طب پیشگیری

مقدمه
سازمان ملل ‌متحد در سپتامبر سال ۲۰۱۵ آرمان‌های توسعه پایدار را به‌عنوان دستور کار مشترک تمام کشورها برای دست‌یابی به توسعه پایدار به تصویب رساند. از بین ۱۷ آرمان مطرح‌شده برای توسعه پایدار، آرمان ششم آن به تأمین آب سالم و بهسازی محیط اختصاص یافته است. بنابراین دسترسی به آب سالم یکی از چالش‌هایی است که جامعه جهانی با آن روبه‌رو است [1]. ‏از میان انواع آلاینده‌های منابع آبی، فلزات سنگین به‌دلیل عدم تجزیه‌پذیری زیستی، قابلیت تجمع در زنجیره غذایی و اثرات سوء‌ حاد و مزمن بر سلامت انسان بسیار نگران‌کننده هستند. تحقیقات نشان می‌دهد بیشتر از 90 درصد از سرطان‌ها در اثر عوامل محیطی خارجی ایجاد می‌شوند که مستقیم یا غیرمستقیم بر DNA تأثیر می‌گذارند [2]. تحقیقات اپیدمیولوژیک مولکولی تأیید کرده است عوامل محیطی، دلایل عمده بروز سرطان انسانی هستند و میزان تأثیر این عوامل به خصوصیات ژنتیکی و حساسیت فرد نیز بستگی دارد [3]. با توسعه صنعتی‌شدن و شهرنشینی، آلودگی مدیاهای محیطی به فلزات سنگین تهدیدی جدی برای سلامتی انسان به همراه داشته است [3]. در رتبه‌بندی عوامل سرطان‌زا، برخی فلزات سنگین مانند آرسنیک، کروم، کادمیوم، سرب و جیوه را آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان و آژانس حفاظت از محیط‌‌زیست آمریکا به‌عنوان عوامل سرطان‌زا قطعی طبقه‌بندی ‌کردند [4].
روش‌های مواجهه انسان با فلزات سنگین از طریق مدیاهای محیطی آب، هوا و غذاست. افراد ممکن است در طول زندگی خود از مسیرهای ذکرشده در معرض فلزات سنگین قرار بگیرند. فلزات سنگین دریافتی از طریق آشامیدنی بیشترین تهدید را برای سلامت افراد به وجود می‌آورند [4]. برای ‌مثال، طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی، تقریباً 130 میلیون نفر ممکن است در معرض آب آشامیدنی حاوی بیشتر از 10 میکروگرم بر لیتر آرسنیک قرار بگیرند [5]. با توجه به اینکه در مطالعات گذشته ارتباط مواجهه با فلزات سنگین و بروز و مرگ‌و‌میر سرطان تأیید شده است [3] و آب آشامیدنی یکی از مسیرهای اصلی مواجهه با فلزات سنگین درنظر گرفته می‌شود، این مطالعه با هدف ارزیابی ریسک مواجهه با فلزات سنگین در آب آشامیدنی در شهر بندرعباس انجام شد [6].
مواد و روش‌ها
این مطالعه توصیفی‌تحلیلی بر روی نمونه‌های آب آشامیدنی در شهر بندرعباس که از شهرهای جنوبی ایران است، در سال 1399 انجام شده است. به‌منظور پوشش تمام مناطق مورد‌مطالعه بر اساس نقشه شهر، نقاط نمونه‌برداری به‌صورت یکنواخت در سرتاسر شهر بندرعباس انتخاب شدند. تعداد نقاط نمونه‌گیری از شبکه توزیع آب شهری بندرعباس 12 نقطه تعیین شدند. نقاط نمونه‌گیری در تصویر شماره 1 نشان داده شده است.



