اقتصاد دایره‌ای مواد و محصولات را تا زمانی که ممکن است در گردش نگه می‌دارد، استفاده از مواد را کاهش می‌دهد، مواد و محصولات را به گونه‌ای طراحی مجدد می‌کند که کمتر به منابع نیاز داشته باشند، و «ضایعات» را به عنوان یک منبع بازپس می‌گیرد. [۱]. بهبود مدیریت پسماند یک رویکرد کلیدی در مفهوم اقتصاد دایره ای است [۲]. از این نظر، می‌توان استفاده از گونه‌های مهاجم بیگانه (IAS) را برای مصرف انسان در نظر گرفت. طبق قوانین اتحادیه اروپا [۳]، IAS ایجاد شده باید ریشه کن شود، کشته شود و حذف شود (در فرآیند تولید زباله). با این حال، ما پیشنهاد می کنیم خرچنگ سیگنال را به عنوان یک منبع غذایی بشناسیم و از سخت پوستان دستگیر شده برای مصرف انسان استفاده کنیم.

خرچنگ سیگنال یک صلح طلب مهربان (دانا، ۱۸۵۲) یک گونه تجاری جذاب در سراسر جهان است. در دهه ۱۹۶۰ از آمریکای شمالی به سوئد و بعداً به سایر کشورهای اروپایی از جمله لهستان معرفی شد. این گونه دارای پارامترهای بیولوژیکی است که آن را مستعد آبزی پروری می کند. این یک خرچنگ بزرگ با تولید تخم بالاتر است و زودتر از خرچنگ اروپایی به بلوغ جنسی می رسد [۴,۵,۶]. همچنین در مقایسه با گونه های بومی لهستان از نرخ رشد بالاتری برخوردار است [۷]و تحمل وسیع به شرایط محیطی مانند شوری آب تا ۲۱ واحد و درجه حرارت تا ۳۳ درجه سانتی گراد [۸,۹]. این توانایی ها به این خرچنگ اجازه می دهد تا در زیستگاه های مختلف زندگی کند [۸,۱۰,۱۱]. فراوانی بالای خرچنگ سیگنال در سیستم رودخانه ویپرزا (لهستان) به خوبی مستند شده است. [۱۲,۱۳] و نتیجه فرار از مزارع ماهی محلی به طبیعت است. این گونه به عنوان یک IAS در منطقه محسوب می شود و تهدیدی برای اکوسیستم و سایر گونه ها می باشد [۱۳].

کنوانسیون تنوع زیستی (CBD) [14] کشورهای امضاکننده را ملزم می کند تا گونه های بیگانه ای را که اکوسیستم ها، زیستگاه ها یا گونه ها را تهدید می کنند، از بین ببرند. مقررات اتحادیه اروپا (EU) در مورد IAS (مقررات اتحادیه اروپا ۱۱۴۳/۲۰۱۴) [۳] (EU، ۲۰۱۴) همچنین مستلزم اقداماتی است که توسط همه کشورهای عضو برای ریشه کنی سریع IAS جدید و مدیریت موارد تاسیس شده مورد توجه اتحادیه اتخاذ شود. بر اساس ارزیابی خطر گونه های منفرد، فهرست اقدام IAS مربوط به اتحادیه اروپا به تصویب رسیده است [۳] (آگوست ۲۰۱۶، به روز رسانی در سال ۲۰۱۷) و خرچنگ سیگنال به دلیل تأثیرات آنها بر روی گونه ها و زیستگاه های آبزی بومی در این لیست قرار دارد. ریشه کن کردن جمعیت یک خرچنگ سیگنال مهاجم بیگانه به طور بالقوه مزایای زیست محیطی، اقتصادی، و/یا اجتماعی را با جلوگیری از هر گونه تأثیرات بیشتر و گسترش بیشتر جمعیت فراهم می کند. به نظر ما، مصرف پایدار خرچنگ سیگنال به نظر می رسد مفیدتر از حذف یا ریشه کنی باشد. علاوه بر این، پیش‌بینی می‌شود که تغییرات آب و هوایی باعث افزایش فراوانی گونه‌های غیربومی و به طور همزمان امنیت غذایی جهانی را کاهش دهد. [۱۵,۱۶].

