اندازه‌گیری و مقایسه مقادیر نیترات، نیتریت و عناصر سنگین در برنج برداشت اول و برداشت مجدد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• زینب سلطان تویه
• شیوا دهقان آبکنار
• نازنین خاکی پور

گروه کشاورزی و شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سوادکوه، سوادکوه، ایران

https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.75970.1160

چکیده

فلزات سمی محیط ‌زیست را آلوده کرده و از طریق زنجیره‌های غذایی اثرات نامطلوبی بر سلامتی انسان باقی می­گذارند. امروزه مواد­غذایی دارای مقادیر بیشتری نیترات و نیتریت هستند. در این تحقیق از سه مزرعه انتخابی در دو زمان کشت اول و دوم 18 نمونه برنج تهیه شده و میزان نیتریت، نیترات و فلزات سنگین سرب، کادمیوم، آرسنیک و جیوه مورد ارزیابی قرار_­گرفت. نتایج نشان داد غلظت سرب در تمامی تیمارهای کشت اول بیش از حد مجاز بوده­است و در کشت دوم تیمار مزرعه شماره یک و دو بیش از حد مجاز می­باشند. میزان سرب درکشت اول در زمین شماره یک، ppb400 بوده و اگرچه در کشت دوم به میزان ppb300 رسیده، ولی همچنان بالاتر از حد مجاز می­باشد. غلظت این عنصر در کشت اول زمین شماره دو از ppb470 به ppb421 در کشت دوم رسید و در زمین شماره سه، از ppb162 به ppb57 در کشت دوم رسید. غلظت کادمیم در تمامی تیمارها در حد مجاز می­باشد و در کشت دوم، در مزارع شماره یک و سه کاهش و در مزرعه شماره دو افزایش معنی­دار یافته­است. میزان کادمیم در زمین شماره یک، از ppb30 به ppb17، در زمین شماره دو، از ppb15 به ppb20 و در زمین شماره 3، از ppb45 به ppb37 رسیده­است. مقدار آرسنیک در کشت اول مزرعه شماره یک ppb 158 و بیشتر از حد مجاز می­باشد و در کشت دوم زمین شماره یک، به ppb115 کاهش یافته­است. در زمین شماره دو، مقدار آرسنیک کمتر از حد مجاز بوده و ppb88 گزارش شده است و در کشت دوم این مقدار به ppb58 رسیده­است و در زمین شماره سه، مقدار آرسنیک، از ppb82 به ppb72 کاهش یافته­است. در خصوص جیوه در مزرعه شماره یک در کشت اول مقدار جیوه ppb21 بوده، که در کشت دوم به ppb40 افزایش یافته­است. در مزرعه شماره دو، مقدار جیوه از ppb33 به ppb36 در کشت دوم افزایش یافته و در مزرعه شماره سه کاهش معنی‌داری داشته­است، به صورتی‌که میزان جیوه از ppb25 به ppb12 کاهش یافت. غلظت نیتریت و نیترات نیز در تمامی تیمارها ناچیز بوده­است. با توجه به نتایج به دست­آمده تمامی برنج­های کشت شده در کشت اول و کشت دوم دارای مقداری آرسنیک، کادمیوم و سرب هستند. میزان اندازه­گیری شده در برخی نمونه­ها بیشتر از حد تعیین­شده در استاندارد ملی ایران است و مصرف آنها می­تواند برای مصرف­کنندگان خطرناک باشد.

کلیدواژه‌ها

• کشت اول برنج
• کشت مجدد
• فلزات سنگین
• نیترات
• نیتریت

موضوعات

• شیمی مواد غذایی

©2023 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source.