از شبکه توزیع آب آشامیدنی، دستگاه‌های تصفیه آب خانگی و مراکز تصفیه آب شهری، 42 نمونه جمع‌آوری شده است. نمونه‌برداری با استفاده از بطری‌های پلی‌اتیلن از پیش شسته‌شده با آب مقطر و اسید نیتریک انجام شد. پس از نمونه‌گیری به منظور حفاظت از نمونه‌ها، اسید نیتریک به نمونه‌ها اضافه و تا قبل از آنالیز در دمای کمتر از 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. در این مرحله به ازای هر 100 میلی‌لیتر نمونه، 1 میلی‌لیتر اسید نیتریک برای کاهش pH به کمتر از 3 اضافه شد. در کل 42 نمونه گرفته شد. برای تعیین سرانه مصرف آب آشامیدنی شهر بندرعباس با استفاده از پرسش‌نامه کوهورت پرشین، اطلاعات نوع و میزان مصرف آب آَشامیدنی از ساکنین پرسیده شد.
تحلیل  شیمیایی
 نمونه‌ها با رعایت زنجیره سرد جهت سنجش با دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی-اسپکترومتری جرمی به آزمایشگاه منتقل شدند. برای آماده‌سازی ابتدا نمونه‌ها از کاغذ صافی 0/45 میکرون عبور داده و سپس با استفاده از اسید نیتریک، pH نمونه‌ها به کمتر از 2 رسانده شدند. از دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی-اسپکترومتری جرمی مدل Agilent Series Hp4500، ساخت کشور آمریکا برای تجزیه‌و‌تحلیل غلظت فلزات سنگین استفاده شد. تمام نتایج آزمایش‌ها و میانگین آن‌ها گزارش شده است. جدول شماره 1 حد تشخیص دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی-اسپکترومتری جرمی برای سنجش فلزات مختلف نشان می‌دهد.



ارزیابی ریسک بهداشتی
به‌منظور ارزیابی ریسک سلامتی ناشی از مواجهه با فلزات سنگین ازطریق آب آشامیدنی در شهر بندرعباس از روش پیشنهادی سازمان حفاظت از محیط‌زیست آمریکا استفاده شد. ابتدا با استفاده از فرمول شماره 1 میزان دُز دریافتی روزانه فلزات محاسبه شد [7، 8].



در معادله (میانگین دُز روزانه در طول عمر) میزان دُز دریافتی روزانه به ازای هر کیلوگرم وزن بدن فرد (میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز)، غلظت فلز: (میلی‌گرم بر لیتر)، میزان مصرف آب (لیتر)، ‌فراوانی مواجهه (روز در سال) ، زمان مواجهه (سال)، وزن بدن (کیلوگرم)، امید به زندگی (به‌‌طور متوسط 70 سال است).
بعد از محاسبه مقادیر میزان دُز دریافتی روزانه از طریق آشامیدن (بلعیدن) شاخص ریسک سرطان‌زایی از مسیر آشامیدن برای هر فلز با استفاده از فرمول شماره 2 محاسبه شد [7، 8]. 
2.‌ CR=LADD×CSF
فاکتور احتمال ابتلا به سرطان یعنی CSF در هر واحد قرارگیری در معرض آلاینده (میلی‌گرم در کیلوگرم در روز): درصورتی که کمتر از 6-10 (10 به توان منفی 6 ) باشد، خطر سرطان­‌زایی وجود ندارد. مقادیر ریسک سرطان‌زایی بالاتر از 4-10 (10 به توان منفی 4 است) نشان‌دهنده احتمال خطر سرطان‌زایی فلزات سنگین برای مصرف‌کنندگان آب آشامیدنی منطقه مورد مطالعه است. جدول شماره 2 مقادیر پارامترهای مورد استفاده برای ارزیابی ریسک را نشان‌می‌دهد.
به‌دلیل عدم قطعیت و تغییرپذیری مربوط به مقادیر ثابت پارامترها در معادله شاخص ارزیابی ریسک، محاسبه شاخص ریسک سرطان‌زایی با استفاده از شبیه‌سازی مونت کارلو با 10000 تکرار با استفاده از نرم‌افزار  Oracle Crystal ballانجام شد.



یافته‌ها
جدول شماره 3، نتایج مربوط به میانگین غلظت فلزات سنگین در آب آشامیدنی شهر بندرعباس را نشان می‌دهد. با توجه به نتایج و طبق استاندارد آب آشامیدنی ایران (استاندارد 1053) و رهنمود سازمان بهداشت جهانی میانگین غلظت تمامی فلزات سنگین در آب آشامیدنی شهر بندرعباس کمتر از حداکثر غلظت مجاز استانداردهای ذکر ‌شده است. 



