فایل ورد کامل مقاله سموم سیانوباکتریایی؛ بررسی علمی، زیستی و پیامدهای زیست‌محیطی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله سموم سیانوباکتریایی؛ بررسی علمی، زیستی و پیامدهای زیست‌محیطی دارای ۶۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله سموم سیانوباکتریایی؛ بررسی علمی، زیستی و پیامدهای زیست‌محیطی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه فایل ورد کامل مقاله سموم سیانوباکتریایی؛ بررسی علمی، زیستی و پیامدهای زیست‌محیطی

چکیده

مقدمه

فصل اول

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

۱-۱-  تاریخچه

۱-۲- ویژگیهای ساختاری و بیولوژیکی سیانوباکترها

۱-۳- شکوفایی ‎(Bloom)

۱-۴- مهمترین راسته‎های جلبک‎های سبز ‎- آبی

۱-۵- تقسیم‎بندی سیانوباکترها از لحاظ شکل ظاهری

۱-۵-۱- سیانوباکترهای رشته‎ای

۱-۵-۲- سیانوباکترهای کلنی

فصل دوم

طبقه‎بندی سموم سیانوباکتریایی

۲-۱- طبقه‎بندی سموم سیانوباکتریایی براساس مکانیسم عمل

۲-۱-۱- نوروتوکسین‎ها

۲-۱-۲- هپاتوتوکسین‎ها

۲-۱-۳- درماتوتوکسین‎ها

۲-۲- انواع سیانوتوکسین‎ها

۲-۲-۱- نودولارین

۲-۲-۲- ساکسی توکسین‎ها

۲-۲-۳- آناتوکسین ‎a و هوموآناتوکسین ‎a

۲-۲-۴- آناتوکسین ‎a ‎(S)

۲-۲-۵- ‎Cylindrospermopsin

۲-۲-۶- میکروسیس‎تین

۲-۲-۶-۱- دوام و پایداری میکروسیس‎تین در سلولها

۲-۲-۶-۲- خارج شدن سم هپتاپپتید (میکروسیس‎تین در طی تجزیه ‎Microcystis aeruginosa

۲-۳- طبقه‎بندی سیانوتوکسین‎ها براساس ساختمان شیمیایی

۲-۳-۱- پپتیدهای حلقوی

۲-۳-۲- آلکالوئیدها

۲-۳-۲-۱- آلکالوئیدهای سیتوتوکسیک;

۲-۳-۲-۲- آلکالوئیدهای درماتوتوکسیک;

۲-۳-۳- سموم لیپوپلی‎ساکاریدها ‎(LPS)

فصل سوم

اثرات مضر سموم سیانوباکترها

۳-۱-۱-قرار گرفتن در معرض اثرات حاد و غیرمزمن

۳-۱-۲- قرار گرفتن در معرض اثرات مزمن

۳-۲- ارزیابی خطر

۳-۳- اثر بر ماهیان

۳-۴- اثر بر موجودات آبزی

۳-۵- تولید ترکیبات بیواکتیو

۳-۶- صدمه از راه تماس تفریحی

۳-۷- مسمومیت حیوانی

۳-۸- اثر بر زئوپلانکتونها

۳-۹- اثر بر باکتریهای آبزی

فصل چهارم

روش‎های کنترل و جلوگیری از شکوفایی

۴-۱ انعقاد یا چسبیدن، معلق بودن هوای محلول و جذب سطحی کربن فعال

۴-۲- کلرزنی

۴-۳- فیلتراسیون سریع و فیلتراسیون کند شنی

۴-۴- فرآیندهای غشایی

۴-۵- دما

۴-۶- اسیدیته (‎PH)

۴-۷- کاهش فسفر و ازت

۴-۸- سولفات مس;

۴-۹- سیمازین

۴-۱۰- ازن‎دار کردن

۴-۱۰-۱- میکروسیس‎تین‎ها و نودولارین

۴-۱۰-۲- آناتوکسین ‎a، آناتوکسین ‎(S)a و ساکسی توکسین

۴-۱۰-۳- محصولات فرعی ازنی شدن

۴-۱۱- نور

۴-۱۲- کنترل بیولوژیک;

۴-۱۲-۱- تغذیه توسط زئوپلانکتون‎ها

فهرست منابع فارسی

فهرست منابع غیرفارسی

چکیده

سیانوباکترها (جلبک‎های 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 ۱۵۰ جنس و ۲۰۰۰ گونه هستند که در حال حاضر کمتر از ۴۰ گونه سمی تشخیص داده شده‎اند. جلبک‎های سبز ‎- آبی با بیش از ۳ میلیون سال قدمت از قدیمی‎ترین موجودات بوده که سالانه با بلوم خود سبب مرگ و میر بسیاری از آبزیان و احشام می‎گردند

۱-۱-  تاریخچه

سیانوفیت‎ها یا جلبک‎های سبز ‎- آبی در واقع همان سیانوباکترها هستند که تا سال ۱۹۷۸ این میکروارگانیسم‎ها جزء جلبک‎ها محسوب می‎شدند تا اینکه در سال ۱۹۷۸ 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

۱-۲- 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 دوره‌رشد 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

۱-۳- 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 ۱۸۷۸ در استرالیا مشاهده شده است (۱۸۷۸، ‎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 ۲، ۲ 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 ۲۵% 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

شکوفایی ‎Aphanizomenon flos-aquae در آمریکا، برای مدت زمان طولانی تنها تولیدکننده بزرگ ساکسی توکسین در میان سیانوباکترها قلمداد می‎شد. اخیراً ساکسی توکسین در رودخانه‎های استرالیا توسط ‎Anabaena circinalis یافت شده است. در آمریکای شمالی گونه Lynbya wollei (کفزی آب شیرین) و در برزیل گونه ‎Cylindrospermopsi raciborskii به عنوان تولیدکننده ساکسی توکسین معرفی شده‎اند

براساس مشاهدات به طور معمول در دریاچه‎های غنی شده جلبک‎های سبز ‎- آبی از گونه‎های غالب جلبک به شمار می‎روند. این جلبک‎ها قادرند نیتروژن را به طور مستقیم از اتمسفر جذب کنند، بنابراین برای کنترل غنی شدن این دریاچه‎ها در درجه اول می‎باید غلظت فسفر به عنوان یک عامل محدودکننده تحت کنترل قرار گیرد. پس فسفر مهمترین عنصر محدودکننده سیانوباکترها است. به منظور محاسبه‌ مقدار فسفر و نیتروژن مورد نیاز برای رشد سیانوباکترها که برای فرمول فتوسنتز آنها مفید خواهد بود

⁺H۱۸ + ۲۰H۱۲۲ + ^۲-_۴HPO + ‎^–_۳NO۱۶ + ‎_۲CO

(فرمول ۱-۱) _۲O۱۳۸ + ‎P_۶N _۱۱۰O _۲۶۳H _۱۰۶C

 براساس تخمین به منظور تولید مقدار مشخصی از جلبک‎ مصرف نیتروژن ۷ برابر فسفر است. توضیح دیگر اینکه اگر نسبت  در آب بیشتر از ۲۰ واحد باشد در این حالت فسفر به عنوان عامل محدودکننده عمل می‎کند. نسبت‏های  برابر ۵ یا کمتر از ۵ واحد بیانگر ایجاد محدودیت از سوی نیتروژن است. سویر اظهار داشت که غلظت‎های بالاتر از ۰۱۵/۰ میلی‎گرم بر لیتر فسفر و ۳/۰ میلی‎گرم بر لیتر نیتروژن به منظور رشد و جوانه‎زنی جلبک‎ها کافی است. این نتایج، با نتایج تحقیقاتی که در سالهای اخیر انجام گرفته همسویی دارد، به طوری که امروزه بیان می‎شود که غلظت ۰۱/۰ میلی‎گرم بر لیتر فسفر در آب قابل قبول، در حالی که غلظت ۰۲/۰ میلی‎گرم بر لیتر و بالاتر از آن بسیار زیاد و غیرقابل قبول است

نکته مهمی که بایستی به آن توجه داشت این است که انسان همیشه در به وجود آمدن این توده‎های سمی از طریق آلودگی ناشی از پدیده غذایی دخالت ندارند. مثلاً‌ بلومهای غلیظ از سیانوباکترهای سمی از مخازن دست نخورده یا تقریباً مدرن اغلب می‎توان ایجاد بلومهای سمی با فرکانس زیاد را حتی، قبل از اینکه مسمومیتی اتفاق بیفتد گزارش و پیش‎بینی نمود

۱-۴- مهمترین راسته‎های جلبک‎های سبز ‎- آبی