دانلود پایان نامه
آب دریا زیستگاه بسیاری از موجودات زنده است که که جلبک ها به عنوان تولید کنندگان اصلی و اولیه دراکوسیستم های آبی حضور دارند.جلبک ها گروه بزرگی ازگیاهان ساده هستند که در نتیجه انجام فتوسنتز اکسیژن آزاد می کنند. تنوعی که در شکل، اندازه، رنگ و محیط زیست جلبک ها است در کمتر گروهی از آبزیان وجود دارد.جلبک ها را در اصطلاح علمی آلگی و علم جلبک شناسی را فایکولوژی می نامند.از نظر علمی تعریفی که برای جلبک ها ارائه شده اینست که:جلبک ها ساده ترین موجودات زنده فتوسنتز کننده هستند که همگی دارای کلروفیل و فاقد آوند می باشند.در ساختمان رویشی این گیاهان ساده، ریشه، ساقه و برگ دیده نمی شود. به چنین ساختمان رویشی ریسه، تال یا تالس می گویند.جلبک ها دارای چهار نوع کلروفیل a,b,c,d هستند.جلبک ها به دو صورت بنتوز و فیتوپلانکتون یافت می شوند:بنتوز یا موجودات کفزی به آن دسته از جلبک هایی گفته می شود که به بستر آب متصل باشند.فیتوپلانکتون ها به صورت آزاد و بصورت معلق در آب زندگی می کنند و قدرت شنا درخلاف جریانهاندارند.جمعیتهای این اجتماعات گیاهی ریز و شناور در مقایسه با گیاهان خشکی و ماکروفیت های زیر آب، دارای عمر کوتاهی بوده و تنها در طی چند هفته رشد و نمو می کنند و طی یک ماه یا کمتر نیز گونه ها جایگزین یکدیگر می شوند.تولید مثل در جلبک ها به سه صورت رویشی، غیرجنسی و جنسی انجام می گیرد. غیر از سیانوفیتا، تولید مثل جنسی )آمیزش دو سلول جنسی باهم )در تمام جلبک ها دیده می شود.جلبک ها از راه برداشت مواد غذایی و تنظیم pH به حفظ کیفیت آب کمک می کنند.در نتیجه هر سلول جلبکی یک فیلتر زیستی زنده است(اسدالهی.ر،1389).
فیتوپلانکتونها به عنوان اولین حلقه زنحیره غذایی در اکوسیستم های آبی قادر به فتوسنتز بوده و در واقع اولین تولید کنندگان در منابع آبی می باشندوانرژی نورانی از خورشید و مواد معدنی از آب گرفته و آن را در دسترس زنجیره بعدی می گذارند.علاوه بر این نقش مهم، آنها تصفیه کنندگان بیولوژیکی منابع آبی بوده و pHمحیط را تعدیل می نمایند. آمار ماهیگیری که از طریق سازمان جهانی خواروبار(F.A.O) منتشر شده است نشان می دهد که مجموع محصولات موجودات آبزی از سال 1948 میلادی تا سال 1970 از 20 میلیون تن در سال به طور مداوم رو به افزایش بوده تا اینکه در سال 1970 میلادی به 70 میلیون تن در سال رسیده است.لیکن از سال 1970 حداقل تا سال 1977 میلادی تقریبا ثابت مانده است. از آن جایی که این مجموعه را غالبا ماهی تشکیل می دهند،این آمار چنین پیشنهاد می نماید که ماهیگیری در دریا ودر سطح جهانی تقریبا به مرزی رسیده است که عدم افزایش و تامین محصولات اولیه در زنجیره غذایی ماهی ها یعنی آلگ ها اجازه افزایش بیشتر از آن را نمی دهد. بسیاری پذیرفته اند که ماهی ها خود شکارچیان اولیه یا ثانویه محسوب می شوند.بنابرین ازدیاد آنها به چرخه غذایی ارتباط دارد که بایستی از طریق افزایش منابع اولیه (به طور عمده فیتوپلانکتونها وآلگ ها ) آن را افزایش داد. لذا اهمیت گروهی ازآلگ ها یعنی فیتوپلانکتونها و نقش آنها در زنجیره غذایی آبزیان و در نهایت محصولات دریایی و غذای انسان ها به خوبی مشخص میشود. به طوری که تخمین زده شده تنها فیتوپلانکتونها مسئول 75% کل محصول دهی اولیه دریاها می باشد(دیار کیان مهر،1384).
