تحقیق مقاله سموم سیانو باکتریایی

تعداد صفحات: 65 فرمت فایل: word کد فایل: 1559
سال: مشخص نشده مقطع: مشخص نشده دسته بندی: تحقیق مقاله زیست شناسی
قیمت قدیم:۹,۵۰۰ تومان
قیمت: ۶,۵۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه تحقیق مقاله سموم سیانو باکتریایی

    چکیده

    سیانوباکتر ها (جلبک‎ های سبز ‎- آبی) جزء پروکاریوت‎ها محسوب می‎شوند. این فیتوپلانکتون‎ها معمولاً در آب‎های شیرین و لب شور یافت می‎شوند و از لحاظ شکل ظاهری به دو گروه رشته‎ای و کلنی تقسیم می‎شوند.

    سیانوباکترها در هنگام بلوم (شکوفایی)، سمومی را تولید می‎کنند که سلامت آب آشامیدنی را به مخاطره می‎اندازند و اثرات مضری بر روی موجودات زنده دارند. این سموم عبارتند از: میکروسیس‎تین‎ها، نودولارین‎ها، ساکسی توکسین‎ها، آناتوکسین ‎a، آناتوکسین ‎S(a) و ‎Cylindrospermopsin. این سموم از نظر ساختمانی متفاوتند و محدوده عصبی را شامل می‎شود. وجود سیانوباکترها و سموم آنها در مخازن آبی مورد استفاده برای آشامیدن به علت عدم مدیریت صحیح منابع و مخازن آبی است.

    روش‎های تیمار آبی که در این پروژه مورد بحث قرار گرفته‎اند عبارتند از: کلرزنی، فیلتراسیون سریع یا کند، به ویژه استفاده از ازن و غیره، از موثرترین روش‎ها در از بین بردن سیانوباکترها هستند.

     

    مقدمه

    بعضی از جلبک‎های سبز ‎- آبی سمومی تولید می‎کنند که وجود این سموم و افزایش آنها در آب آشامیدنی باعث ایجاد اثرات حاد و مزمن می‎گردد و ممکن است حیات موجودات زنده آبزی و دیگر موجوداتی را که از این آب آلوده استفاده می‎کنند، تهدید کنند.

    فعالیت‎های انسانی مانند ورود فاضلابهای شهری، صنعتی و کشاورزی که حاوی عناصر غذایی فراوانی هستند باعث شکوفایی این جلبک‎ها می‎گردد و در نتیجه اکسیژن آب کاهش می‎یابد و آب رنگ و بوی نامطبوع پیدا می‎کند و سبب افزایش مرگ و میر موجودات زنده و یا افزایش بیماریهای حاد و مزمن می‎شود. مدیریت صحیح منابع آبی می‎تواند از لوم این جلبک‎ها جلوگیری کند.

    با ارزیابی این سموم در منابع آبی و تعیین مقادیر آنها و اتخاذ روشهای مناسب برای مبارزه و کنترل آنها می‎توان میزان آلودگی منابع آبی و تعیین مقادیر آنها و اتخاذ روشهای مناسب برای مبارزه و کنترل آنها می‎توان میزان آلودگی منابع آبی به سموم سیانوباکترها را تا حد قابل ملاحظه‎ای کاهش داد و سلامت و بقاء موجودات زنده را تضمین کرد.

    پژوهش‎ها و مطالعات فراوانی در زمینه روشهای کنترل این سموم صورت گرفه است و این روشها تا حد قابل ملاحظه‎ای در کاهش سموم سیانوباکترها مؤثر واقع شده‎اند. این روشها عبارتند از کنترل یا مبارزه بیولوژیک و یا افزودن مواد شیمیایی به منابع آب.

    البته سیانوباکترها در بعضی از نقاط دنیا به علت اینکه شرایط مناسبی فراهماست تجمع زیستی پیدا کرده‎اند.

     

    فصل اول

    انواع سیانوباکترها (جلبک‎های سبز ‎- ویژگیهای بیولوژیکی، ظاهری و ‎بلومهای سمی آنها)

     

    جلبک‎های سبز ‎- آبی دارای 150 جنس و 2000 گونه هستند که در حال حاضر کمتر از 40 گونه سمی تشخیص داده شده‎اند. جلبک‎های سبز ‎- آبی با بیش از 3 میلیون سال قدمت از قدیمی‎ترین موجودات بوده که سالانه با بلوم خود سبب مرگ و میر بسیاری از آبزیان و احشام می‎گردند.

