مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات سیانو‌توکسین‌ها (Cylindrospermopsin, Saxitoxin و …) در آب آشامیدنی

• منشاء و گونه‌ها

  • سیلندروسپرموپسین (CYN): آلکالوئید سیتوتوکسیک تولیدشده توسط Cyanobacteria مانند Cylindrospermopsis raciborskii و Aphanizomenon.

  • ساکسیتوکسین‌ها (STX, NeoSTX, GTXها): مجموعه‌ای از آلکالوئیدهای نوروتوکسیک که توسط گونه‌هایی چون Alexandrium و Anabaena ساخته می‌شوند.

• سمیت و مسیرهای تاثیر

  • CYN: مهار سنتز پروتئین و اکسیداسیون گلوکز در کبد و کلیه → سیستمی از نارسایی کبدی و کلیوی.

  • STX: بلوکه‌کننده کانال‌های سدیمی غشای عصبی → فلج عضلانی به‌ویژه ماهیچه‌های تنفسی، مرگ در اثر ایست تنفسی.

• اثرات انسانی

  • مواجهه حاد: تهوع، اسهال (CYN)، سرگیجه، گزگز لب و زبان (STX)، ضعف ماهیچه‌ها.

  • مواجهه مزمن: احتمال اختلالات کبدی–ریوی (CYN) و آسیب عصبی (STX) در تماس مکرر.

• استانداردها و حد مجاز

  • WHO:

    • CYN: 1 µg/L

    • STX (معادل تئوری): 3 µg/L

  • EPA (USA): Guidance only—پایش سیانوباکتری و ممنوعیت آب‌گرفتن بالای 10⁴ سلول/mL

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف

1. انعقاد–فلوکولاسیون + فیلتراسیون

   • افزودن آلوم یا FeCl₃ → لخته‌سازی سلول‌ها و رسوبات توکسین متصل‌شده → حذف در فیلتر شنی

2. اولترافیلتراسیون (UF)

   • حذف توده سلولی (> 0.01 µm)؛ توکسین آزاد نیاز به مرحله بعد

3. کربن فعال گرانول (GAC)

   • حذف CYN تا > 90 ٪ و STX تا > 80 ٪ بسته به زمان تماس

4. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • O₃: تخریب سریع CYN، STX

   • UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂: افزایش دُز رادیکال •OH برای تخریب کامل

5. اسمز معکوس (RO)

   • حذف > 95 ٪ هر دو توکسین؛ هزینه و مصرف انرژی بالا

6. بیورمدیشن

   • برخی باکتری‌ها (Arthrobacter, Alcaligenes) توانایی هضم CYN را دارند؛ STX کمتر

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. LC–MS/MS

   • استاندارد طلایی برای تفکیک ایزومرها و تعیین غلظت تا ng/L

2. ELISA Kits

   • کیت ضد-Adda برای CYN (حد تشخیص ~ 0.1 µg/L)

   • کیت ضد-STX برای انواع ساکسیتوکسین‌ها (حد ~ 0.05 µg/L)

3. Protein Phosphatase Inhibition Assay (PPIA)

   • حساس برای CYN (مهار PP1/PP2A)

4. Mouse Bioassay (ابزار تاریخی؛ امروز کمتر کاربرد)

   • دوز کشنده برای STX در موش: 10 µg/kg

5. HPLC–FLD

   • مشتق‌سازی STX با پری‌کلروفرم و فلورسانس

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • توکسین‌ها در غلظت‌های محیطی بی‌بو و بی‌طعم‌اند.

• رنگ و توده سلولی:

  • آب شفاف باقی می‌ماند؛ اما شکوفایی سیانوباکتری به‌صورت گل‌آلودی سبز–آبی یا لایه اسکام روی سطح مشخص می‌شود.

• رصد شکوفایی

  • شمارش سلولی سریع (میدانی) با لوپ یا میکروسکوپ دستی

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. نوارهای تست میدانی

   • نوارهای ELISA سریع برای CYN یا STX: تغییر رنگ نیمه‌کمی (0.2–5 µg/L)

2. µPADs (Microfluidic Paper Devices)

   • واکنش لوپلیز ELISA روی کاغذ و خوانش با دوربین موبایل

3. Passive Samplers (SPATT / POCIS)

   • جذب پیوسته توکسین‌ها روی رزین‌های مخصوص برای دوره 7–14 روز

4. سنسورهای اپتیکی

   • حسگرهای فلورسانس تحریکی با Aptamer برای STX

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود توکسین‌ها

• شکوفایی سیانوباکتری (HABs)

  • افزایش دما (> 20 °C)، نور زیاد، تغذیه بالا از N و P

• مرگ و مسمومیت آبزیان

  • افت ناگهانی ماهیان و بی‌مهرگان؛ گازگرفتگی سطح آب

• مسمومیت حیوانات خاک‌زی و پرندگان

  • مصرف آب آلوده منجر به فلج و مرگ سریع پرندگان و پستانداران کوچک

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش ALT/AST در ماهیان (CYN)

  • نشانگرهای عصبی (سنسورهای سدیمی) در بافت‌های آبزی (STX)

جمع‌بندی مهندسی:
به‌دلیل بی‌بو/بی‌رنگ بودن و سمیت شدید، سیانو توکسین‌ها نیازمند «پایش ELISA + LC–MS/MS» و ترکیب «انعقاد/UF + GAC + AOP + RO» برای حذف مؤثر‌اند. در میدانی از «شمارش سلولی، test strips، SPATT» برای غربالگری اولیه بهره ببرید و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمایید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب