منتدي طلاب التقانة الحيوية بجامعة امدرمان الاسلامية

نرحب بكم في منتدي طلاب التقانة الحيوية و نتمني ان تجدوا ما يعجبكم و يفيدكم
منتدي طلاب التقانة الحيوية بجامعة امدرمان الاسلامية

تجمع طلابي يهدف لرفع الوعي بعلم التقانة الحيوية و العلوم المتصلة بها


    بعض تطبيقات الطحالب

    شاطر
    avatar
    مجاهد ادريس

    المساهمات : 164
    تاريخ التسجيل : 24/02/2010
    العمر : 26
    الموقع : we.ja2009@hotmail.com

    بعض تطبيقات الطحالب

    مُساهمة من طرف مجاهد ادريس في الأحد أبريل 11, 2010 7:04 am

    بعض تطبيقات الطحالب

    [b][size=18]


    تعتبر ازالة و استعادة المعادن التقيلة من مياه الصرف ذات اهمية قصوى و ذلك لحماية البيئة وصحة الانسان. عائلة السيانوبكتيريا تصنف كبكتيريا ولها صفات مشتركة مع الطحالب مثل التمثيل الحيوى. ترجع أهمية السيانوبكتيريا الى قدراتها غير العادية على تحمل العوامل البيئية. تهدف الدراسة الحالية الى فحص قدرة ستة انواع من سيانوبكتيريا المياة العذبة وهى انابينا اوريزى، انابينا فيرتليزما، انابينا فاريابلز، سينيكوكس ليبولينسيز، نوع النوستوك و توليبثركس سايتونيكا حرة أو مثبتة و كذلك منفردة أو مجتمعة على التراكم الحيوى وازالة خمسة انواع من المعادن التقيلة (الرصاص- الكادميوم- النحاس- الزنك- الحديد) من مياه الصرف الصناعية الملوثة بغرض استخدام هذه المياه في عمليات الري. كما تهدف الدراسة الى محاولة تحديد الخصائص الكيموحيوية و الجينية المسئولة عن ارتباط هذه المعادن بانواع السيانوبكتيريا المختارة. بعد تجارب المسح الاولية للستة أنواع اوضحت النتائج تميزنوعين من السيانوبكتيريا المدروسة وهما انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا بالقدرة والكفاءة الهائلة على ازاحة كل المعادن التقيلة المختبرة بجميع تراكيزاتها حتى العالية. ولهذا فقد اجريت تجارب على هذين النوعين في صورة مزارع حرة وثابتة وكذلك في صورة منفردة ومختلطة وعند معدلات تدفق مختلفة من مياة صرف خارج شركة فيرثا شديدة التلوث بهذه المعادن. كما تمت ايضا دراسة الثاثيرات الايجابية والسلبية للمعادن التقيلة على الانواع المختبرة من السيانوبكتيريا من الناحية المورفلوجية والفسيولوجية. ويمكن تلخيص النتائج فيما يلي:

    اظهرت تجارب التراكم الحيوى وازالة المعادن الثقيلة المختبرة بواسطة السلالات المنفردة للسيانوبكتيريا المدروسة مايلى:

    بالنسبة لجميع المعادن الثقيلة المختبرة ، ماعدا الرصاص عند التركيزين المتوسط و العالى، فقد اظهرت كل السلالات المدروسة علاقة طردية بين زمن التعرض و ازالة المعادن و قد ظهر ذلك فى حصولها على أعلى كفاءة ازالة فى نهاية التجربة ( 5 أيام) مما يدل على ان زيادة زمن التعرض قد يؤدى الى 100% ازالة للمعادن الثقيلة المختبرة.

    أظهر عنصرى الحديد و الزنك سمية أقل و تراكم حيوى اكثر بواسطة جميع السلالات المدروسة لكونهم عناصر اساسية للنمو و لهم ادوار حيوية فى العمليات الحيوية للسلالات المدروسة. أما النحاس و الكادميوم فقد أظهروا سمية أكثر للسلالات المدروسة مع اعتبار النحاس اكثر سمية يتبعه الكادميوم. على النقيض و على الرغم من سمية الرصاص المعروفة، فقد سجلت النتائج اعلى معدلات ازالة له بواسطة جميع السلالات المدروسة عند كل تركيزاته المختبرة مقارنة بالمعادن الاخرى و قد تزامن هذا مع معدلات سريعة للازالة لاتتعدى 24 ساعة بالنسبة للتركيزين المتوسط و العالى.