تصویر شماره 2، نتایج مربوط به میزان دریافتی روزانه فلزات سنگین برای ریسک سرطان‌زایی در آب آشامیدنی شهر بندرعباس را نشان می‌دهد. در نمودارهای میزان دریافتی روزانه حد پایینی رنگ آبی صدک 10 و حد بالایی آن صدک 90 را نشان می‌­دهد. 



تصویر شماره 3، نتایج مربوط به ارزیابی ریسک سرطان‌زایی ناشی از فلزات سنگین در آب آشامیدنی شهر بندرعباس را نشان می‌دهد. در نمودارهای ریسک، حد پایینی رنگ بنفش صدک 10 و حد بالایی آن صدک 90 را نشان می‌دهد.



با توجه به نتایج، میانگین ریسک سرطان‌زایی ناشی از آرسنیک برای شهر بندرعباس بالاتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است و برای بقیه فلزات میانگین ریسک سرطان‌زایی کمتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است.
نتایج تحلیل حساسیت برای پارامترهای ورودی بر روی ریسک سرطان‌زایی در تصویر شماره 4 نشان داده شده است. سهم نسبی هریک از پارامترهای ورودی در عدم قطعیت و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی با استفاده از ضریب همبستگی اسپیرمن ارزیابی شد. ضریب بالاتر بدون درنظر گرفتن علامت آن (مثبت و منفی) نشان‌دهنده تأثیر بیشتر در عدم اطمینان و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی است. 



همان‌طور که در تصویر شماره 4 مشاهده می‌شود، در شهر بندرعباس، میزان مصرف آب لوله‌کشی بیشترین تأثیر در عدم قطعیت و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی آرسنیک (63/4 درصد) و کادمیوم (45 درصد)، و میزان آب مصرفی مراکز تصفیه کمترین سهم در عدم قطعیت و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی آرسنیک (4/1 درصد) و کادمیوم (25/6 درصد) را دارند. غلظت نیکل آب تصفیه خانگی (45/8 درصد) بیشترین و میزان آب مصرفی مراکز تصفیه (6 درصد) کمترین سهم در عدم قطعیت و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی این فلز را دارند. برای سرب نیز غلظت آن در آب لوله‌کشی (40/3 درصد) بیشترین و میزان آب مصرفی تصفیه خانگی (1/1 درصد) کمترین سهم در عدم‌ قطعیت و تغییرپذیری ریسک سرطان‌زایی این فلز را دارند. 
بحث و نتیجه‌گیری
با توجه به نتایج و طبق استاندارد آب آشامیدنی ایران (استاندارد 1053) و رهنمود سازمان بهداشت جهانی، میانگین غلظت تمامی فلزات سنگین در آب آشامیدنی شهر بندرعباس کمتر از حداکثر غلظت مجاز استانداردهای ذکر‌شده است. در مطالعه‌ای که در استان سیستان و بلوچستان بر روی آب آشامیدنی انجام شده است، میانگین غلظت آرسنیک این منطقه همانند شهر بندرعباس کمتر از حد استانداردهای توصیه‌شده است که با مطالعه حاضر مطابقت دارد [9]. همچنین نتایج مطالعه رجایی و همکاران در شهر زابل نشان می‌دهد میانگین غلظت آرسنیک، نیکل و سرب کمتر از حد استانداردهای توصیه‌شده است که با مطالعه حاضر مطابقت دارد [10].
