यूट्रोफिकेशन – मानवीय गतिविधियों के परिणामस्वरूप रंगीन पानी

यूट्रोफिकेशन (वाटर ब्लूम) की समस्या व्यापक और गंभीर है, क्योंकि UNEP (संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम) के अनुसार दुनिया भर में लगभग 30-40% झीलें और जलाशय इस घटना से पीड़ित हैं। इसके अलावा, यूट्रोफिकेशन ताजे पानी और समुद्र के पानी दोनों में हो सकता है।

“यूट्रोफिकेशन के बारे में इतना बुरा क्या है?” – तुम पूछो। दुर्भाग्य से, शैवाल की परत जो ऐसे जलाशयों को ढकती है, हिमशैल का सिरा मात्र है, जो एक वास्तविक विषैली कड़ाही को छुपाती है।

आपको यह पूछने की ज़रूरत नहीं है कि इसके लिए किसे दोषी ठहराया जाए, क्योंकि इसका उत्तर स्पष्ट रूप से स्पष्ट है – आर्थिक गतिविधि। प्रदूषण के स्रोतों में उच्च फास्फोरस सामग्री के साथ नगरपालिका अपशिष्ट जल (डिटर्जेंट निर्माताओं को नमस्कार जो अभी भी फॉस्फेट का उपयोग करते हैं) और कृषि अपशिष्ट: फॉस्फेट और नाइट्रोजन उर्वरक वॉश, साइलेज शामिल हैं।

यूट्रोफिकेशन की समस्या का समाधान कैसे करें?

और, ऐसा लगता है, समस्या आसानी से हल हो गई है – आप फॉस्फेट युक्त डिटर्जेंट पर प्रतिबंध लगा सकते हैं और नाइट्रोजन और फॉस्फेट उर्वरकों के उपयोग को सीमित कर सकते हैं। लेकिन आइए पहले यह पता करें कि फॉस्फोरस और नाइट्रोजन की एक बड़ी मात्रा को एक सशर्त जलाशय में डालने के बाद क्या होता है।

कार्रवाई 1 – व्यवसाय

यह सब फास्फोरस (पी), नाइट्रोजन (एन) और सिलिकॉन (सी) जैसे तत्वों के बीच असंतुलन से शुरू होता है। लेकिन एन/सी और पी/सी के अनुपात में तेज वृद्धि (फास्फोरस में वृद्धि विशेष रूप से आग में ईंधन जोड़ती है) एकमात्र घटक नहीं है जो फाइटोप्लांकटन के सक्रिय प्रजनन के लिए एक ट्रिगर बन जाता है। इसके लिए 23-28C के इष्टतम तापमान की भी आवश्यकता होती है। यह हत्यारा संयोजन है जो शैवाल की अधिकतम वृद्धि दर के लिए सभी स्थितियों का निर्माण करता है।

बहुत सक्रिय रूप से प्रजनन करने वाले सूक्ष्म जीव क्या करते हैं? वे तुरंत पानी की सतह पर काफी घनी परत बनाते हैं, धीरे-धीरे पूरे संभावित क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं।

व्यवसाय के पहले शिकार हरे शैवाल हैं, जिनके लिए सूर्य का प्रकाश महत्वपूर्ण है। मृत पौधे बैक्टीरिया द्वारा विघटित होते हैं जो ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। इस प्रकार, थोड़ी देर बाद, परिणाम पहले से ही मछली और अन्य एरोबिक जीवों के साथ पकड़ रहे हैं, जब जलाशय में भंग ऑक्सीजन की अल्ट्रा-कम एकाग्रता के साथ “मृत क्षेत्र” बनने लगते हैं। स्वयं शैवाल के आउटगोइंग बायोमास को भी जोड़ें, और, परिणामस्वरूप, हमारा जलाशय धीरे-धीरे और निश्चित रूप से “भरी हुई कब्रगाह” में बदल रहा है।