    1-1-  تاریخچه

    سیانوفیت‎ها یا جلبک‎های سبز ‎- آبی در واقع همان سیانوباکترها هستند که تا سال 1978 این میکروارگانیسم‎ها جزء جلبک‎ها محسوب می‎شدند تا اینکه در سال 1978 دانشمندی به نام ‎Stanier و همکارانش بررسی علمی بسیار منطقی روی این میکروارگانیسم‎ها انجام دادند و ثابت نمودند که سیانوفیت‎ها نه تنها فاقد هسته و غشاء هسته می‎باشند، بلکه از نظر ضریب رسوبگذاری میتوکندری ‎SRNA شانزده می‎باشند که شباهت بسیار زیاد بین آنها و باکتریهاست.

    1-2- ویژگیهای ساختاری و بیولوژیکی سیانوباکترها

    سیانوباکترها فاقد هسته مشخص، مژک و تاژک بوده و گروه اصلی پروکاریوتها را تشکیل می‎دهند. از نظر ساختمانی حاوی دیواره سلولی هستند، که در باکتریهای گرم منفی وجود دارد. با این تفاوت که در بسیاری از آنها لایه پکتینی و سلولزی نیز موجود است. سیانوباکترها دارای رنگدانه‎های مخصوص بیلوپروتئین‎ها (فیکواریترین ‎C)، زانتین، کلروفیل ‎a و کاروتین. معمولاً کلروفیل ‎c و ‎b در سیانوباکترها وجود ندارند. جلبک‎های سبز ‎- آبی علاوه بر کلروفیل ‎a دارای رنگ خاص آبی به نام فیکوسیانین می‎باشند. رنگ قرمز فیکواریترین هم در برخی گونه‎ها دیده می‎شود. تقریباً در تمامی گونه‎ها اطراف سلول را یک غشاء ژله‎ای فرا گرفته است که از بخش غشاء سلولی و یا از سلول مستقیماً ترشح می‎شود. واکوئل در سیانوباکترها از انواع هوایی و یا غذایی هستند که واکوئل‎های هوایی موجب شناوری سیانوباکترها در سطح آب و بهبود فتوسنتز می‎گردند. معمولاً ذرات رنگی (کروموبلاست) بر روی تیلاکوئید قرار دارند. سنتروبلاست‎ها در مرکز سلول قرار دارند و برخلاف کروموبلاست‎ها ناحیه بی‎رنگ محسوب می‎شوند. طیف رنگ و رنگدانه‎ها در سیانوباکترها با توجه به نوع گونه متفاوت است. معمولاً، هیدراتهای کربن در سیانوباکترها وجود دارند که به آمیلوپکتین معروفند. برخی از چربیها و پروتئین‎های دیگر نیز در سیانوباکترها دیده می‎شوند.

    جلبک‎های سبز ‎- آبی براساس نوع و نسبت رنگدانه‎ها ممکن است به رنگ‎های چمنی، سیاه، قرمز، قهوه‎ای، زرد و یا بنفش دیده شوند و با وجودی که سیانوباکترها فاقد هرگونه مژک یا تاژک‎اند، ولی نوعی حرکت ویژه در گونه‎های رشته‎ای دیده می‎شود که هنوز مکانیسم دقیق آن روشن نشده است. در حقیقت گونه‎های رشته‎ای یک حرکت بطنی خزنده دارند و گونه‎های تک سلولی و تشکیل دهنده کلنی فاقد تحرک هستند. برخی از گونه‎های جلبک‎های سبز ‎- آبی (در گونه‎های رشته‎ای) تا حدی بزرگ می‎شوند که با چشم غیرمسلح قابل دید هستند. در جلبک‎های رشته‎ای مواد ژله‎ای به شکل لوله بوده و سلولها در امتداد یکدیگر از طریق پلاسمودیوم به یکدیگر متصل‎اند. شناسایی مواد ژله‎ای به ویژه زمانی که بی‎رنگ هستند از طریق میکروسکوپ مشکل است. ردیف‎های سلولی در گونه‎های نخی شکل را تریکوم گویند.

    تکثیر جلبک‎های سبز ‎- آبی از طریق غیرجنسی (پاره شدن غلاف ژلاتینی و دو نیم شدن سلولها) صورت می‎گیرد، یعنی تکثی در قسمت داخلی دیواره سلولی انجام می‎شود ولی بخش خارجی بدون تقسیم باقی می‎ماند به طوری که یک تراکم بالای سلولی رسیده و تشکیل کلنی می‎دهند.