با توجه به نتایج، میانگین ریسک سرطان‌زایی ناشی از آرسنیک برای شهر بندرعباس بالاتر از حد استاندارد (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است. برای بقیه فلزات میانگین ریسک سرطان‌زایی کمتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی می‌باشد. 
نتایج مطالعه اسلامی و همکاران در شهر رفسنجان حاکی از آن است که ریسک سرطان‌زایی ناشی از آرسنیک آب آشامیدنی در این شهر بالاتر از حد استاندارد تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارد [11]. 
نتایج مطالعه تولابی و همکاران در شهر بم حاکی از آن است که ریسک سرطان‌زایی ناشی از آرسنیک آب آشامیدنی در این شهر بالاتر از حد استاندارد تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارد [12].
میانگین ریسک سرطان‌زایی نیکل در شهر بندرعباس کمتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است. مطالعه ملکی و همکاران در شهر کردستان حاکی از آن است که ریسک سرطان‌زایی ناشی از نیکل آب آشامیدنی در این شهر پایین‌تر از حد استاندارد تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارد [13].
میانگین ریسک سرطان‌زایی سرب کمتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است. نتایج مطالعه میرزابیگی و همکاران در استان سیستان و بلوچستان حاکی از آن است که ریسک سرطان‌زایی ناشی از سرب آب آشامیدنی در این شهر پایین‌تر از حد استاندارد تعیین‌شده  سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارد [14]. میانگین ریسک سرطان‌زایی کادمیوم کمتر از حد مجاز (4-10) تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است. در مطالعه دشتی‌زاده و همکاران در شهر زاهدان نتایج حاکی از آن است که ریسک سرطان‌زایی ناشی از کادمیوم آب آشامیدنی در این شهر پایین‌تر از حد استاندارد تعیین‌شده سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج مطالعه ما مطابقت دارد [15]. همچنین نتایج مطالعه شهریاری و همکاران در شهر زابل نشان می‌دهد ریسک سرطان‌زایی ناشی از کادمیوم آب آشامیدنی در این شهر پایین‌تر از حد استاندارد تعیین‌شده  سازمان بهداشت جهانی است که با نتایج این مطالعه مطابقت دارد [16].
با توجه به نتایج، میانگین غلظت فلزات اندازه‌گیری‌شده در آب آشامیدنی بندرعباس و ریسک آن‌ها به‌جز آرسنیک پایین‌تر از حد استاندارد بود. اگرچه نتایج غلظت‌ها و ریسک‌ها تهدید قابل‌توجهی برای ساکنان نشان نمی‌دهد، پیشنهاد می‌شود مطالعات بیشتری به‌ویژه درمورد غلظت آرسنیک انجام شود و سازمان تأمین‌کننده آب و متخصصان بهداشت باید به احتیاط‌ها توجه کنند.


ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این مطالعه دارای تأییدیه اخلاقی به شماره IR.HUMS.REC.1398.413 از دانشگاه علوم‌پزشکی هرمزگان است.
حامی مالی
این تحقیق با حمایت مالی معاونت تحقیقات دانشگاه علوم‌پزشکی هرمزگان انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
طراحی مطالعه: حمیدرضا غفاری، ولی علیپور، کاووس دیندارلو و مهدی فضل زاده؛ نمونه‌برداری، تجزیه‌وتحلیل نمونه‌های آب و جمع‌آوری داده‌ها: زهره کمری و حمیدرضا غفاری؛ تجزیه‌وتحلیل داده‌ها: امین قنبرنژاد و حمیدرضا غفاری; نگارش پیش نویس اول: زهره کمری و حمیدرضا غفاری. همه نویسندگان نتایج را مورد بحث قرار دادند و در مورد نسخه نهایی اظهارنظر کردند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان این مقاله از حمایت مالی معاونت و تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم‌پزشکی هرمزگان تشکر و قدردانی می‌کنند.

1. Lim SS, Allen K, Bhutta ZA, Dandona L, Forouzanfar MH, Fullman N, et al. Measuring the health-related sustainable development goals in 188 countries: A baseline analysis from the global burden of disease study 2015. Lancet. 2016; 388(10053):1813-50. [DOI:10.1016/S0140-6736(16)31467-2]
2. Amin MM, Kazemi A, Eskandari O, Ghias M, Fatehizadeh A, Zare MR. Geographical distribution of stomach cancer related to heavy metals in Kurdistan, Iran. Int J Env Health Eng. 2015; 4:12. [DOI:10.4103/2277-9183.157700]
3. Yuan W, Yang N, Li X. Advances in understanding how heavy metal pollution triggers gastric cancer. Biomed Res Int. 2016; 2016:7825432. [DOI:10.1155/2016/7825432] [PMID] [PMCID]
4. Mishra S, Dwivedi SP, Singh RB. A review on epigenetic effect of heavy metal carcinogens on human health. Open Nutraceuticals J. 2010; 3:188-93. [DOI:10.2174/18763960010030100188]
5. Marchiset-Ferlay N, Savanovitch C, Sauvant-Rochat MP. What is the best biomarker to assess arsenic exposure via drinking water? Environ Int. 2012; 39(1):150-71. [DOI:10.1016/j.envint.2011.07.015] [PMID]
6. Roshandel G, Ghanbari-Motlagh A, Partovipour E, Salavati F, Hasanpour-Heidari S, Mohammadi G, et al. Cancer incidence in Iran in 2014: Results of the Iranian National Population-based cancer registry. Cancer Epidemiol. 2019; 61:50-8. [DOI:10.1016/j.canep.2019.05.009] [PMID]
7. Ghaffari HR, Kamari Z, Ranaei V, Pilevar Z, Akbari M, Moridi M, et al. The concentration of potentially hazardous elements (PHEs) in drinking water and non-carcinogenic risk assessment: A case study in Bandar Abbas, Iran. Environmental Research. 2021; 201:111567. [DOI:10.1016/J.Envres.2021.111567] [PMID]
8. Ghaffari HR, Kamari Z, Hassanvand MS, Fazlzadeh M, Heidari M. Level of air BTEX in urban, rural and industrial regions of Bandar Abbas, Iran; indoor-outdoor relationships and probabilistic health risk assessment. Environmental Research. 2021; 200:111745. [DOI:10.1016/j.envres.2021.111745] [PMID]
9. Radfard M, Yunesian M, Nabizadeh R, Biglari H, Nazmara S, Hadi M, et al. Drinking water quality and arsenic health risk assessment in Sistan and Baluchestan, Southeastern Province, Iran. Hum Ecol Risk Assess. 2019; 25(4):949-65. [DOI:10.1080/10807039.2018.1458210]
10. Rajaei G, Mansouri B, Jahantigh H, Hamidian AH. Metal concentrations in the water of Chah nimeh reservoirs in Zabol, Iran. Bull Environ Contam Toxicol. 2012; 89(3):495-500. [DOI:10.1007/s00128-012-0738-0] [PMID]
11. Eslami H, Esmaeili A, Razaeian M, Salari M, Hosseini AN, Mobini M, et al. Potentially toxic metal concentration, spatial distribution, and health risk assessment in drinking groundwater resources of southeast Iran. Geosci Front. 2022; 13(1):101276. [DOI:10.1016/j.gsf.2021.101276]
12. Toolabi A, Bonyadi Z, Paydar M, Najafpoor AA, Ramavandi B. Spatial distribution, occurrence, and health risk assessment of nitrate, fluoride, and arsenic in Bam groundwater resource, Iran. Groundw Sustain Dev. 2021; 12:100543. [DOI:10.1016/j.gsd.2020.100543]
13. Maleki A, Jari H. Evaluation of drinking water quality and non-carcinogenic and carcinogenic risk assessment of heavy metals in rural areas of Kurdistan, Iran. Environ Technol Innov. 2021; 23:101668. [DOI:10.1016/j.eti.2021.101668]
14. Mirzabeygi M, Abbasnia A, Yunesian M, Nodehi RN, Yousefi N, Hadi M, et al. Heavy metal contamination and health risk assessment in drinking water of Sistan and Baluchistan, Southeastern Iran. Hum Ecol Risk Assess. 2017; 23(8):1893-905. [DOI:10.1080/10807039.2017.1322895]
15. Dashtizadeh M, Kamani H, Ashrafi SD, Panahi AH, Mahvi AH, Balarak D, et al. Human health risk assessment of trace elements in drinking tap water in Zahedan city, Iran. J Environ Health Sci Eng. 2019; 17(2):1163-9. [DOI:10.1007/s40201-019-00430-6] [PMID] [PMCID]
16. Shahriyari J, Rezaei MR, Kamani H. [Carcinogenic and non-carcinogenic risk assessment of heavy metals in drinking tap water in Zabol city, Iran (Persian)]. J Neyshabur Uni Med Sci. 2020; 8(3):59-75. [Link]