कार्रवाई 2 – उल्टा

इस प्रकार, एक पारिस्थितिकी तंत्र में, प्राथमिक उत्पादकता (बायोमास, जो कि माइक्रोएल्गे द्वारा निर्मित होता है) में अनुचित वृद्धि के अलावा, प्रजातियों की सापेक्ष बहुतायत, टैक्सोनोमिक संरचना, और जलीय पारिस्थितिकी तंत्र में प्राथमिक उत्पादकों के स्थानिक वितरण में परिवर्तन होता है।

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संसाधनों की संरचना और स्थान में परिवर्तन खाद्य जाल में ऊर्जा के वितरण और प्रवाह को बदल देता है। बिल्कुल कैसे? एक सामान्य जलीय पारिस्थितिकी तंत्र में, फाइटोप्लांकटन (सूक्ष्म शैवाल और अन्य प्रकाश संश्लेषक जीव) का उपयोग ज़ोप्लांकटन (मछली के लार्वा, डैफ़निया, मोलस्क) द्वारा किया जाता है। ज़ोप्लांकटन बड़े शिकारियों (उदाहरण के लिए, मछली) के लिए भोजन है, और सभी जीवों के अपशिष्ट उत्पादों का उपयोग डीकंपोजर (बैक्टीरिया) द्वारा किया जाता है। यूट्रिफिकेशन सिस्टम में, मुख्य उपभोक्ता बैक्टीरिया होते हैं जो मृत पौधों, शैवाल और मछली के हिस्से को विघटित करते हैं। परिणामस्वरूप, जीव अपनी पारिस्थितिक विशेषज्ञता खो देते हैं।

लेकिन मानव स्वास्थ्य पर यूट्रोफिकेशन के प्रभाव में हमारी अधिक रुचि है, तो चलिए आगे बढ़ते हैं।

कार्रवाई 3 – विषाक्त वातावरण

वास्तव में, जलाशय में केवल फाइटोप्लांकटन और अवायवीय सूक्ष्मजीव जीवित रहते हैं। फाइटोप्लांकटन के विशिष्ट प्रतिनिधि नीले-हरे शैवाल और अन्य टैक्सोनोमिक समूहों के प्रतिनिधि हैं जो दूसरों को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं। लेकिन ऐसे वातावरण में विष पैदा करने वाले जीवों के लिए भी जगह होती है, जो किसी व्यक्ति के संपर्क में आने पर नुकसान पहुंचा सकते हैं। वैसे, “संपर्क” शब्द का तात्पर्य न केवल ऐसे पानी में स्नान करना है, बल्कि इसका उपयोग भी है।

यूट्रोफिकेटेड जलाशयों के खुले स्थानों में पाए जाने वाले विषाक्त पदार्थों को कई समूहों में विभाजित किया गया है:

• हेपेटोटॉक्सिन या चक्रीय पेप्टाइड्स (माइक्रोसिस्टिन और नोडुलरिन);
• अल्कलॉइड्स (सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन, टॉक्सोइड-ए और टॉक्सोइड-ए(एस), सैक्सिटॉक्सिन);
• पॉलीकेटाइड्स (एप्लिसियाटॉक्सिन);
• अमीनो एसिड (-मेथिलैमिनो-एल-अलैनिन या वीएमएए)।

शैवाल टॉक्सिन्स जैसे कि एजास्पिरैसिड, ब्रेवेटोक्सिन, सिगुआटॉक्सिन, डोमोइक एसिड, डाइनोफिसिस्टोक्सिन, हेमोलिटिक टॉक्सिन, होमोएनाटॉक्सिन, कैलोटॉक्सिन, लिंगबीटॉक्सिन, मैटोटॉक्सिन, पेक्टेनोटॉक्सिन, प्रिमेनेसिन, और जैसे आमतौर पर इस वर्गीकरण में शामिल नहीं होते हैं।

