سموم سیانوباکتریایی

موضوع : سموم سیانوباکتریایی

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

چكيده
سيانوباكترها (جلبك‎هاي سبز ‎- آبي) جزء پروكاريوت‎ها محسوب مي‎شوند. اين فيتوپلانكتون‎ها معمولاً در آب‎هاي شيرين و لب شور يافت مي‎شوند و از لحاظ شكل ظاهري به دو گروه رشته‎اي و كلني تقسيم مي‎شوند.
سيانوباكترها در هنگام بلوم (شكوفايي)، سمومي را توليد مي‎كنند كه سلامت آب آشاميدني را به مخاطره مي‎اندازند و اثرات مضري بر روي موجودات زنده دارند. اين سموم عبارتند از: ميكروسيس‎تين‎ها، نودولارين‎ها، ساكسي توكسين‎ها، آناتوكسين ‎a، آناتوكسين ‎S(a) و ‎Cylindrospermopsin. اين سموم از نظر ساختماني متفاوتند و محدودة عصبي را شامل مي‎شود. وجود سيانوباكترها و سموم آنها در مخازن آبي مورد استفاده براي آشاميدن به علت عدم مديريت صحيح منابع و مخازن آبي است.
روش‎هاي تيمار آبي كه در اين پروژه مورد بحث قرار گرفته‎اند عبارتند از: كلرزني، فيلتراسيون سريع يا كند، به ويژه استفاده از ازن و غيره، از موثرترين روش‎ها در از بين بردن سيانوباكترها هستند.
 مقدمه
بعضي از جلبك‎هاي سبز ‎- آبي سمومي توليد مي‎كنند كه وجود اين سموم و افزايش آنها در آب آشاميدني باعث ايجاد اثرات حاد و مزمن مي‎گردد و ممكن است حيات موجودات زندة آبزي و ديگر موجوداتي را كه از اين آب آلوده استفاده مي‎كنند، تهديد كنند.
فعاليت‎هاي انساني مانند ورود فاضلابهاي شهري، صنعتي و كشاورزي كه حاوي عناصر غذايي فراواني هستند باعث شكوفايي اين جلبك‎ها مي‎گردد و در نتيجه اكسيژن آب كاهش مي‎يابد و آب رنگ و بوي نامطبوع پيدا مي‎كند و سبب افزايش مرگ و مير موجودات زنده و يا افزايش بيماريهاي حاد و مزمن مي‎شود. مديريت صحيح منابع آبي مي‎تواند از لوم اين جلبك‎ها جلوگيري كند.
با ارزيابي اين سموم در منابع آبي و تعيين مقادير آنها و اتخاذ روشهاي مناسب براي مبارزه و كنترل آنها مي‎توان ميزان آلودگي منابع آبي و تعيين مقادير آنها و اتخاذ روشهاي مناسب براي مبارزه و كنترل آنها مي‎توان ميزان آلودگي منابع آبي به سموم سيانوباكترها را تا حد قابل ملاحظه‎اي كاهش داد و سلامت و بقاء موجودات زنده را تضمين كرد.
پژوهش‎ها و مطالعات فراواني در زمينة روشهاي كنترل اين سموم صورت گرفه است و اين روشها تا حد قابل ملاحظه‎اي در كاهش سموم سيانوباكترها مؤثر واقع شده‎اند. اين روشها عبارتند از كنترل يا مبارزة بيولوژيك و يا افزودن مواد شيميايي به منابع آب.
البته سيانوباكترها در بعضي از نقاط دنيا به علت اينكه شرايط مناسبي فراهماست تجمع زيستي پيدا كرده‎اند.
 فصل اول
انواع سيانوباكترها (جلبك‎هاي سبز ‎- ويژگيهاي بيولوژيكي، ظاهري و ‎بلومهاي سمي آنها)
جلبك‎هاي سبز ‎- آبي داراي 150 جنس و 2000 گونه هستند كه در حال حاضر كمتر از 40 گونة سمي تشخيص داده شده‎اند. جلبك‎هاي سبز ‎- آبي با بيش از 3 ميليون سال قدمت از قديمي‎ترين موجودات بوده كه سالانه با بلوم خود سبب مرگ و مير بسياري از آبزيان و احشام مي‎گردند.
1-1-  تاريخچه
سيانوفيت‎ها يا جلبك‎هاي سبز ‎- آبي در واقع همان سيانوباكترها هستند كه تا سال 1978 اين ميكروارگانيسم‎ها جزء جلبك‎ها محسوب مي‎شدند تا اينكه در سال 1978 دانشمندي به نام ‎Stanier و همكارانش بررسي علمي بسيار منطقي روي اين ميكروارگانيسم‎ها انجام دادند و ثابت نمودند كه سيانوفيت‎ها نه تنها فاقد هسته و غشاء هسته مي‎باشند، بلكه از نظر ضريب رسوبگذاري ميتوكندري ‎SRNA شانزده مي‎باشند كه شباهت بسيار زياد بين آنها و باكتريهاست.
1-2- ويژگيهاي ساختاري و بيولوژيكي سيانوباكترها
سيانوباكترها فاقد هستة مشخص، مژك و تاژك بوده و گروه اصلي پروكاريوتها را تشكيل مي‎دهند. از نظر ساختماني حاوي ديوارة سلولي هستند، كه در باكتريهاي گرم منفي وجود دارد. با اين تفاوت كه در بسياري از آنها لاية پكتيني و سلولزي نيز موجود است. سيانوباكترها داراي رنگدانه‎هاي مخصوص بيلوپروتئين‎ها (فيكواريترين ‎C)، زانتين، كلروفيل ‎a و كاروتين. معمولاً كلروفيل ‎c و ‎b در سيانوباكترها وجود ندارند. جلبك‎هاي سبز ‎- آبي علاوه بر كلروفيل ‎a داراي رنگ خاص آبي به نام فيكوسيانين مي‎باشند. رنگ قرمز فيكواريترين هم در برخي گونه‎ها ديده مي‎شود. تقريباً در تمامي گونه‎ها اطراف سلول را يك غشاء ژله‎اي فرا گرفته است كه از بخش غشاء سلولي و يا از سلول مستقيماً ترشح مي‎شود. واكوئل در سيانوباكترها از انواع هوايي و يا غذايي هستند كه واكوئل‎هاي هوايي موجب شناوري سيانوباكترها در سطح آب و بهبود فتوسنتز مي‎گردند. معمولاً ذرات رنگي (كروموبلاست) بر روي تيلاكوئيد قرار دارند. سنتروبلاست‎ها در مركز سلول قرار دارند و برخلاف كروموبلاست‎ها ناحية بي‎رنگ محسوب مي‎شوند. طيف رنگ و رنگدانه‎ها در سيانوباكترها با توجه به نوع گونه متفاوت است. معمولاً، هيدراتهاي كربن در سيانوباكترها وجود دارند كه به آميلوپكتين معروفند. برخي از چربيها و پروتئين‎هاي ديگر نيز در سيانوباكترها ديده مي‎شوند.
جلبك‎هاي سبز ‎- آبي براساس نوع و نسبت رنگدانه‎ها ممكن است به رنگ‎هاي چمني، سياه، قرمز، قهوه‎اي، زرد و يا بنفش ديده شوند و با وجودي كه سيانوباكترها فاقد هرگونه مژك يا تاژك‎اند، ولي نوعي حركت ويژه در گونه‎هاي رشته‎اي ديده مي‎شود كه هنوز مكانيسم دقيق آن روشن نشده است. در حقيقت گونه‎هاي رشته‎اي يك حركت بطني خزنده دارند و گونه‎هاي تك سلولي و تشكيل دهندة كلني فاقد تحرك هستند. برخي از گونه‎هاي جلبك‎هاي سبز ‎- آبي (در گونه‎هاي رشته‎اي) تا حدي بزرگ مي‎شوند كه با چشم غيرمسلح قابل ديد هستند. در جلبك‎هاي رشته‎اي مواد ژله‎اي به شكل لوله بوده و سلولها در امتداد يكديگر از طريق پلاسموديوم به يكديگر متصل‎اند. شناسايي مواد ژله‎اي به ويژه زماني كه بي‎رنگ هستند از طريق ميكروسكوپ مشكل است. رديف‎هاي سلولي در گونه‎هاي نخي شكل را تريكوم گويند.
تكثير جلبك‎هاي سبز ‎- آبي از طريق غيرجنسي (پاره شدن غلاف ژلاتيني و دو نيم شدن سلولها) صورت مي‎گيرد، يعني تكثي در قسمت داخلي ديوارة سلولي انجام مي‎شود ولي بخش خارجي بدون تقسيم باقي مي‎ماند به طوري كه يك تراكم بالاي سلولي رسيده و تشكيل كلني مي‎دهند.
تشكيل اسپور: نانويست‎ها سلولهاي بسيار كوچكي هستند كه با سرعت از طريق تقسيم سلول مادر و پي‎درپي تشكيل مي‎شوند. اين سلولها تا حد طبيعي رشد مي‎يابند بنابراين اسپورهاي داخلي از طريق تقسيم متوالي يك سلول بزرگ مادر حاصل مي‎شوند. ولي اسپورهاي خارجي در بخش سلولهاي انتهايي تشكيل مي‎شوند در تكثير جلبك‎هاي رشته‎اي جدا شدن رشته‎هاي كوچك از رشتة اصلي را هورموژني و جدا شدن سلولها را پلانوكوكون گويند.