    تشکیل اسپور: نانویست‎ها سلولهای بسیار کوچکی هستند که با سرعت از طریق تقسیم سلول مادر و پی‎درپی تشکیل می‎شوند. این سلولها تا حد طبیعی رشد می‎یابند بنابراین اسپورهای داخلی از طریق تقسیم متوالی یک سلول بزرگ مادر حاصل می‎شوند. ولی اسپورهای خارجی در بخش سلولهای انتهایی تشکیل می‎شوند در تکثیر جلبک‎های رشته‎ای جدا شدن رشته‎های کوچک از رشته اصلی را هورموژنی و جدا شدن سلولها را پلانوکوکون گویند.

    هرویست‎های سلولهای فاقد مواد فتوسنتزی بیرنگ یا زردرنگ هستند و اغلب دارای دیواره ‌ ضخیم سلولی بوده که در گونه‎های رشته‎ای در دوره ‌رشد در بین سلولها در انتهای رشته ظاهر می‎شوند.

    جلبک‎های سبز ‎- آبی از قدیمی‎ترین جانداران فوتواتوتروف به شمار می‎روند که معمولاً در دریاها، آب‎های لب شور و شیرین به صورت پلانکتونی و بنتیک زندگی نموده و می‎توانند دامنه وسیعی از شوری و تغییرات درجه حرارت را تحمل نمایند. البته بیشتر جلبک‎های سبز ‎- آبی ساکن آب‎های شیرین می‎باشند و این جلبک‎ها فیتوپلانکتون‎های غالب تابستانی هستند.

    سیانوفیت‎ها در صنایع مختلف از جمله آرایشی، دارویی، غذای دام، طیور، ماهی‎ها، ماکیان و نیز غذای انسان مصرف دارند. البته این میکروارگانیسم‎ها به دلیل داشتن ژلاتین  زیاد برای تغذیه چندان مناسب نیستند ولی بعضی از انواع آن، مثل نوستوک ‎(Nostoc) به علت داشتن پروتئین و چربی زیاد مصرف می‎گردد.

    1-3- شکوفایی ‎(Bloom)

    بلومهای سمی سیانوباکترها در ابتدا از طریق گزارشات موجود پیرامون مرگ و میر آبزیان مورد توجه قرار گرفت. اولین مدرک از این نوع گزارشات در سال 1878 در استرالیا مشاهده شده است (1878، ‎Francis).

    سیانوباکترها معمولاً در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری یافت می‎شوند و معمولاً در تمام طول سال حضور دارند. اخیراً با استفاده از دستگاه‎های مدرن اغلب می‎توان ایجاد بلوم‎های سمی با فرکانس زیاد را حتی قبل از اینکه مسمومیتی اتفاق بیفتد، گزارش و پیش‎بینی نمود.

    در زمان بلوم سیانوباکترها، بر روی سطح آب به صورت غلاف موسیلاژی درآمده (به دلیل داشتن واکوئل‎های گازی) و اکسیژن محلول را کاهش می‎دهند. تولید توکسین (سم) توسط این جلبک‎ها زندگی آبزیان و سایر مصرف‎کنندگان را به مخاطره می‎اندازند.

    در تمامی دنیا سم کبد (هپاتوتوکسیک حاوی میکروسیس‎تین) ناشی از بلومهای سیانوباکترهای آب شیرین نسبت به بلومهای نوروتوکسین‎ها فراوان‎تر است.

    بلومهای سم کبد تا به حال تقریباً از تمامی نقاط دنیا گزارش شده است ولی توده‎های سیانوباکترها عامل نوروتوکسین در بعضی کشورها مثل شمال آمریکا و اروپا و استرالیا گزارش شده است.

    جنس‎های میکروسیس‎تیس و عمدتاً ‎Mycrocystis aeruginosa در سراسر جهان بارها باعث شکوفایی و تولید سموم کبدی شده است.

    گونه‎های ‎M.viridis، ‎M.botrys تولیداتی مانند میکروسیس‎تین‎ها را ایجاد می‎کنند. توجه شود که در قسمت 2، 2 میکروسیسی‎تین یک ژن غیرنیتروژنی است که اغلب در شرایط کم غذایی غالب است (مخصوصاً در محلی که تولید آمونیاک چشمگیر است). جنس‎های آنابنا که عامل تولید میکروسیس‎تین است از کانادا، دانمارک، فنلاند، فرانسه و نروژ گزارش شده‎اند. مطالعات اخیر در مصر حاکی از آن است که 25% گونه‎های آنابنا و نوستوک در مزارع برنج و پیکره‎های آبی شامل میکروسیس‎تین می‎باشد.