مراجع

1. Akbari, Sh., & Cheraghi, M. (2019).Investigation of the concentration of heavy metals zinc, lead and cadmium in rice offered in the consumer market of Hamadan.Journal of Environmental Science and Technology, 21(8), 13-22. https://doi.org/10.22034/jest.2020.16352.3260
2. Amirahmadi, N., Abdpoor, A., Bagheri, A., & Keyvanbehjoo, F. (2015). Study and comparison between farm and rice production using two management systems. 3^th National Congress on Organic and Conventional, Ardebil, Iran. (In Persian)
3. Atefi, M., & Mahmoudzadeh, M. (2021). Determination of nitrate and nitrite in agricultural crops distributed in northeast of Iran. Human, Health and Halal Metrics, 2(2), 18-24. https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?id=901033
4. ATSDR, (2003). Agency for Toxic Substances and Disease Registry of the U.S. Department of Health and Human Services. http://www.atsdr.cdc.gov/spl/.
5. Bosque, M.A., Schuhmacher, M., Domino, J.L., & Lobet, J.M. (1990). Concentration of Lead and Cadmium in edible in vegetable from Tarragona province Spain. Science of the Total Environment, 95, 61-67.
6. Bian, Zh., Wang, Y., Zhang, X., Li., T., Grundy, S., Yang, Q., & Cheng, R. (2020). A review of environment effects on nitrate accumulation in leafy vegetables grown in controlled environments. Foods Review.
7. Cao, H., Chen, J., Zhang, J., Zhang, H., Qiao, L., & Men, Y. (2010). Heavy metals in rice and garden vegetables and their risks to inhabitants in the vicinity of an industrial zone in Jiangsu, China. Journal of Environmental Sciences, 22, 1792-1799.
8. Codex Alimentarius, Commission. (2014). Report of the Eighth Session of the Codex Committee on Contaminants in Foods. In Proceedings of the Joint FAO/WHO Food Standards Programme Codex Alimentarius Commission 37th Session, Geneva, Switzerland, December 2014. [Google Scholar]
9. Davis, J.M., Elias, R.W., & Grant, L.D. (1993). Current issues in human lead exposure and regulation of lead. Neurotoxicology, 14, 2–3, 15–27.
10. Deng, F., Yu, M., Martinoia, E., & Song, W.Y. (2019). Ideal cereals with lower arsenic and cadmium by accurately enhancing vacuolar sequestration capacity. Frontiers in Genetics, 10, 322. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00322
11. Farahmandfar, R., Esna Ashari, M., Rashidai Abandansari S., & Maghsoudloo E. (2019). Investigation of mycotoxins and heavy metals in rice samples of Mazandaran province by HPLC and atomic absorption spectroscopy.Iranian Journal of Food Science and Technology, 15(84), 231-242.
12. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Food & Feed-Maximum limit of heavy metals ISIRI. No.12968. Edition, Karaj: ISIRI; 2010. (In Persian)
13. Karbasi, M., Karbasi, E., Saremi, A., & Ghorbani zade Kharazi, H. (2010). Determination of heavy metals concentration in drinking water resources of Aleshtar in 2009. Yafte, 12(1).
14. Khanam, R., Kumar, A., Nayak, A.K., Shahid, Md., Tripathi, R., Vijayakumar, S., Bhaduri, D., Kumar, U., Mohanty, S., & Panneerselvam, P. (2020). Metal(Loid)s (as, Hg, Se, Pb and Cd) in Paddy Soil: Bioavailability and Potential Risk to Human Health. Science of the Total Environment, 699, 134330.
15. Kikuchi, T., Okazaki, M., Toyota, K., Motobayashi, T., & Kato, M. (2007). The input-output balance of cadmium in a paddy field of Tokyo. Chemosphere, 67, 920–927. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.11.018
16. Kim, H.S., Kim, Y.J., & Seo, Y.R. (2015). An overview of carcinogenic heavy metal: molecular toxicity mechanism and prevention. Journal of Cancer Prevention, 20, 232–240. https://doi.org/10.15430/JCP.2015.20.4.232
17. Kolah Kaj, M., Bataleboui, P., Manipour, H.& Modiri, S. (2016). Investigation of arsenic concentration in rice samples and human input dose in Midwood region, Khuzestan.Journal of Health and Environment, Scientific Research Quarterly.
18. Kormoker, T., Porshad, R., Islam, M.D.S, Tusher, T.R., Uddin, M., Khadka, S., Chandra, K. & Sayeed, A. (2021). Presence of toxic metals in rice with human health hazards in Tangail district of Bangladesh. International Journal of Environmental Health Research. https://doi.org/10.1080/09603123.2020.1724271
19. Meharg, A.A., Norton, G., Deacon, C. Williams, P. Adomako, E.E., Price, A., Zhu, Y., Li, G., Zhao, F.J., & McGrath, S. (2013).Variation in rice cadmium related to human exposure. Environmental Science & Technology, 47, 5613–5618.