अब यह पता लगाने का समय है कि यूट्रोफिकेटेड जल ​​निकाय किसी व्यक्ति को कैसे नुकसान पहुंचा सकते हैं या मार भी सकते हैं।

यूट्रोफिकेशन का नुकसान

माइक्रोसिस्टिन और नोडुलरिन

माइक्रोसिस्टिन का संश्लेषण जीनस एनाबेना (ए। सर्किनैलिस, ए। फ्लोसा-क्यू, ए। लेम्मरमैनी, ए। मिलेरी), आर्थ्रोस्पिरा (ए। फ्यूसीफॉर्मिस), माइक्रोसिस्टिस (एम। एरुगिनोसा, एम। बोट्रीस) की कुछ प्रजातियों में देखा जाता है। एम। इचिथ्योब्लाबे, एम। विरिडिस, एम। वेसेनबर्गि), नोस्टोक (एन। इंकिया, एन। रिवुलर, एन। ज़ेटरस्टेडी), ऑसिलेटोरिया, प्लैंकटोथ्रिक्स और कुछ प्रजातियों में (स्पिरुलिना सबसाल्सा, सिंटिकोकोकस बिग्रानुलेटस)। Nodularins को Nodularia spumigena द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो समुद्र के पानी में आम है।

माइक्रोकिस्टिन और नोडुलरिन को कभी-कभी हेपेटोटॉक्सिन कहा जाता है क्योंकि यौगिकों के इस समूह के लिए यकृत मुख्य लक्ष्य है। लेकिन गुर्दे, बड़ी आंत, मस्तिष्क और अन्य अंगों में माइक्रोसिस्टिन के संचय के मामले हैं, जिनकी कोशिकाओं में कार्बनिक आयन ट्रांसपोर्टर OATP (ऑर्गेनिक अनियन ट्रांसपोर्टर) होता है।

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वे पेट या यकृत में निष्प्रभावी क्यों नहीं होते? तथ्य यह है कि इन प्रोटीन यौगिकों में अमीनो एसिड के डी-रूप होते हैं (और अमीनो एसिड के एल-रूप एंजाइमों के लिए लिगैंड के रूप में कार्य करते हैं), इसलिए वे पाचन के लिए प्रतिरोधी हैं।

माइक्रोकिस्टिन प्रोटीन फॉस्फेट को रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका प्रोटीन फॉस्फोराइलेटिंग बन जाते हैं – यह ट्यूमर के गठन के लिए स्थितियां बनाता है। स्थिति इस तथ्य से खराब हो जाती है कि विष प्रोटो-ओन्कोजीन (cfos, c-jun, c-mys, p53) की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है।

इसके अलावा, माइक्रोसिस्टिन और नोडुलरिन सी-जून एन-टर्मिनल किनेज और अन्य एंजाइमों को सक्रिय करते हैं जो सेल के ऑक्सीडेटिव तनाव में शामिल होते हैं। यह आंतरिक रक्तस्राव की घटना से भरा होता है, और तीव्र विषाक्तता के मामले में, इस पृष्ठभूमि के खिलाफ रक्तस्रावी सदमे की घटना होती है।

चूंकि माइक्रोसिस्टिन रक्त-मस्तिष्क की बाधा को पार करते हैं, इसलिए तंत्रिका तंत्र से जुड़े कई रोग विकृति विज्ञान की सूची में जुड़ जाते हैं। इनमें तंत्रिका ऊतक की सूजन, साथ ही कई न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग शामिल हैं।