    Planktothrix agardhii و ‎Planktothrix rubescen  عمدتاً تولیدکننده میکروسیس‎تین در نیمکره شمالی هستند و به عنوان گونه‎های غالب باعث شکوفایی در چین، آلمان و سوئد شناسایی شده‎اند. در دریاچه‎های سوئیس گونه ‎Oscillatoria limosa (در رسوبات و صخره‎ها) تولیدکننده عامل میکروسیس‎تین است. علیرغم وقوع گسترده شکوفایی سیانوباکتر در استرالیا، شکوفایی توسط ‎Planktothrix نادر است. این مسئله ناشی از دمای بالا و افزایش گل‎آلودگی است.

    در ابتدا ‎Anabaena flos-aquae به عنوان تولیدکننده نوروتوکسین و آناتوکسین ‎a در کانادا معرفی شد. بعدها گونه‎های ناشناخته‎ای از

    جنس‎های ‎Oscillatoria، ‎Aphanizomenon، ‎Cylindrospermum در اسکاتلند و ایرلند معرفی شدند. هومو آناتوکسین ‎a تنها در گونه ‎Anabaena flos-aquae در آمریکا و اسکاتلند و گونه ‎Anabaena Lemermannii در دانمارک دیده شده است. 

  • فهرست و منابع تحقیق مقاله سموم سیانو باکتریایی

    فهرست:

    چکیده

     

    مقدمه

     

    فصل اول: انواع سیانوباکترها و ویژگیهای بیولوژیکی، ظاهری و بلومهای سمی آنها

     

    1-1- تاریخچه

     

    1-2- ویژگیهای ساختاری و بیولوژیکی سیانوباکترها

     

    1-3- بلومهای سمی (شکوفایی) سیانوباکترها

     

    1-4- مهمترین راسته‎های جلبک‎های سبز ‎- آبی

     

    1-5- تقسیم‎بندی سیانوباکترها از لحاظ شکل ظاهری

     

    1-5-1- سیانوباکترهای رشته‎ای

     

    1-5-2- سیانوباکترهای کلنی

     

    فصل دوم: طبقه‎بندی سموم سیانوباکتریایی

     

    2-1- طبقه‎بندی سموم سیانوباکتریایی براساس مکانیسم عمل

     

    2-1-1- نوروتوکسین‎ها

     

    2-1-2- هپاتوتوکسین‎ها

     

    2-1-3- درماتو توکسین‎ها

     

    2-2-  انواع سیانوتوکسین‎ها

     

    عنوان

    صفحه

    2-2-1- نودولارین‎ها

     

    2-2-2- ساکسی توکسین‎ها

     

    2-2-3- آناتوکسین a و هوموآناتوکسین a

     

    2-2-4- آناتوکسین ‎a (S)

     

    2-2-5- ‎Cylindrospermopsin

     

    2-2-6- میکروسیس تین

     

    2-2-6-1- دوام و پایدار میکروسیس‎تین در سلولها

     

    2-2-6-2- خارج‏شدن‎سم‏هپتاپپتید(میکروسیس‎تین‎درطی‎تجزیه ‎Microcystis aeruginosa

     

    2-3- طبقه‎بندی سیانوتوکسین‎ها براساس ساختمان شیمیایی

     

    2-3-1- پپتیدهای حلقوی

     

    2-3-2- آلکالوئیدها

     

    2-3-2-1- آلکالوئیدهای سیتوتوکسیک

     

    2-3-2-2- آلالوئیدهای درماتوتوکسیک

     

    2-3-3- سموم لیپوپلی ساکاریدها ‎(LPS)

     

    فصل سوم: اثرات مضر سموم سیانوباکترها

     

    3-1- آزمایش سلامت انسان

     

    3-1-1- قرار گرفتن در معرض اثرات حاد و غیرمزمن

     

    عنوان

    صفحه

    3-1-2- قرار گرفتن در معرض اثرات مزمن

     

    3-2- ارزیابی خطر

     

    3-3- اثر بر ماهیان

     

    3-4- اثر بر موجودات آبزی

     

    3-5- تولید ترکیبات بیواکتیو

     

    3-6- صدمه از راه تماس تفریحی

     

    3-7- مسمومیت حیوانی

     

    3-8- اثر بر زئوپلانکتونها

     

