اثرات مضر سموم سیانوباکترها
علائم مربوط به مسمومیت انسان به واسطة طیفی از سموم سیانوباکترها، از طریق آزمایش سلامت او بعد از قرارگیری در معرض مسمومیت ناشی از استفاده از آب نوشیدنی آلوده بدست آمد.
3-1-1-قرار گرفتن در معرض اثرات حاد و غیرمزمن
اولین مورد مربوط به التهاب معدة ناشی از سیانوباکترها در سال 1931 در شهرهای اطراف رودخانة اوهایو گزارش شده است که بارندگی کم، موجب افزایش جوانهزنی از سیانوباکترها گردیده است. روشهای تیمار آب برای مبارزه با این شکوفایی، ماهها به طول میانجامد (کلرزنی اولیه، رسوبزدایی، فیلتر کردن، کلرزنی، سولفات مس برای کافت شدن و تجزیه یا نابودی سیانوباکترها، هوادهی،کربن فعال، پرمنگنات، آمونیاک و دکلره کردن و …) که همگی نشان دادند که در کاهش طعم، بو یا مقدار سم در آب آشامیدنی مؤثرند.
شکوفایی یک Microcystis طبیعی در آب در Harare و Zimbababwe موجب التهاب معده در بچهها، طی هر سال گردید. M.aeruginosa که بسیار سمی و پرتراکم است، در Malpasdam، نزدیک Armidale در استرالیا به شکوفایی رسید (میکروسیستین YM -1 :y]تیدوزین؛ -1:M میتونین[)، که در سال 1981 بعد از اینکه شکایاتی در مورد طعم و بوی آب آشامیدنی دریافت گردید با سولفات مس تیمار شد.
برای تیمار گیاه از آبی استفاده شد که قبلاً کلرزنی شده، با زاج سفید چسبندگی ایجاد گردید، رسوبزدایی، فیلتراسیون سریع شنی، کلرزنی بعدی و آردپاشی (آرد نشاسته و گلوتن دانهها) صورت گرفت. اثر این بلوم سمی، حتی در یک مطالعة اپیدمیولوژی (همهگیری) در مورد عملکرد کبد در جمعیتی که از این آب استفاده نمودند، مشاهده گردید، مشخص شد که مقدار سرم آنزیم کبدی - گلوتامبیل ترنسفراز در بخشی از جمعیت استفاده کننده از این آب Malpasdam، در طول شکوفایی و بعد از آن که با سولفات مس کافت شد، افزایش یافت. دو مسمومیت بسیار کشنده مربوط به سیانوباکترهای آب آشامیدنی، در برزیل اتفاق افتاد، شکوفایی و تجمع آنابنا و Microcystis در Itaparicadam سبب ایجاد 2000 مورد التهاب معده گردید که 88 مورد آن که اکثراً در بچهها بود منجر به مرگ و میر شد. هر چند، مورد نسبتاً مستندی که در یک مرکز همودیالیز در Caruaru برزیل در سال 1996 رخ داد، بسیار غمانگیز بود. آب استفاده شده در دیالیز از مخزن آبی Tabocas برزیل گرفته شد که در تیمار آب شهرداری به طور طبیعی با زاج سفید رسوبزدایی شد، فیلتر شده و کلرزنی گردید که دستگاه قبل از انتقال به کلینیک، در حال پر شدن بود. در هنگام دیالیز، آب با عبور از شن، زغال و یک رزین با یون تغییر یافته و در نهایت از طریق فیلتراسیون با فلیتر بسیار ریز، بیشتر تصفیه گردید. در هنگام کم آبی در تابستان سال 1996، مرکز دیالیز آب شهرداری را دریافت کرده بود که صرفاً با زاج سفید تیمار شده بود، اما فیلتر و کلرزنی نگردیده بود. گزارشات متضادی در مورد اینکه آیا آب مخازن قبل از انتقال به کلینیک کلرزنی شده یا نه، وجود دارد. به علاوه زغال، شن و فیلترهای بسیار ریز در کلینیک طی سه ماه قبل از این ماجرا تعویض نشدهاند، حتی اگر آن را از مخازن دریافت میکرد، کاملاً کدر شده بود. در فوریه 1996، اکثر بیماران همودیالیزی یک بیماری ناشی از مسمومیت با تنوع بسیار زیاد را نشان دادند که دارای طیف وسیعی از علائم عصبی به علاوه صدمه جدی به کبد بود. بیش از 23 بیمار در دو هفتة اول این حادثه که دارای علائم توأم عصبی یانارسایی کبدی بودند، مردند. حدوداً بیش از 37 بیمار در 5 هفتة بعدی مستقیماً از طریق اثرات هپاتوتوکسینها (این سموم مسمومیت کبدی ایجاد میکنند و به کبد آسیب میرسانند) یا به واسطة مشکلاتی نظیر عفونت خونی، خونریزی معده یا اثرات قلبی عروقی از بین رفتند. بیماران یرقان صفراوی با مقادیر بالای bilirubin و آلکالین فسفاتاز و افزایش آنزیمهای کبدی (آسپارتات و آلانین آمینوترنسفراز) را نشان دادند. آسیبشناسی کبد وجود یک هپاتیت کشنده کاملاً جدید مشابه آنچه که در حیواناتی که در معرض میکروسیستین قرار گرفتند. مشاهده شد را نشان داد. مطالعات آسیبشناسی نکروز کبدی panlobular به همراه نابودی سلولها و apoptosis را در این حیوانات نشان داد. اگرچه، در مقابل نمونههای مسمومیت الکلی میکروسیستینی حیوانی، هیچ خونریزی داخل کبدی نتوانست مشاهده گردد. بعد از موارد عمومی اولیه همانند عوامل ایجادکنندة این مسمومیتهای الکلی کشنده، مقادیر زیاد میکروسیستین در سرم و بافت کبدی علاوه بر حجم آب فیلتر شده تعیین گردید. که دومی (بافت کبدی) دارای سلولهای مهاجم و قطعه قطعه شدة سیانوباکترها علاوه میکروسیستین LR بود. مقادیر آن در سرم در محدودة 10-1 نانوگرم در میلیلیتر بود، غلظتهای آن در بافت کبدی 6/0 میلیگرم در کیلوگرم از بافت بود. مواد سمی گزارش شده میکروسیستین YR، میکروسیستین LR و میکروسیستین AR (A، 1- آلانین) بودند. در زمان شیوع آنها، مقادیر سیانوباکترها در مخزن آب اندازهگیری شده است، اما در مارس 1996 مشخص شده است که معمولترین جنسهای سیانوباکترها، Oscillatoria، Aphanizomenon و Spirulina بودند.
3-1-2- قرار گرفتن در معرض اثرات مزمن
در زمان بررسی اثرات حاد مربوط به قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آب نوشیدنی دارای میکروسیستین، مقادیر زیادی از PLC در مناطقی از چین که آب استخرها و نهرها به عنوان مخازن آب آشامیدنی استفاده میشد در Haimen و (Jiangsu Province) Qidong. در این ناحیه غلظت متوسط میکروسیستین موجود در آب استخرها و نهرها برابر با 160 پیکوگرم بر میلیلیتر بود. (60% نمونههای آنالیز شده از نظر دارا بودن میکروسیستین مثبت بودند)، در حالی که میکروسیستینها در آب چاه نمیتوانستند تشخیص داده شوند. مقادیر PLC به میزان 27/4 در 100000 و 13/100 در 100000 انسانی که به ترتیب از آب استخر یا نهر و آب چاه استفاده کردند مشاهده گردید. مطالعات نشان داده است که افرادی که در نواحی دارای مقادیر PLC بالا زندگی میکنند هر روز در طول 4 ماه از ژوئن تا سپتامبر در بیش از 50-40 سال زندگیشان، 19/0 پیکوگرم میکروسیستین مصرف کردند. قرار گرفتن در معرض ویروس هپاتیت B یا آفلاتوکسین 1B ایجادکنندة سرطان کبد است، ممکن است در نتیجة افزایش زیاد PLC در این منطقه باشد.
در واقع سیانوباکترها در آبهای سطحی در جنوب شرق چین که شیوع بیماری هپاتوسل در آنجا شایع است بیشتر بوده و تصور میشود که میکروسیستینهای موجود در آب استخرها و نهرهای سطحی آن منطقه عامل وقوع و افزایش سرطان هپاتوسل در مردم بومی آن ناحیه است. در حال حاضر هر سیانوباکتر موجود در آب این ناحیه در چین کنترل شده و به همین دلیل به نظر میرسد که میزان شیوع سرطان کبد کاهش یافته است.
3-2- ارزیابی خطر
توصیف وضعیت خطر برای سلامتی به واسطة قرار گرفتن در معرض سیانوتوکسینها، مشکل است زیرا قرار گرفتن در آن وضعیت به صورت واقعی و اثرات مربوطه هنوز به طور قطعی، به ویژه در مورد انسان مشخص نشده است. محتملترین راه برای قرارگیری انسان در معرض این خطر،راه خوراکی یعنی مصرف آب آشامیدنی آلوده به این سموم میباشد و استفادة تفریحی از آب دریاچهها و رودخانه یا استفاده از قرصهای غذایی جلبکها و همچنین مسیر زیر پوستی نیز میتواند در طول استفادة انسان از آب برای تفریحاتی مثل شنا، قایقسواری و غیره، سموم سیانوباکترها را به داخل بدن منتقل کند (البته اگر پوست خراش داشته باشد یا زخم باشد).
به دلیل اثرات در حال پیشرفت سیانوتوکسینها روی سلامت موجودات، به ویژه از طریق آب آشامیدنی، سازمان جهانی سلامت (WHO) در سال 1998، معیار مقدماتی میزان میکروسیستین LR را یک میکروگرم در لیتر تعیین کرده است. این میزان معیار براساس مقدار جذب روزانة قابل تحمل (TDI) حاصل از دو مطالعة جانوری میباشد. مطالعة اول، بررسی آب آشامیدنی یک موش 13 هفتهای است که مقدار مؤثر زیانآور غیرقابل مشاهده (NOAEL) این سم را براساس مقادیر آنزیم در سرم و مطالعات آسیبشناسی کبد، 40 میکروگرم در کیلوگرم وزن بدن موش در هر روز تعیین کرده است. با به کار بردن مقدار مجموع قراردادی برابر با 1000 (این مقدار برای تغییرپذیری درون و بین گونهها 10 است به ویژه هنگام از دست دادن دادههای مربوط به سمیت مزمن و سرطانزایی) TDI اولیه برای میکروسیستین LR، 04/0 میکروگرم در کیلوگرم وزن بدن در هر روز تعیین گردیده است. این TDI از طریق مطالعة خوراک یک موش 44 روزه تأیید شده است که کمترین میزان مؤثر زیانآور قابل مشاهده (LOAEL) مربوط به میکروسیس تین LR، 100 میکروگرم در کیلوگرم وزن بدن در هر روز تعیین گردیده است. در این مطالعه، مادة سیانوباکتریایی مورد تغذیة خوکها دارای چندین عامل سرطانزای میکروسیستینی بود، اما میکروسیستین R به طول آزمایشی تشخیص داده شد. برای این (LOAEL)، مقدار مجموع قراردادی برابر با 1500 به کار برده شد (برای تغییرپذیری درون گونهای 10 و برای تغییر پذیری بین گونهها 3، برای تبدیل LOAEL به NOAEL 5 و برای قرار گرفتن در معرض کمتر از طول عمر واقعی عدد 10 استفاده میشود). این مورد TDI اولیه را 067/0 میکروگرم در کیلوگرم وزن بدن در روز نشان میدهد. کمتر از این دو مقدار را برای تثبیت معیار اولیه مورد استفاده قرار داده است. این مقدار از طریق کاربرد TDI (04/0 میکروگرم در کیلوگرم وزن بدن) برای یک نمونه از جذب آب روزانه بر حسب لیتر (Lit2 = L) به وسیلة فردی که وزن بدنش (وزن بدن: 60 کیلوگرم) و نسبت جذب کل روزانه به جذب آب آشامیدنی که به او داده شده است، محاسبه گردیده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
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(میکروسیستیندرطیتجزیة 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
بررسی روش های کلرزنی، فیلتراسیون سریع یا کندبا استفاده از ازن جهت از بین بردن سیانوباکتریهای موجود در آب - 73 صفحه فایل ورد word