मनुष्यों के लिए घातक खुराक का महत्व अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है, क्योंकि विभिन्न माइक्रोसिस्टिन में अलग-अलग लिपोफिलिसिटी और ध्रुवीयता मूल्य होते हैं। हालांकि, औसत खुराक को 5-10 एमसीजी/किलोग्राम शरीर के वजन के रूप में माना जाता है।
लेकिन, सौभाग्य से, माइक्रोसिस्टिन और नोडुलरिन को बेअसर किया जा सकता है। सबसे पहले, ये यौगिक अंतःकोशिकीय होते हैं और कोशिका के क्षतिग्रस्त होने पर ही वातावरण में प्रवेश करते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि वे बाह्य वातावरण में काफी स्थिर हैं और 20 सप्ताह के बाद पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं, इस प्रक्रिया को उच्च तापमान (40C) और महत्वपूर्ण pH मानों द्वारा त्वरित किया जा सकता है। इस प्रकार, माइक्रोकिस्टिन और नोडुलरिन के साथ विषाक्तता के संभावित तरीके थर्मली इलाज न किए गए पानी और उत्पादों का उपयोग है।

एनाटॉक्सिन

ताजे पानी में शैवाल द्वारा उत्पादित सबसे आम और एक ही समय में खतरनाक विष एनाटॉक्सिन-ए है। इसे जेनेरा एनाबेना (ए। फ्लोसा-क्यूए, एनाबेना लेमरमैनी), अपानिज़ोमेनन, फोर्मिडियम (जी। विली, जी। टेरेब्रिफोर्मे), प्लैंकटोथ्रिक्स, साथ ही कुछ व्यक्तिगत प्रजातियों (आर्थ्रोस्पिरा फ्यूसीफॉर्मिस, स्पिरुलिना सबसाल्सा, सिंटिकोकोकस बिग्रानुलैटस) के प्रतिनिधियों द्वारा संश्लेषित किया जाता है। )

एनाटॉक्सिन परिधीय और केंद्रीय एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स का एक एगोनिस्ट है। जब रिसेप्टर्स के लिए प्री/पोस्टसिनेप्टिक बाइंडिंग, यह सोडियम/पोटेशियम चैनल खोलता है, जो विध्रुवण नाकाबंदी का कारण बनता है। इस प्रकार, रक्तप्रवाह में प्रवेश करने के बाद, विष मांसपेशियों के समन्वय, कंपकंपी और आक्षेप का कारण बनता है, और परिधीय श्वसन पक्षाघात (सांस लेने में शामिल मांसपेशियां काम करना बंद कर देती हैं) के बाद मृत्यु होती है।

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नहाते समय, दूषित पानी पीने और खाने में मिलावट करने पर आप टॉक्सोइड से ज़हरीले हो सकते हैं। घातक खुराक 20 एमसीजी / जी से है, जिसकी प्राप्ति 1-2 मिनट में श्वसन पक्षाघात से मृत्यु का कारण बनती है। इसीलिए टॉक्सोइड को अक्सर वेरी फास्ट डेथ फैक्टर (VFDF) के रूप में जाना जाता है।

टॉक्सोइड-ए (एस) के बारे में क्या? तथ्य यह है कि यह यौगिक, टॉक्सोइड-ए के विपरीत, पर्यावरण में अस्थिर है, इसलिए, एक नियम के रूप में, यह मनुष्यों के लिए खतरा पैदा नहीं करता है।

सैक्सिटॉक्सिन

सैक्सिटॉक्सिन जीनस एनाबेना (ए। सर्किनैलिस), अपानिज़ोमेनन (ए। फ्लोस-एक्वा), सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिस (सी। फिलिपिनेंसिस, सी। रेसीबोर्स्की), ऑसिलेटोरिया और प्रजाति पेलेटोनिमा वोलेई से कुछ प्रजातियां बनाते हैं। सैक्सिटॉक्सिन भी डाइनोफ्लैगलेट्स (जीनस अलेक्जेंड्रिअम, जिम्नोडिनियम, पाइरोडिनियम) द्वारा संश्लेषित होते हैं और समुद्र और ताजे पानी में रहने वाले मोलस्क में जमा होते हैं।

माइक्रोकिस्टिन और नोडुलरिन के विपरीत सैक्सिटॉक्सिन थर्मोस्टेबल होते हैं, लेकिन सक्रिय कार्बन पर सोखना या पानी के ओजोनाइजेशन द्वारा पानी से अलग किया जा सकता है।

यह अल्कलॉइड तंत्रिका आवेगों के संचरण को रोकते हुए, सोडियम चैनलों के छिद्रों से बंध कर अक्षतंतु में सोडियम चालन को रोकता है। दूसरे शब्दों में, यह पक्षाघात का कारण बनता है। इस वजह से, सैक्सिटॉक्सिन विषाक्तता को “लकवाग्रस्त शंख विषाक्तता” कहा जाता है।

एक व्यक्ति आसानी से लगभग 100 माइक्रोग्राम सैक्सिटॉक्सिन का उपभोग कर सकता है (यह लगभग 50 माइक्रोग्राम / लीटर है जिसमें 2 लीटर की मात्रा में पानी का दैनिक सेवन होता है)। शरीर में जमा नहीं होता है।

सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन

सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन को सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिस रैसीबोर्स्की, अपानिज़ोमेनन ओवलिसपोरम और उमेज़ाकिया नटांस जैसी प्रजातियों द्वारा संश्लेषित किया जाता है। चूंकि सूचीबद्ध जीव मीठे पानी के जलाशयों की विशेषता हैं, इसलिए विष के स्थान का अनुमान लगाना मुश्किल नहीं होगा।

माइक्रोसिस्टिन और नोडुलरिन के समान इस विष का शरीर पर व्यापक प्रभाव पड़ता है। सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन का मुख्य लक्ष्य यकृत है, लेकिन यह आंखों, प्लीहा, फेफड़े, थाइमस, हृदय, गुर्दे और इसी तरह से नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। इसके अलावा, सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण को रोकता है, इन विट्रो में डीएनए विखंडन का कारण बनता है, और ग्लूटाथियोन (एक शक्तिशाली अंतर्जात एंटीऑक्सिडेंट) के संश्लेषण के निषेध की पृष्ठभूमि के खिलाफ कोशिकाओं में ऑक्सीडेटिव तनाव का निर्माण करता है।

सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन की घातक खुराक 6 मिलीग्राम / किग्रा है। यह पानी में घुल जाता है और निम्न पीएच स्तर पर स्थिर होता है। जब पानी को 100C तक गर्म किया जाता है, तो यह 15 मिनट तक सक्रिय रहता है, इसलिए इस विष को बेअसर करने का मुख्य तरीका पानी और उत्पादों का दीर्घकालिक थर्मल उपचार है जो संभावित रूप से सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिन से संक्रमित हो सकते हैं।

एप्लिसियाटॉक्सिन

यह गैर-प्रोटीन प्रकृति का एक विष है, और यह जेनेरा लिंगब्या, स्किज़ोथ्रिक्स (एस। कैल्सीकोला), ऑसिलेटोरिया, फोर्मिडियम निग्रो-विराइड प्रजातियों के शैवाल की कुछ प्रजातियों द्वारा निर्मित होता है, जो समुद्री जल के विशिष्ट निवासी हैं।

Aplysiatoxin प्रोटीन kinase C को सक्रिय करने में सक्षम है, जो प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन को बढ़ाने में योगदान देता है। यह, बदले में, ट्यूमर की आगे की घटना में योगदान देता है। इसके अलावा, त्वचा के संपर्क में आने पर, यह तीव्र जिल्द की सूजन की उपस्थिति को भड़का सकता है, साथ ही श्लेष्म झिल्ली की सूजन भी हो सकती है यदि विष भोजन के साथ या साँस द्वारा लिया जाता है।

ग्रीन हाइड्रोजन – भविष्य का ऊर्जा स्रोत?