    3-9- اثر بر باکتریهای آبزی

     

    فصل چهارم: روشهای کنترل و جلوگیری از شکوفایی

     

    4-1- انعقاد یا چسبیدن، معلق بودن هوای محلول و جذب سطحی کربن فعال

     

    4-2- کلرزنی

     

    4-3- فیلتراسیون سریع و فیلتراسیون کندشنی

     

    4-4- فرآیندهای غشایی

     

    4-5- دما

     

    4-6- اسیدیته ‎(PH)

     

    4-7- کاهش فسفر و ازت

     

    عنوان

    صفحه

    4-8- سولفات مس

     

    4-9- سیمازین

     

    4-10- ازن‎دار کربن

     

    4-10-1- میکروسیس‎تینها و نودولارین

     

    4-10-2- آناتوکسین a، آناتوکسین ‎S(a) و ساکسی توکسین

     

    4-11- نور

     

    4-12- کنترل بیولوژیک

     

    4-12-1- تغذیه توسط زئوپلانکتونها

     

    4-12-2- کپور نقره‎ای

     

     

    .

    منبع:

    منابع فارسی

    1- اسماعیلی ساری. ع، 1381، «آلاینده‎ها، بهداشت و استاندارد در محیط زیست»، انتشارات نقش مهر، ص 453 تا 459، 463 تا 473، 476 تا 481.

    2- اسماعیلی ساری. ع، 1379، ‌«باکتریها، جلبک‎ها، قارچها و بی‎مهرگان آب شیرین»، مؤسسه تحقیقات شیلات ایران، ص 33 تا 35.

    3- اسماعیلی ساری. ع، 1379، «‌مبانی مدیریت کیفی آب در آبزی پروری»، مؤسسه تحقیقات شیلات ایران، ص 133 تا 146، 111، 113.

    4- اسماعیلی ساری. ع، 1383، «هیدروشیمی بنیان آ‌بزی پروری»، انتشارات اصلانی، ص 221 تا 227، 231 تا 235.

    5- عرفان منش. م، افیونی. م، 1381، ‌«آلودگی  محیط زیست، آب، خاک و هوا»‌، انتشارات ارکان، ص 108.

     

    فهرست منابع غیرفارسی

    1. Betina, C., Hitzfeld, B., Stefan, J., Hoger, S., Daniel, R., Dietrich, D., 2000 Feb, Cianobateial toxins, University of knostans, Germany, Environ Health Perspect 108 (suppl1): 133-122.

    2. Falconer, I., 1999, Anverview of problems caused by toxic blue-green aglae (cyanobacteria) in drinking water. Environ Toxical 14 5-12.

    3. Gillroy, D.J., Kauffman, K.W., Hall, R.A., Haung, X., Chu, F.S.2000 may, Assessing potential health risks from microcystin toxins in blue-grean algae dietary supplements. Environ Health Perspect, 108 (5): 435-9.

    4. Hitzfeld, B., Fischer, W., Eriksson, J., Mikhailov, A., Dietrich, D., 1999, Immunochemical detection of microcystin-LR in tissues and cells of rainbow trout. Toxical Sci 48:33.

    5. Hitzfeld, B., Fischer, W., Erikson, J., Mikhal, A., Tencalla, F., Dietrich, D., 1999, toxins of cyanobacteria in fish, Naunyn – Schmiedeberg’s Arch Pharmacol 359: R159.

    6. Hoger, S., Dietrich, D., Hitzfeld, B., 1999, Effect of ozonation in drinking water treatment on the removal of cyanobacterial toxins, Toxical Sci 48:33.

    7. Morri, R.J., Williams, D.F., Luu, H.A., Holmes, C.F., Anderson, R.J.,Calvert, S.E., 2000 Feb, The adsorption of microcystin-LR by natural clay particles, Toxicon, 38(2): 303-8.

    8. Thebault, L., Lesne K, Boutin, J.P., 1995, Cyanobacteria, their toxins and health risks, Med Trop, 55(4): 375-80.

    9. Schaeffer, D.J., Malpas, P.B., Barton, L.L., 1999 Sep, Risk assesment of microcystin in dietary Aphanizomenon flos-aquae. Ecotoxical Envion Saf, 44(1): 73-80.

    10. Watanabe, M.F., Tsuji, K., Watanabe, ., Harada, K., Suzuki, M., 1992, Rlease of heptapeptide toxin (microcystin) during the decomposition process of Microcystis aeruginosa, Nat Toxin, 1(1): 48-53.

    .

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت