آلودگی مراتع و تجمع پتانسیل سمی فلزات در حیوانات چرا کننده می­تواند در خاک که به طور طبیعی غنی از فلزات می­باشد، رخ دهد (مارتین و کوقتری[1]، 1982). این آلودگی به طور اتفاقی یا از طریق دستکاری بشر در طبیعت (هاوارد و برسفورد[2]، 1994) و یا استفاده طولانی مدت از لجن فاضلاب به عنوان کود صورت می­پذیرد (ویلینسون[3] و همکاران، 2001). فلزات سنگین آلودگی­های پایداری هستند و برخلاف آلودگی­های آلی تجزیه نمی‌شوند.

در طول چند دهه اخیر سطح فلزات سنگین در هوا، خاک و آب در مناطق شهری و در محدوده شهر افزایش یافته است و سبب افزایش آلودگی­های زیان بار برای محصولات غذایی، چمنزارها و بقیه منابع خوراکی برای حیوانات مزرعه شده است (فونتمونت و وب[4]، 1975). با توجه به غلظت فلزات سنگین آن­ها می­توانند سبب تحریک یا بازدارندگی در طیف وسیعی از آنزیم­ها شده و با دخالت در واکنش­های شیمیایی، سمیت را به دنبال داشته باشند (فایکزوا و فایکز[5]، 2002).

کادمیوم یک عنصر شیمیایی با علامت اختصاری Cd  و عدد اتمی 48، در گروه IIB، دوره تناوب 5 و یک فلز نرم، سفید مایل به آبی که در سال 1817 توسط استرومایر که یک متخصص متالوژی در آلمان بود کشف شد (همپل[6]، 1998). کادمیوم برای تعداد زیادی از موجودات

 زنده، از جمله انسان بسیار مضر است و به عنوان ماده­ای با قابلیت بیماری­زایی در انسان، در فهرست مواد سمی آژانس محافظت از محیط زیست[7] معرفی شده است. آثار سمی این عنصر در انسان از مصرف مکرر گیاهانی که حاوی بیش از سه میلی­گرم کادمیوم در کیلوگرم هستند، بروز می­کند. ماندگاری این فلز در بدن انسان طولانی است به طوری­که نیمه عمر این فلز در بدن انسان بیست سال می­باشد (پرانکل[8] و همکاران، 2005).

کادمیوم از راه­های مختلفی وارد منابع خاک و آب می­گردد که مهمترین راه ورود آن، مصرف کودهای فسفاته می­باشد که از جمله آن می­توان به دی­آمونیوم فسفات و سوپر فسفات تریپل اشاره نمود. میزان مجاز کادمیوم برای کودهای فسفاته 25 میلی­گرم بر کیلوگرم در نظر گرفته شده است. اگر میزان کادمیوم در خاک به 5/1 کیلوگرم در هکتار برسد، هر نوع گیاهی در آن خاک تولید شود قابل استفاده برای انسان­ها و حیوانات نخواهد بود. همچنین افزایش میزان کادمیوم در خاک موجب کاهش محصول در گیاهان می­گردد (پرانکل و همکاران، 2005). منبع اصلی کادمیوم رها شده در فاضلاب شامل آبکاری، گداختن فلز، ساخت پلاستیک، رنگ سازی، باطری­سازی، کود سازی، معدن­کاری و تصفیه فلزات است (لیبیو[9] و همکاران، 2002). استنشاق کادمیوم به سرعت بر کلیه­ها و مجاری تنفسی اثر می­گذارد. حتی مقادیر کم آن می­تواند منجر به سرفه­های دائمی و درد قفسه­ی سینه گردد. بلعیدن کادمیوم می­تواند بلافاصله منجر به مسمومیت روده ای- معده ای شده و به معده و کبد نیز آسیب می­رساند. مسمومیت با کادمیوم باعث بروز نوعی بیماری می­شود که همراه با درد شدید و شکستن بی­دلیل استخوان­ها می­باشد (لوکیدو[10] و همکاران، 2004). به نظر می­رسد که تأثیر فیزیولوژیک کادمیوم، به علت شباهت این عنصر با کلسیم باشد. همچنین کادمیوم می­تواند در برخی آنزیم­ها جانشین روی شود و با تغییر ساختمان فضایی آنزیم موجب از دست رفتن فعالیت کاتالیزوری آنزیم و تغییر مکانیزم جذب آن در بدن و نهایت سبب بروز علایم بیماری گردد (الووت[11]، 1990).

اساس سمیت کادمیوم ناشی از اثر منفی آن بر سیستم آنزیمی بدن است. کادمیوم جایگزین یون­های فلزی نظیر روی، مس و کلسیم در متالوآنزیم‌ها می­شود و بدین طریق باعث کاهش عملکرد آنزیم­ها می­گردد (مشتاقی و همکاران، 1385). سمیت کادمیوم به طور قابل توجهی تحت تاثیر برخی عناصر معدنی به ویژه، کلسیم، فسفات، روی و آهن کاهش می­یابد (گروتن[12] و همکاران، 1991). روی از طریق کاهش تجمع کادمیوم درون سلول موجب محافظت در برابر سمیت کادمیوم می­گردد (بهاتاچاریا و گوپتا[13]،  2008)، سطوح بالای روی در جیره غذایی مرغان تخمگذار بهبود اثرات ناشی از کادمیوم موجود در جیره بر تولید تخم­مرغ را موجب گردیده است (نولان و برون[14]، 2000)؛ با این حال نقش روی در کاهش اثرات سمی کادمیوم بر میکروارگانیسم‌های شکمبه مشخص نیست.

بنتونیت ماده­ای است معدنی از دسته رس‌ها یا شبه رس‌ها و از کانی‌های متورم شونده تشکیل شده است، که عموماً حاوی مونتموریلونیت[15] و به مقدار کم بیدلیت[16] هستند. منظور از بنتونیت، رسی است که ٩٠ درصد کانی مونتموریلونیت داشته باشد (کریم پور، 1387). از جمله برجسته‌ترین خواص بنتونیت توان آن در جذب سموم و عناصر سنگین می‌باشد با این حال تاثیر افزودن آن بر تخفیف اثرات سمی کادمیوم بر تخمیر شکمبه‌ مورد بررسی قرار نگرفته است.

هدف از این آزمایش بررسی تاثیر سم زدایی کادمیوم توسط بنتونیت سدیم و عنصر روی در محیط شکمبه می‌باشد.

1-2 فرضیه­ها:

H0- افزودن روی و بنتونیت سدیم به جیره‌های حاوی کادمیوم نمی‌تواند فراسنجه‌های تولید گاز را تحت تاثیر قرار دهد.

H1- افزودن روی و بنتونیت سدیم به جیره‌های حاوی کادمیوم می‌تواند فراسنجه‌های تولید گاز را تحت تاثیر قرار دهد.

H0– افزودن روی و بنتونیت سدیم به جیره‌های حاوی کادمیوم تاثیری بر تخمیر میکروبی و جریان مواد مغذی از فرمنترهای کشت پیوسته دوجریانه نخواهد داشت.

H1– افزودن روی و بنتونیت سدیم به جیره‌های حاوی کادمیوم تخمیر میکروبی و جریان مواد مغذی از فرمنترهای کشت پیوسته دوجریانه را تحت تاثیر قرار خواهد داد.