अप्लीसियाटॉक्सिन की घातक खुराक 0.3 मिलीग्राम/किलोग्राम है। उबलने पर, यह अस्थिर होता है और ढह जाता है। लेकिन पानी में अप्लीसियाटॉक्सिन से छुटकारा पाना सबसे अच्छा विकल्प नहीं है, क्योंकि इस तरह आप ब्रोमीन के धुएं के साथ विषाक्तता का जोखिम उठाते हैं।

VMAA-मेथिलैमिनो-एल-अलैनिन एक गैर-प्रोटीन अमीनो एसिड है जिसे जेनेरा नोस्टोक, सिंटिकोकोकस और सिनेकोसिस्टिस द्वारा संश्लेषित किया जाता है, साथ ही कुछ व्यक्तिगत प्रजातियों (प्लैंकटोथ्रिक्स अघर्दी, एनाबेना वेरिबिलिस, सिलिंड्रोस्पर्मोप्सिस रैसीबोर्स्की) जो समुद्र या ताजे पानी में रहते हैं। यह अमीनो एसिड शेलफिश, कुछ प्रकार की मछलियों के साथ-साथ पानी में भी जमा हो जाता है।

VMAA एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (लो गेहरिग रोग), पार्किंसंस और अल्जाइमर, और अन्य न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के विकास को भड़काने में सक्षम है। यह भी अनुमान लगाया गया है कि अमीनो एसिड प्रोटीन सर्वव्यापकता को बढ़ाता है, जो प्रोटीन के क्षरण की एक प्रमुख प्रक्रिया है।

न्यूरोटॉक्सिक प्रभाव तब प्रकट होते हैं जब कोई व्यक्ति VMAA का सेवन लगभग 4000 मिलीग्राम / किग्रा शरीर के वजन की मात्रा में करता है। लेकिन इस विष के मामले में, यह पुराना नशा है जो एक बड़ा खतरा पैदा करता है।
पानी या भोजन का ऊष्मीय उपचार, दुर्भाग्य से, α-मिथाइलामिनो-एल-अलैनिन के बेअसर होने की गारंटी नहीं देता है, क्योंकि यह यौगिक उच्च तापमान और कम पीएच मानों पर अत्यधिक स्थिर होता है।

जंगल में जीवित रहें

यूट्रोफिकेटेड जल ​​निकायों में बनने वाले विभिन्न विषाक्त पदार्थों की क्रिया के तंत्र का अंतहीन वर्णन किया जा सकता है। लेकिन यहाँ सबसे महत्वपूर्ण बात क्या है? इस तथ्य को स्वीकार करें कि उपेक्षित यूट्रोफिकेशन से दुखद और कभी-कभी दुखद परिणाम हो सकते हैं। इसलिए, स्वास्थ्य और जीवन को बनाए रखने के लिए इस पर्यावरणीय समस्या के नकारात्मक प्रभाव को कम करने के लिए सब कुछ करना हमारे हित में है।

अपनी और अपने प्रियजनों की सुरक्षा के लिए, आपको तीन सरल लेकिन बहुत महत्वपूर्ण नियमों का पालन करना चाहिए।

• सबसे पहले, ठहरने के लिए जगह चुनते समय सावधान रहें। यूट्रोफिकेटेड पानी में तैरना जरूरी नहीं है – आप विष को एरोसोल के रूप में लेने से भी जहर प्राप्त कर सकते हैं।
• दूसरा, समुद्री भोजन चुनते समय सावधान रहें (विशेषकर यदि आप शंख के प्रशंसक हैं) – ये जीव हैं जो अक्सर अपने आप में विषाक्त पदार्थों को जमा करते हैं, जिन्हें कभी-कभी घर से छुटकारा पाना असंभव होता है।
• और तीसरा, कोशिश करें कि नदियों, झीलों, तालाबों और अन्य जलाशयों का पानी न पिएं। खासकर यदि आप यूट्रोफिकेशन (पानी की मैलापन, सतह पर शैवाल की एक परत) के पहले लक्षण देखते हैं। बोतलबंद पीने के पानी का उपयोग करना बेहतर है, क्योंकि पानी को लंबे समय तक उबालना भी कुछ विषाक्त पदार्थों के लिए प्रभावी नहीं होता है।