ماهی و صدف بخش مهمی از یک رژیم غذایی سالم در سراسر جهان هستند [۱۷]. خرچنگ سومین گونه سخت پوستان جهان است [۱۸] و یک غذای آبزی قابل توجه است [۱۹]. تولید سالانه سخت پوستان در آبزی پروری داخلی به بیش از ۳ میلیون تن در سال ۲۰۱۶ رسید. [۲۰]. با این حال، سطح آلاینده‌های هالوژنه در خرچنگ‌های سیگنالی مصرف‌شده بالقوه از این منطقه هنوز ارزیابی نشده است، اما به دلیل ارزش غذایی بالا (عناصر ماکرو و کمیاب) مکمل خوبی برای رژیم غذایی انسان محسوب می‌شود. [۲۱]. مقاله حاضر این شکاف را با ارائه داده‌های مربوط به ایمنی غذا بر روی خرچنگ سیگنال از رودخانه ساحلی بالتیک پر می‌کند.

آلاینده های آلی پایدار (POPs) مانند هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) و بی فنیل های پلی کلره (PCBs) ترکیبات آلی هستند که در برابر تخریب محیطی از طریق فرآیندهای شیمیایی، بیولوژیکی و فتولیتیکی مقاوم هستند. POP ها آلاینده های جهانی هستند که به طور گسترده توزیع می شوند و ممکن است در فواصل طولانی منتقل شوند [۲۲]. آنها آلاینده های همه جا حاضر در سیستم های آبی هستند و با آب کم و حلالیت چربی بالا مشخص می شوند که منجر به تجمع زیستی آنها در بافت های چربی موجودات می شود. [۲۳]. به دلیل سمیت بالقوه آنها برای حیات وحش و تجمع زیستی در موجودات، POP ها ممکن است باعث بیماری های مزمن از جمله سرطان شوند (به عنوان مثال، [۲۴]). بنابراین، سطح آنها در غذا یک پارامتر مهم تعیین کننده تهدید برای سلامت انسان است. در حالی که مقدار PAH ها و PCB ها اغلب در موجودات آبزی مختلف تعیین می شود (به عنوان مثال، [۲۵,۲۶]سطوح مواد شیمیایی شاخص در این گروه های POP و همچنین ارزیابی خطر ناشی از مصرف موجودات آبزی خاص نسبتا نادر است. [۲۷] (ویندزور و همکاران، ۲۰۱۹).

PAH ها عموماً در مخلوط های پیچیده ای که ممکن است از صدها ترکیب تشکیل شده باشند، وجود دارند. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا (US EPA) در سال ۱۹۷۰ نظارت بر مجموعه ای از ۱۶ PAH را توصیه کرد که اغلب در نمونه های محیطی یافت می شوند. در سال ۲۰۰۲، کمیته علمی مواد غذایی کمیسیون اروپا (SCF) 15 PAH را به عنوان نگرانی عمده برای سلامت انسان شناسایی کرد (که بعداً به عنوان ۱۵ SCF PAH شناخته شد). [۲۸]. این ۱۵ SCF PAH باید پایش شوند تا ارزیابی‌های مواجهه طولانی‌مدت را امکان‌پذیر کند و اعتبار استفاده از غلظت‌های بنزو را تأیید کند.[a]پیرن به عنوان یک نشانگر برای “محتوای کل PAH” [29]. سه سال بعد، اتحادیه اروپا (EU) تحقیق در مورد وقوع این ۱۵ PAH در مواد غذایی را توصیه کرد. [۲۹]. هنگامی که سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) از کشورهای عضو اتحادیه اروپا دعوت کرد تا داده‌های مربوط به وقوع PAH در مواد غذایی را در سال ۲۰۰۶ جمع‌آوری کنند، بنزو[c]فلورن به ۱۵ SCF PAH اضافه شد. این مجموعه ادغام شده اکنون به عنوان PAH های اولویت اتحادیه اروپا ۱۵ + ۱ نامیده می شود [۳۰]. با توجه به این توصیه‌ها، ما ۱۵ + ۱ اتحادیه اروپا PAH را تعیین کردیم: نفتالین، آسنفتیلن، آسناپتن، فلوئور، فنانترن، آنتراسن، فلورانتن، پیرن، بنزو(a)آنتراسن، کریسن، بنزو(ب) فلورانتنز، (الف) پیرن، ایندنو(۱،۲،۳-cd)پیرن، دی بنزو(a،h)آنتراسن، و بنزو(g،h،i)پریلن. برای مدیریت خطرات سلامتی با مصرف ارگانیسم‌های آلوده به POP، معمولاً از رویکرد EPA ایالات متحده استفاده می‌شود. PCB ها همچنین در مخلوط های پیچیده ای که ممکن است از صدها ماده مشابه تشکیل شده باشد، وجود دارند.

ما فرض کردیم که تفاوت‌هایی بین غلظت POPs در بافت ماهیچه‌ای خرچنگ سیگنال جمع‌آوری‌شده در دو حوزه وجود دارد: محیط اصلاح‌شده و محیط نیمه طبیعی. مطالعات قبلی نشان می‌دهد که خرچنگ‌های موجود در رودخانه‌ها به میزان بیشتری تحت تأثیر آلاینده‌های حوضه آبریز نسبت به دریاچه‌ها قرار می‌گیرند، جایی که فرآیندهای داخلی بر جذب آلاینده‌ها در خرچنگ نظارت می‌کنند. [۳۱]. توزیع POPs در خرچنگ از رودخانه ناشناخته بود.

(۱)

برای تعیین غلظت آلاینده های آلی پایدار (PAHs، مانند بالا، و PCBs: 28، ۵۲، ۱۰۱، ۱۱۸، ۱۳۸، ۱۵۶، ۱۸۰) در خرچنگ سیگنال،

(۲)

برای تعیین سطوح PAH4 و PCB6 و مقایسه این مقادیر با حداکثر سطح مجاز در مواد غذایی طبق الزامات مقررات (EU) شماره ۸۳۵/۲۰۱۱ و شماره ۱۲۵۹/۲۰۱۱ [۳۲,۳۳]،

(۳)

برای ارزیابی ضریب خطر (مقر)

(۴)

برای محاسبه محدودیت های مصرف برای اثرات سرطان زا و غیر سرطان زا سلامت.

طبق EPA ایالات متحده، PCBها در انواع فرآیندهای صنعتی (مانند ترانسفورماتورها و خازن‌های الکتریکی، سیالات، افزودنی‌های رنگ، کاغذ کپی بدون کربن، و پلاستیک‌ها و همچنین به طور ناخواسته در طی احتراق تولید می‌شوند) استفاده می‌شوند. PAH ها هنگام سوزاندن زغال سنگ، نفت، گاز، چوب، زباله و تنباکو تولید می شوند. اگزوزهای وسایل نقلیه موتوری، دود سیگار، دود چوب و دود ناشی از جاده های آسفالتی منابع رایج PAH در محیط هستند. جای تعجب نیست که در مناطق مرتبط با فعالیت های انسانی، POP در محیط مورد انتظار است. اگرچه ما پیش بینی کردیم که POP ها در خرچنگ های سیگنالی از بخش رودخانه فوقانی و نیمه طبیعی قابل تشخیص نیستند، نتایج ما نشان داد که POP ممکن است رخ دهد. تانابه و همکاران [۴۸,۴۹] دریافتند که POPها در مناطقی که فعالیت انسانی محدودی دارند (مانند قطب جنوب و قطب شمال) به دلیل حمل و نقل و رسوب اتمسفر قابل شناسایی هستند. [۵۰].

بر اساس آیین نامه شماره ۸۳۵/۲۰۱۱ کمیسیون اتحادیه اروپا [۳۲]بالاترین سطح مجاز غلظت PAH4 (بنزو(a)پیرن، بنز(a)آنتراسن، بنزو(ب)فلورانتن و کریسن) در سخت پوستان مصرفی ۱۲ میکروگرم در کیلوگرم است.^-۱ (در مطالعه ما برابر با ۴ میکروگرم کیلوگرم بود^-۱ در خرچنگ رودخانه ویپرزا و ۳ میکروگرم کیلوگرم^-۱ در خرچنگ از رودخانه Studnica) (شکل ۴). لازم به ذکر است که تا سال ۲۰۰۸ از بنزو(a)پیرن به عنوان نشانگر بروز PAH در غذاها استفاده می شد. اما، در سال ۲۰۰۸، پانل علمی در مورد آلاینده‌ها در زنجیره غذایی سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) به این نتیجه رسید که بنزو (a) پیرن به تنهایی نشانگر مناسبی برای بروز PAHs در غذاها نیست و سیستم چهار نشانگر (بنزو(a)پیرن، بنزو(a)آنتراسن، بنزو(ب)فلورانتن و کریزن) نشانگرهای مناسب تری خواهند بود. در نتیجه، مقررات کمیسیون EU 835/2011 [32] اصلاح مقررات (EC) 1881/2006 [31] به منظور تعیین حداکثر سطوح در مواد غذایی خاص برای مجموع چهار نشانگر PAHs. حداکثر سطوح برای بنزو[a]pyrene برای اطمینان از مقایسه با داده های تاریخی نگهداری شدند. در حال حاضر، حداکثر سطوح در مواد غذایی برای بنزو مشخص شده است[a]پیرن (BaP) و PAH4 [33] هر دو در خرچنگ از R. Wieprza و R. Studnica PAH4 – آنها بیش از (شکل ۴).

میانگین غلظت تمام PAH ها در بافت عضلانی خرچنگ بیشتر از غلظت های موجود در ماهی های دودی مانند قزل آلای رنگین کمان بود. Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792) (2.73)، کپور معمولی کیپرینوس کارپیو Linnaeus، ۱۷۵۸ (۸٫۳۲)، vendace کورگونوس سفید (Linnaeus, 1758) (6.45) و مارماهی اروپایی آنکیلا آنکیلا (Linnaeus، ۱۷۵۸) (۳٫۶۵ میکروگرم کیلوگرم^-۱) [۲۶]. با این حال، مقدار کل آلاینده ها در خرچنگ ممکن است کاهش یابد، زیرا چربی ها و ترکیبات چربی دوست در طول فرآیند پخت تا حدی حذف می شوند. [۲۵,۵۱]. در میان PAH ها، غلظت فنانترن به ویژه در خرچنگ های جمع آوری شده در نزدیکی دهانه رودخانه (R. Wieprza) بالا بود. غلظت آن نیز بالاتر از سایر هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای در هر دو محل نمونه‌برداری بود، احتمالاً به این دلیل که یکی از فراوان‌ترین PAH‌های موجود است. [۵۲,۵۳]. فنانترن ممکن است با کاهش کلسیم خارج سلولی باعث اختلال در عملکرد قلب شود^۲+ هجوم به سلول، مهار K⁺ خروج از کاردیومیوسیت و تغییر نیروی قلبی و ریتم قلب [۵۴]. این ماده ممکن است سرطان زا باشد، اما پتانسیل سرطان زایی نسبی آن بسیار کم است، با سمیت خوراکی کم و مصرف روزانه قابل تحمل (TDI) 0.04 میلی گرم در کیلوگرم بر متر^-۱د^-۱ [۵۵]. غلظت PAH ها در خرچنگ در دم کمتر از سایر قسمت های بدن آن، به عنوان مثال، در احشاء است. این نشان می‌دهد که خوردن تنها بافت دم خرچنگ خطر سرطان‌زایی بسیار کمتری نسبت به خوردن احشاء یا کل ارگانیسم دارد. [۵۶].