    أظهرت السلالات المدروسة فروق بيينية واضحة فى قدراتها الحيوية على ازالة المعادن المختبرة و استجابتها للزيادة فى تركيزات هذه المعادن. و لكن بوجه عام فقد أظهرت هذه السلالات قدرات عظيمة لازالة المعادن المختبرة من الاوساط الملوثة مما يدل على مقاومة شديدة تجاه هذه المعادن. وفى هذا السياق تعتبر انابينا فاريابلزمتبوعة بتوليبثركس سايتونيكا من اكفأ الانواع من ناحية التراكم الحيوى والقدرة عاى الازالة بينما يعتبر نوع النوستوك أقل السلالات المدروسة فى هذا الشأن.

    كما تمت دراسة التأثيرات المحفزة أو المثبطة لهذه المعادن على نمو السلالات المدروسة عن طريق تعيين محتوى الكلوروفيل و محتوى الكربوهيدرات و البروتينات كمؤشرات للنمو. ويمكن تلخيص نتائج التأثيرات المحفزة أو المثبطة لهذه المعادن على نمو السلالات المدروسة فيما يلي:

    دلت النتائج على وجود اتجاه عام فى جميع السلالات المدروسة و كذلك المعادن الثقيلة المختبرة يتمثل فى زيادة تثبيط النمو مع زيادة تركيزات المعادن من الاقل الى الاعلى.

    اشارت النتائج أن تحفيز النمو تحت تأثير المعادن الثقيلة المختبرة لم يكن هو الصفة السائدة خصوصا عند التركيزات العالية و تاكد ذلك من وجود بعض تحفيزات النمو فى السلالات شديدة المقاومة عند التركيز الاول لجميع المعادن المختبرة ماعدا الكادميوم. على الجانب الاخر ظهرت سمية المعادن المختبرة كصفة سائدة فى صورة تثبيط للنمو بدرجات متفاوتة تبعا لقدرة تحمل الانواع المختلفة. ترتيب سمية المعادن المختبرة على مؤشرات النمو يمكن تقديره من متوسطات اعلى معدل تثبيط للنمو عند التركيزات المختلفة لهذه المؤشرات.

    بالنسبة لمحتوى الكلوروفيل (أ) كانت متوسطات اعلى معدل تثبيط للنمو عند التركيزات المختلفة 5و 10و 20 ملجم/لتر كالتالي: 27.69-75.51؛ 41.61-90.67 و71.40-98.84 للرصاص؛ 5.85-26.37 ؛28.91-69.46 و 45.74-82.06 للنحاس؛ 21.94-66.11 ؛ 31.84-66.11 و 40.56-67.98 للكادميوم؛ 0.00-29.86؛ 37.74-55.03 و 41.64-78.38 للحديد واخيرا 12.82-35.36؛ 26.08-43.14 و 44.40-63.76 للزنك على التوالي. وعليه فان الترتيب التنازلى للعناصر المختبرة حسب سميتها على مكونات الكلورفيل لانواع السيانوبكتيريا المختبرة هو الرصاص> النحاس > الكادميوم > الحديد > الزنك.

    بالنسبة لمحتوى الكربوهيدرات فقد سجلت النتائج حالة تحفيز واحدة فقط عند تركيز الرصاص الادنى. أوضحت النتائج علاقات طردية بين زمن التعرض و تثبيط محتوى الكربوهيدرات فى انواع السيانوبكتيريا المختبرة فى حالة الرصاص و الكادميوم فقط بينما فى حالة النحاس، الزنك و الحديد سجلت النتائج علاقات غير منتظمة . كذلك سجلت النتائج متوسطات اعلى معدل تثبيط لمحتوى الكربوهيدرات عند التركيزات المختلفة 5 ، 10و 20 ملجم/لتر كالتالي:11.26-65.81؛ 21.97-67.73 و69.77-94.57 لعنصر الكادميوم, 9.74-62.13؛ 33.05-71.88 و 49.33-84.66 لعنصر الرصاص ؛ 4.53-10.93؛ 23.37-47.49 و 46.81-65.69 لعنصر الزنك ؛ 10.17-31.84؛ 22.64-49.16 و 49.33-66.52 لعنصر الحديد واخيرا 3.69-26.26؛ 10.53-42.87 و 32.11-53.32 لعنصر النحاس على التوالي. وعليه يكون ترتيب العناصر الاكثر سمية على مكونات الكربوهيدرات لانواع السيانوبكتيريا المختبرة هو الكادميوم <الرصاص <الزنك < الحديد < النحاس. ومن النتائج غير المتوقعة اكتشاف ان للزنك و الحديد و هى العناصر الاساسية للنمو سمية أعلى على انواع السيانوبكتيريا المختبرة من سمية النحاس و هو العنصر المستخدم فى مبيدات الطحالب.



    أما بالنسبة لمحتوى البروتينات فى انواع السيانوبكتيريا المختبرة و تاثرها بمعاملات المعادن الثقيلة خلال الدراسة الحالية فقد أوضحت النتائج بعض حالات التحفيز غير المتوقعة مع الكادميوم عند التركيزين الثانى و الثالث المختبرين و مع عنصرى النحاس و الزنك عند التركيز الاول لهما. هذا و كانت نتائج متوسطات اعلى معدل تثبيط لمحتوى البروتينات عند التركيزات المختلفة 5 ، 10و 20 ملجم/لتر كالتالي: 8.13-35.65؛ 18.69-79.75 و 68.29-88.96 لعنصر الرصاص ؛ 9.24-50.84؛ 12.60-71.16 و 15.12-89.16 لعنصر الزنك؛ 10.92-37.12؛ 13.01-61.03 و 19.51-74.37 لعنصر الكادميوم؛ 6.72-33.98؛ 27.64-58.49 و 50.85-68.30 لعنصر الحديد واخيرا 7.34-46.01؛ 9.17-49.19 و 15.59-55.21 لعنصر النحاس على التوالي . أما ترتيب العناصر الاكثر سمية على مكونات البروتين لانواع السيانوبكتيريا المختبرة فكانت الرصاص < الزنك < الكادميوم < الحديد < النحاس.

    أثبتت النتائج أن التأثيرات المحفزة أو المثبطة للمعادن المختبرة على نمو السلالات المدروسة عن طريق تعيين محتوى الكلوروفيل و محتوى الكربوهيدرات و البروتينات كمؤشرات للنمو لها ارتباط و ثيق بعدة عوامل تشمل نوع السلالات المدروسة، نوع المعدن و تركيزه و زمن التعرض. و قد تأكد هذا من التباين الواضح فى التحفيز أو التثبيط فى نمو السلالات المدروسة نتيجة تأثير هذه العوامل.

    3. تم استخدام التحليل الميكروسكوبى بأشعة أكس لفحص التراكم الحيوى للمعادن الثقيلة على الغلاف الخلوي الخارجي لنوعي السيانوبكتريا شديدى الكفاءة (انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا) سواء كانت حرة أو مثبتة وكذلك كسلالات منفردة أو مختلطة بعد معاملاتها بمياه صرف ملوثة بالمعادن. أظهرت النتائج قدرات كبيرة للسلالتين على التراكم الحيوى للمعادن المختبرة كما أكدت تفوق هذه القدرات فى حالة الخلايا المثبتة و المنفردة مقارنة بالخلايا الحرة و المختلطة.

    4. نتائج الدراسة الحالية أكدت تاثير المعادن المختبرة ليس فقط على نمو السلالات المدروسة و لكن ايضا على الشكل المورفلوجي و التركيب الخلوى الدقيق. ظهر هذا من فحص القطاعات الخلوية الدقيقة لانابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا الحرة و المثبتة وكذلك المنفردة أو المختلطة و المعاملة بمياه صرف ملوثة باستخدام الميكروسكوب الالكترونى النافذ. أظهرالفحص وجود تغيرات كبيرة على الشكل المورفلوجي لنوعي السيانوبكتريا المعالجة كما أكدت النتائح ان التأثير السام للمعادن الثقيلة المختبرة على السلالاتين كان كبيرا بصورة معنوية فى حالة الخلايا الحرة لكلا السلالاتين مقارنة بالخلايا المثبتة و كذلك فى المزارع المختلطة مقارنة بالمزارع المنفردة. هذا الاستنتاج يؤكد ايضا قدرات ازالة المعادن المنخفضة للسلالات الحرة و المختلطة عن تلك المثبتة و المنفردة و التى تميزت بمقاومة شديدة لهذه المعادن كما ظهر من النتائج السابقة.

    5. كذلك استخدمت الدراسة تقنية R A P D بواسطة تفاعل سلسلة البرايمر (PCR) لتوصيف أنواع السيانوبكتريا المدروسة بواسطة البيولوجيا الجزيئية و محاولة ايجاد علاقة بين خصائصهم الجينية و قدراتهم على ازالة المعادن المختبرة . دلت النتائج على انه على الرغم من وجود رابطة جينية مشتركة واحدة بين انابينا فاريابلز و توليبثركس سايتونيكا مايعنى انهم غير متشابهين جينيا الا انهم يعتبروا أكثر الانواع المدروسة كفاءة فى ازالة المعادن المختبرة و يتشاركوا فى هذه القدرات بصورة و اضحة. و هذا يدل على انهم مشتركين فى الخواص المقاومة لهذه المعادن و التى قد تكون مرتبطة بجينات موجودة على بلازميدات معينة و ليس على جينات الكروموسومات و لهذا يتعين اجراء دراسات جزيئية اخرى لتحديد هذه الخواص و التى تحكم عملية الازالة. نفس اللاستنتاج تم تأكيده من نتائج الدراسة الحالية بالعلاقة بين انابينا فاريابلز و نوع النوستوك و المتشاركة بستة روابط جينية و المتشابهة فى قدراتها على ازالة المعادن المختبرة ولكن هذه الاستنتاجات لابد ان تؤكد بتجارب مستقبلية اخرى على المستوى الجزيئى للخلايا.

    6. عند تطبيق تقنية المعالجة الحيوية لمياه الصرف الصناعية الملوثة بالمعادن الثقيلة من شركة فيرتا باستخدام المزارع الحرة للانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا اثبتت النتائج حصول السلالات المنفردة على أعلى كفاءة ازالة مقارنة بالسلالات المختلطة.

    7. أما عند تطبيق تقنية المعالجة الحيوية المستمرة لمياه الصرف الصناعية الملوثة بالمعادن الثقيلة باستخدام المزارع المثبتة للانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا عند معدل تدفق متغير (50 و100 مل/ساعة) فقد دلت النتائج على الاتى:

    سجلت السلالات المثبتة المنفردة أعلى كفاءات لازالة الزنك و الحديد مقارنة بالسلالات المثبتة المختلطة. دلت النتائج ايضا على أن كفاءة ازالة الزنك تزيد بينما تنخفض كفاءة ازالة الحديد عند زيادة معدل تدفق مياه الصرف الملوثة.

    أما السلالات المثبتة المختلطة فقد سجلت أعلى كفاءات لازالة الرصاص و النحاس مقارنة بالسلالات المثبتة المنفردة مع زيادة كفاءة ازالة الرصاص و انخفاض كفاءة ازالة النحاس مع زيادة معدل تدفق مياه الصرف الملوثة.

    8. أثبتت النتائج بشكل عام حصول السلالات المثبتة لنوعى السيانوبكتيريا على اعلى نسب ازالة للزنك والنحاس بينما حصلت السلالات الحرة على اعلى نسب ازالة للرصاص والحديد.

    9. من كل التجارب السابقة فى الدراسة الحالية يستنتج ان جميع سلالات السيانوبكتيريا المدروسة سواء حرة أو مثبتة وسواء منفردة أو مختلطة لها قدرات عالية وواعدة لازالة المعادن الثقيلة من المياه الملوثة مع التاكيد على القدرات الهائلة لكفاءة الانابينا فاريابلز والتوليبثركس سايتونيكا فى ازالة المعادن الثقيلة بمعدلات سريعة جدا و مقاومتها الشديدة لسمية هذه المعادن مقارنة بالانواع الاخرى. و تعد هذه الاستنتاجات ذات اهمية كبرى فيما يتعلق بالاستخدام العملى لهذه السلالات على نطاق صناعى كبير فى عمليات المعالجة الحيوية للانظمة الملوثة حيث تعتبر كفاءة و معدل الازالة السريع للملوثات من اهم المؤشرات لنجاح المعالجة الحيوية من وجهة النظر التطبيقية و الاقتصادية. وعليه فإن تسخير و الاستفادة من هذه السلالات فى المعالجات الحيوية يوصي بها سواء فى البيئة الطبيعية المنصرف عليها مخلفات سائلة ملوثة بالمعادن الثقيلة أو لمياه الصرف نفسها قبل صرفها على المسطحات المائية مما يؤدى إلى تعظيم عمليات التنقية الذاتية و تقليل التلوث البيئى كما انها تزودنا بتقنية بسيطة و طبيعية و قليلة التكلفة و متجددة. هذا بالاضافة الى الفائدة الكبرى من تطبيق هذه التقنية الا وهى انتاج مياه صرف عالية الجودة يمكن استخدامها فى كثير من الاغراض الصناعية و الزراعية كالرى على سبيل المثال مما يرشد و يقلل من استنزاف موارد مياهنا المحدودة من ناحية و يحافظ على البيئة من ناحية اخرى.



    [/size][/b]

      الوقت/التاريخ الآن هو السبت نوفمبر 18, 2017 2:15 pm