20. Nies, D.H. (2003). Efflux-mediated heavy metal resistance in prokaryotes. FEMS Microbiology Reviews, 27, 313–339.
21. Nouri, M. Z., Gholami, M., Mousavi, S.A.A. & Hosseini, S.S. (2014). Study of rice replanting in Mazandaran and comparison of crop indices of rice cultivars in two cultivations. The First International Congress and the Thirteenth National Congress of Agronomy and Plant Breeding. 26-28 August.
22. Nozari, H. (2019). Investigation of cadmium, lead and nitrogen in rice in Abarj Fars region.Iranian Journal of Agriculture and Plant Breeding, 15(1), 15-28.
23. Pirrone, N., Cinnirella, S., Feng, X., Finkelman, R., Friedli, H., Leaner, J., Mason, R., Mukherjee, A., Stracher, G., & Streets, D. (2010). Global mercury emission to the atmosphere from anthropogenic and natural sources. Atmospheric Chemistry and Physics, 10, 5951–5964.
24. Punshon, T., Jackson, B.P., Meharg, A.A., Warczack, T., Scheckel, K., & Guerinot, M.L. (2017). Understanding arsenic dynamics in agronomic systems to predict and preven uptake by crop plants. Science of the Total Environment, 581-582, 209–220.
25. Rezaei, L., Alipour, V., Sharafi, P., Ghaffari, H., Nematollahi, A., Pesarakloo, V., & Fakhri, Y. (2021). Concentration of Cadmium, Arsenic and Lead in rice (Oryza sativa) and probabilistic health risk assessment: A case study in Hormozgan province, Iran. Environmental Health Engineering and Management Journal, 8(2), 67-75. https://doi.org/10.34172/EHEM.2021.10
26. Roberts, T.L. (2014). Cadmium and phosphorous fertilizers: the issues and the science. Procedia Engineering, 83, 52–59.
27. Rothenberg, S.E., Feng, X., Zhou, W., Tu, M., Jin, B., & You, J. (2012). Environment and genotype controls on mercury accumulation in rice (Oryza sativa) cultivated along a contamination gradient in Guizhou. China. Science of the Total Environment, 426(1), 272–280.
28. Selin, N.E. (2009). Global biogeochemical cyclying of mercury: a review. Annual Review pf Environment and Resources, 34, 43.
29. Shirzad, B., & Khakipour, N. (2021). Investigation of heavy metal, lead, cadmium and arsenic contamination in high-consumption Anbarbo rice samples in some areas of Khuzestan province. Journal of Food Science and Nutrition, 19(1), 45-54. https://doi.org/10.30495/jftn.2021.19175
30. Shokrzadeh, M., Rokni, A., & Galstvan, M. (2013). Lead, cadmium and chromium concentration in irrigation supply of Tarom rice in central cities of Mazandaran-Iran. Journal of Mazandaran University of Medical Science, 23(98), 234-242.
31. Sivasinthujah, P., Srikaran, R., Thavaranjit, A.C., Velauthamurty, K., Tharmila, C.J., Abiman, P., & Iyngaran, P. (2014). Contents of nitrate, nitrite and the occurrence of bacteria in fermented cooked parboiled rice and their potential ingestion in the diet. Journal of Microbiology and Biotechnology, 4(4), 56-61.
32. States, J.C. (2015). Arsenic: Exposure Sources, Health Risks, and Mechanisms of Toxicity. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey (Chapter 2).
33. Tang, W., Dang, F., Evans, D., Zhong, H., & Xiao, L. (2017). Understanding reduced inorganic mercury accumulation in rice following selenium application: selenium application routes, speciation and doses. Chemosphere, 169, 369-376.
34. Tatah Mentan, M., Nyachoti, S., Scott, L., Phan, N., Okwori, F. O., Felemban, N., & Godebo, T.R. (2020). Toxic and essential elements in rice and other grains from the United States and other countries. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(21), 8128. https://doi.org/10.3390/ijerph17218128
35. Tchounwou, P.B., Yedjou, C.G., Patlolla, A.K., & Sutton D.J. (2012). Heavy metal toxicity and the environment. Supply Chain Management, 101, 64-133.
36. Vahaji, N., Tayefe, M., & Sadeghi, M. (2020). Comparison of the concentration of heavy elements and their weekly absorption in consumed rice planted in different regions of Guilan province. Ebnesina, 21(4), 51-58.
37. (2004). Joint FAO/WHO Expert Standards. Programme Codex Alimentations Commission. Geneva, Switzerland available in the: http:/www. who. int.
38. Wuana, R.A., & Okieimen, F.E. (2011). Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for remediation. International Scholarly Research Notices. https://doi.org/10.5402/2011/402647
39. Zhang, H., Feng, X., Larssen, T., Shang, L., & Li, P. (2010). Bioaccumulation of methylmercury versus inorganic mercury in rice (Oryza sativa) grain. Environmental Science & Technology, 44, 4499–4504.