در مورد غلظت PCBها، سطح برای مجموع شش شاخص PCB6، نشان دهنده شش همگن (PCB 28، ۵۲، ۱۰۱، ۱۳۸، ۱۵۳، و ۱۸۰) است. [۳۴]هر دو در خرچنگ از R. Studnica (c = 2.3 نانوگرم گرم^-۱) و R. Wieprza (c = 4.2 نانوگرم گرم^-۱) از سطح مجاز ۷۵ نانوگرم در گرم تجاوز نکرده است^-۱ توسط مقررات کمیسیون اتحادیه اروپا ارزیابی شده است [۳۴]. غلظت بالاتری از تمام PCBها در سخت پوستان دیگر از حوضه های دریای بالتیک مانند خرچنگ دستکش چینی یافت شد. Eriocheir sinensis H. Milne Edwards، ۱۸۵۳ در خلیج گدانسک (۲۸۹ کیلوگرم^-۱) یا خرچنگ گونه خاردار فاکسونیوس سیلتی (رافینسک، ۱۸۱۷) از تالاب ویستولا (۱۰۰ کیلوگرم).^-۱) [۲۶]. در مقابل، ماهی کفزی، گوبی گرد نئوگوبیوس ملانوستوموس (پالاس، ۱۸۱۴) از خلیج گدانسک، غلظت PCB در سطح بسیار پایین تری داشت – ۶ نانوگرم کیلوگرم^-۱ [۲۶]. شناخته شده است که PCB ها ممکن است بیماری های عفونی را تشدید کنند زیرا سیستم ایمنی و غدد درون ریز انسان را مختل می کنند. [۵۷,۵۸]. در میان PCBها، PCB 101 در خرچنگ از R. Wieprza و R. Studnica و PCB 180 در بافت ماهیچه ای خرچنگ از R. Wieprza غلظت نسبتا بالایی داشتند. این PCB ها به وفور در محیط و غذا وجود دارند و ممکن است اثرات عصبی رفتاری داشته باشند (به عنوان مثال، [۵۹,۶۰]). PCB 101 و PCB 180 حساسیت به عفونت باکتریایی را افزایش می دهند [۶۱]. با این حال، همانطور که در مطالعه ما مشخص شد، غلظت PCB از سطح مجاز اتحادیه اروپا تجاوز نکرد.

فقدان تفاوت آماری بین غلظت POPs در خرچنگ سیگنال جمع آوری شده از رودخانه Wieprza پایین و از بخش بالادست سیستم رودخانه (رودخانه Studnica) وجود دارد. ما انتظار داشتیم که آلاینده های آلی پایدار در خرچنگ در منطقه نیمه طبیعی به دلیل کمبود یا حداقل سطح منابع محلی POPs شناسایی نشوند. اما وقوع آنها در خرچنگ سیگنال ممکن است نشان دهد که انتقال زیستی POPها نیز امکان پذیر است. نمونه‌های خرچنگ سیگنال با فعالیت فضایی بالا در رودخانه مشخص می‌شوند که از طریق حرکت آشکار می‌شود. [۶۲]. آنها ممکن است در جهت بالادست و پایین دست مهاجرت کنند و از رسوبات آلوده به آلاینده های آلی پایدار عبور کنند. بسیاری از گونه های مهاجر دیگر مانند ماهی قزل آلا [۶۳,۶۴]، POP ها را در فواصل طولانی منتقل می کند و ممکن است ناقل زیستی آلاینده های آلی پایدار از منابع به مناطق دور افتاده باشد. به این ترتیب، POP ها ممکن است در موجوداتی که حتی در مناطقی زندگی می کنند که POPs هرگز شناسایی نشده اند، قابل تشخیص باشند.

مطالعات قبلی نشان داد که طول عمر موجودات می تواند بر تجمع زیستی آلاینده ها در آنها تأثیر بگذارد. [۶۵]. در گونه های با عمر طولانی، مانند خرچنگ، که می تواند تا ۲۰ سال زندگی کند [۶۶]، تجمع زیستی ممکن است بیشتر از موجودات کوتاه مدت باشد [۶۵]. با این حال، خرچنگ سیگنالی در معرض آلاینده‌های POP قرار نمی‌گیرد، زیرا گونه‌هایی که در سطوح تغذیه‌ای بالاتر قرار دارند، زیرا در طی بزرگنمایی زیستی، تجمع آلاینده‌ها از طریق انتقال تغذیه در طول زنجیره غذایی اتفاق می‌افتد. [۶۷]. علاوه بر این، ارگانیسم‌های تنفس‌کننده آب (مانند خرچنگ‌های سیگنال‌دار) بزرگنمایی زیستی کمتری نسبت به موجودات تنفسی هوا نشان می‌دهند که به تفاوت در فیزیولوژی دستگاه گوارش و دمای بدن مربوط می‌شود. [۶۸].

خطر سرطان زایی تعیین شده (CR_لیم) نشان دهنده خطر بالقوه سلامت مرتبط با انواع مختلف سرطان ناشی از مصرف گوشت سیگنال آلوده خرچنگ است. CR_لیم برای اثرات غیر سرطان زا برخی از اثرات نامطلوب سلامتی مانند بیماری های تولید مثلی، عصبی رشدی، قلبی عروقی و غدد درون ریز را در نظر می گیرد. [۶۹]. ارزش های خطر سرطان زایی CR_لیم (خطر سرطان در طول عمر)، PAH و PCB کمتر از خطر غیر سرطان زا است.جدول ۲). بر اساس رویکرد EPA ایالات متحده، خطر سلامت عمومی قابل توجهی ناشی از مصرف خرچنگ های سیگنالی آلوده به POP وجود ندارد، زیرا ضریب خطر محاسبه شده (مقر) کمتر از ۱ بود. با این حال، نمونه های خرچنگ در بافت های خام و خشک آزمایش شدند و پس از پخت و پز، سطح آلاینده ها در بافت ماهیچه ای مصرف شده کمتر است. [۲۶,۵۱]. علاوه بر این، در لهستان، خرچنگ به عنوان یک غذای لذیذ در نظر گرفته می شود و مصرف آن در مقایسه با منابع سنتی پروتئین مانند گوشت و ماهی، گهگاهی و در سطح پایینی است. به گفته گادفری و همکاران. [۷۰]میانگین مصرف گوشت فرآوری شده در اروپای غربی حدود ۲۶٫۴ گرم در روز است^-۱. میانگین مصرف ماهی برای جمعیت عمومی و ماهیگیران تفریحی ۱۷٫۵ گرم در روز بود^-۱ [۴۵]. در مقابل، خرچنگ ها در فروشگاه های مواد غذایی در لهستان فروخته نمی شوند، به استثنای فروشگاه های IKEA که در آنها به صورت فصلی فروخته می شود. در آینده، این ممکن است به دلیل افزایش تقاضا برای پروتئین تغییر کند. سازمان بهداشت جهانی مصرف ۱ تا ۲ وعده d را توصیه می کند^-۱ گوشت بدون چربی، مرغ، ماهی یا حبوبات در لهستان [۷۱]; بنابراین، منابع جایگزین پروتئین ممکن است در میان برخی از مصرف کنندگان محبوب تر شوند.

خرچنگ سیگنال ممکن است به یک غذای فصلی محبوب تبدیل شود که به صورت محلی در لهستان سرو می شود، مانند برخی از کشورها، به عنوان مثال، سوئد [۷۲]. مصرف این گونه روشی مناسب برای استفاده از مهاجمان ناخواسته در محیط طبیعی است و مناسب بودن آن به عنوان غذا تایید شده است. [۱۸,۷۳]. از آنجایی که خرچنگ های سیگنالی با کاهش گونه های بومی و همچنین تغییر محیط زیست با نقب زدن به رودخانه ها و سواحل کانال ها و در نتیجه افزایش فرسایش، اکوسیستم ها را تهدید می کنند. [۷۳]اقداماتی برای کاهش تعداد آنها انجام شود. کمپین های افزایش مصرف انسان از این خرچنگ باید حذف این گونه غیر بومی در منطقه مورد مطالعه را تسریع کند. [۷۴,۷۵]. استراتژی‌های افزایش مصرف خرچنگ سیگنال باید شامل یارانه‌هایی برای به دام انداختن در حوضه آبریز رودخانه ویپرزا، کمپین‌هایی برای تشویق استفاده از این گونه و کاهش قیمت‌ها در هر واحد باشد.