هرويست‎هاي سلولهاي فاقد مواد فتوسنتزي بيرنگ يا زردرنگ هستند و اغلب داراي ديوارة‌ ضخيم سلولي بوده كه در گونه‎هاي رشته‎اي در دورة‌رشد در بين سلولها در انتهاي رشته ظاهر مي‎شوند.
فهرست مطالب
عنوان     صفحه
چكيده    
مقدمه    
فصل اول: انواع سيانوباكترها و ويژگيهاي بيولوژيكي، ظاهري و بلومهاي سمي آنها    
1-1- تاريخچه    
1-2- ويژگيهاي ساختاري و بيولوژيكي سيانوباكترها    
1-3- بلومهاي سمي (شكوفايي) سيانوباكترها    
1-4- مهمترين راسته‎هاي جلبك‎هاي سبز ‎- آبي    
1-5- تقسيم‎بندي سيانوباكترها از لحاظ شكل ظاهري    
1-5-1- سيانوباكترهاي رشته‎اي    
1-5-2- سيانوباكترهاي كلني    
فصل دوم: طبقه‎بندي سموم سيانوباكتريايي    
2-1- طبقه‎بندي سموم سيانوباكتريايي براساس مكانيسم عمل    
2-1-1- نوروتوكسين‎ها    
2-1-2- هپاتوتوكسين‎ها    
2-1-3- درماتو توكسين‎ها    
2-2-  انواع سيانوتوكسين‎ها    
عنوان     صفحه
2-2-1- نودولارين‎ها    
2-2-2- ساكسي توكسين‎ها    
2-2-3- آناتوكسين a و هوموآناتوكسين a   
2-2-4- آناتوكسين ‎a (S)   
2-2-5- ‎Cylindrospermopsin    
2-2-6- ميكروسيس تين    
2-2-6-1- دوام و پايدار ميكروسيس‎تين در سلولها    
2-2-6-2- خارج‏شدن‎سم‏هپتاپپتيد(ميكروسيس‎تين‎درطي‎تجزية ‎Microcystis aeruginosa   
2-3- طبقه‎بندي سيانوتوكسين‎ها براساس ساختمان شيميايي    
2-3-1- پپتيدهاي حلقوي    
2-3-2- آلكالوئيدها    
2-3-2-1- آلكالوئيدهاي سيتوتوكسيك   
2-3-2-2- آلالوئيدهاي درماتوتوكسيك    
2-3-3- سموم ليپوپلي ساكاريدها ‎(LPS)   
فصل سوم: اثرات مضر سموم سيانوباكترها    
3-1- آزمايش سلامت انسان    
3-1-1- قرار گرفتن در معرض اثرات حاد و غيرمزمن    
عنوان     صفحه
3-1-2- قرار گرفتن در معرض اثرات مزمن    
3-2- ارزيابي خطر    
3-3- اثر بر ماهيان    
3-4- اثر بر موجودات آبزي    
3-5- توليد تركيبات بيواكتيو   
3-6- صدمه از راه تماس تفريحي    
3-7- مسموميت حيواني    
3-8- اثر بر زئوپلانكتونها    
3-9- اثر بر باكتريهاي آبزي    
فصل چهارم: روشهاي كنترل و جلوگيري از شكوفايي    
4-1- انعقاد يا چسبيدن، معلق بودن هواي محلول و جذب سطحي كربن فعال    
4-2- كلرزني    
4-3- فيلتراسيون سريع و فيلتراسيون كندشني    
4-4- فرآيندهاي غشايي    
4-5- دما    
4-6- اسيديته ‎(PH)   
4-7- كاهش فسفر و ازت    
عنوان     صفحه
4-8- سولفات مس    
4-9- سيمازين    
4-10- ازن‎دار كربن    
4-10-1- ميكروسيس‎تينها و نودولارين    
4-10-2- آناتوكسين a، آناتوكسين ‎S(a) و ساكسي توكسين    
4-11- نور    
4-12- كنترل بيولوژيك   
4-12-1- تغذيه توسط زئوپلانكتونها    
4-12-2- كپور نقره‎اي    
 فهرست جدول‎ها
عنوان     صفحه
 4-1- جدول تأثير ازن در از بين بردن ميكروسيس تين ‎LR در صورت وجود يا عدم وجود مواد آلي    
4-2- جدول تأثير ازن در از بين بردن ‎Microcystis aeruginosa