورد استفاده قرار می گیرد، در صورتی که سوشهای TA98 NR و TA98/1,8-DNP به ترتیب برای تشخیص حضور مونونیترو و دی نیترومان ها استفاده می شوند.

سوش TA98 NR از موتانهای TA98 است که فاقد آنزیم نیترو ردوکتاز می باشد TA98/1,8-DNP نیز فاقد یک ترانس استیلاز می باشد. 6 دزاژ مختلف از هر جزء جدا شده از ذرات معلق به علاوه یک کنترل مثبت و منفی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. کنترل مثبت شامل 2-نیتروفلوئورن با غلظت  در هر پلیت می باشد و کنترل منفی نیز حاوی محلول بافر  طراحی می شود. انکوباسیون به مدت 72 ساعت در دمای  انجام می شود (در غیاب نور). هر آزمایش حداقل یک بار تکرار می‌شود.

- تحلیل آماری

تحلیل آماری، یکی از مهم ترین قسمتهای یک مطالعه را تشکیل می دهد. تحلیلهای آماری این آزمایش ها توسط نرم افزار SALMONEL انجام شده است.

نتایج

جدول 2 که در انتهای این بخش آورده شده است، نتایج به دست آمده از محلهای مختلف را نشان می دهد. نتایج به صورت مقادیر EOM% (درصدی از مولکولهای آلی که قابل جداسازی می باشند)، EOM ، فعالیت جهش زایی (مثبت، منفی و یا متوسط) و تعداد موتان های بازگشتی برحسب تعداد بر Mg یا m3، چه در حضور ترکیبات محلول در CX و چه محلولدر DCM. در محل های 1 تا 3 مشاهدات حاکی از حضور ذرات معلق بیشتری در طول بهار و در نتیجه مقدار EOM% بالاتری برای هر دو استخراج (DCM, CX) می باشند، و هم چنانکه در جدول 3 دیده می شود، ترکیبات نیمه قطبی خاصیت موتاژنی در محل های 2و3 از خود بروز می‌دهند. با در نظر گرفتن مقادیر مختلف EOM  و مقایسه آن با خاصیت موتاژنی ، به این نتیجه می رسیم که در بین ترکیبات غیرقطبی، در محل های 2و3، بیشترین مقدار موتاژنی در بین پایین ترین مقادیر EOM  طبقه بندی می شود. در مورد جایگاه چهارم، تمامی مشاهدات حاکی از مقدار بالایی خاصیت موتاژنی بوده و غیرقابل انکار می باشد. در ضمن، فعالیت موتاژنی ترکیبات غیرقطبی به همراه قطبی، مستقل از محل نمونه گیری و زمان آن می باشد. البته این فرض تا مقدار میانگین  71 صادق است. در زیر این مقدار، مقدار موتاژنی بسته به جرم ذره موجود در حجم مشخصی از هوا می باشد.

بررسی جدول 2، نشان می دهد که فعالیت متاژنی: (1) حداقل در یکی از نمونه‌های هر چهار منطقه، تغییر چهارچوب خواندن مثبت یا نیمه مثبت می باشد. (2) پاسخ ها در فصل تابستان تغییرات کمتری نسبت به بهار بروز می دهند. (3) ترکیبات نیمه قطبی، دو نمونه ها، 4 مثبت، دو نیمه مثبت و دو منفی نشان می دهند. (4) ترکیبات غیرخطی 5 نیمه مثبت در تابستان و 30 منفی در بهار نشان می دهند.

به طور کلی بیشترین تعداد جهش برگشتی چه در واحد  و چه در ، مربوط به جایگاهی که بالاترین میزان ترافیک را نشان می دهد (محل 3). این مقدار بیشینه برای جزء DCM و در فصل بهار به دست آمده است. برای ترکیبات غیرقطبی، بیشترین پاسخ  در تابستان و در همان محل 3 محاسبه شده است و بعد از آن محل 2و4 قرار می گیرند. چند پاسخ مثبت نیز برای محل 1 در تابستان به دست آمده است ولی تمامی پاسخ های CX مربوط به ماه اکتبر (بهار) منفی بوده و برای جزء DCM نیز فقط محل های 3و2 به مقدار کم خاصیت موتاژنی بروز داده اند.

جزء های مختلف بر روی سوشهای TA98NR و TA98/1,8 DNP نیز مورد آزمایش قرار گرفتند (جدول 4). نتایج به دست آمده، حاکی از این مطلب اند که پاسخ‌های جهش زایی در سوش TA98NR نسبت به TA98 کمتر است، که این مسئله نشان می دهد که مونونیترو و دی نیترومان ها در فرایند جهش زایی نقش بسزایی ایفا می کنند. جهش زایی در سوش TA98/1,8 DNP نیز کاهش یافت، پس موتاژن ها توسط یک عمل ترانس- استیلاسیون فعال می شوند (مانند دی نیتروپیرین ها).