فیتوپلانکتونها بدلیل دارا بودن ماکروالمنت ها و میکروالمنت های لازم ،در بسیاری از واکنش های آنزیمی نقش کوفاکتور را اعمال می کنند(1978،Sorina).بسیاری ازآنها شاخص های بیولوژیکی آب می باشند و نماینگر وضعیت اکولوژیکی محیط می باشند. این زی شناوران در تهیه مواد غذایی انسان و موجودات دریایی قابل استحصال نظیر ماهی و صدف کاربرد دارند(فلاحی کپور چالی،1382) ،به علاوه در تولید انبوه زئوپلانکتون ها همچون روتیفر ،کوپه پودا و آرتمیا نقش دارند که زئوپلانکتون ها نیز خود به عنوان منبع غذایی در رشد مراحل لاروی سخت پوستان و ماهیان منجمله در تکنیک پرورشی آب سبز لارو ماهیان دریایی دارای اهمیت و کاربرد می باشند(Lavena&Sorgeloos 1996 ). بدلیل داشتن رنگدانه ،ویتامین، اسید های چرب و پروتئین از اهمیت غذایی بالایی در کلیه منابع آبی و آبزی پروری برخوردارند.در حقیقت قسمت عمده احتیاجات فیتوپلانکتونی دنیا از جانب نرمتنان بوده،برای اینکه هنوز جایگزین مناسبی برای تغذیه آنها پیدا نشده است و چین تولید کننده اصلی آن می باشد. اگر چه تولید فیتوپلانکتون برای آبزی پروری شامل گونه های متعددی می باشد، اما درخواست یکسان از Spirolina در حدود4500-2000 تن وزن خشک در سال ، نشان دهنده با اهمیت بودن این گونه است.تقریبا 90% از 5/14 میلیون تن تولیدات آبزی پروری در سال 1993 با استفاده از فیتوپلانکتونهای پرورشی به عنوان منبع غذایی در طی یک ویا چند مرحله از رشد آبزیان صورت گرفت(Duerr , et al .,و) et al . 1998 منبع غذایی در طی یک ویا چند مرحله از رشد آبزیان صورت گرفت(تن تولیدات ابزی پروریولید کننده اصلی آن می باشد. اگر 1998 ) . جنس های فیتوپلانکتونی که برای غذادهی به لارو آبزیان ترجیح داده شده اند عبارتند از: Thalassiosirs cleve , Tetraselmis stein Nannachloropsis hibberd , chaetoceros ehremberg , Isochrysis parke , , Chlorella vulgaris (Duerr , et al .,و) et al . 1998 منبع غذایی در طی یک ویا چند مرحله از رشد آبزیان صورت گرفت(تن تولیدات ابزی پروریولید کننده اصلی آن می باشد. اگر 1998 ) . امروزه بیشتر احتیاجات از فیتوپلانکتونها به وسیله شرکتهای داخلی تهیه شده که آنها را در داخل واحد های تخصصی و یا در داخل تانکهای پرورش لارو کشت میدهند. در حقیقت پرورش فیتوپلانکتون حاصل از سرمایه گذاری زیاد و مخارج مداوم است که تولیدکننده تمایل دارد که آن را به حداقل برساند(Benemann,1992 )در مطالعات گذشته کاربرد فاضلاب ثانویه در پرورش مخلوطی از گونه های فیتوپلانکتون دریایی با نتایج خوبی همراه بود(Dustan and Menzel,1971;Dustan and Tenore,1972; Goldman and Stanley,1974).همچنین پرورش تک گونه ای فیتوپلانکتون ها نیز موفقیت آمیز بوده است (Yoneahigue-Braga ,1977;Costa ,1999). در پرورش دو گونه ای فیتوپلانکتون ها که در برزیل در سال 2004 انجام گرفت، سودمند بودن پساب شهری به عنوان منبع ماده مغذی لازم جهت پرورش فیتوپلانکتون ها به خوبی اثبات گردید(Koening&Demacedo ,2004).بدین روش علاوه بر امکان معرفی و تولید انبوه فیتوپلانکتون در سیستم های نیمه متراکم ، می توان نسبت به تولید روغن های غیر اشباع ،آگار و … در کنار اثر تصفیه کنندگی اقدام نمود.
1-2.هدف
با توجه به اهمیت زیاد جلبکها و نقش آنها در اکوسیتم های آبی در دو دهه گذشته به کشت جلبک ها به علت کاربرد آنها در زمینه های مختلف توجه زیادی شده است. باوجود اینکه هنوزمشکلاتی در ارتباط با تکنولوژی و هزینه تولید آنها وجود دارد ولی در چندین کشور کشت انبوه جلبک ها با موفقیت انجام شده وتحقیقات زیادی نیز در حال اجرا می باشد(اسدالهی.ر،1389).
از کشت انبوه جلبک ها در زمینه های مختلف: استفاده به عنوان پروتئین مکمل در جیره غذایی انسان،خوراک دام، طیور، ماهی و دوکفه ای به صورت مکمل پروتئین و ویتامین، در داروسازی برای درمان سرطان پوست، آنتی بیوتیک، در استخراج بتاکاروتن به عنوان رنگ طبیعی در مواد غذایی، تولید گلیسرول برای استفاده در مواد غذایی و…استفاده می شود.هدف از تولید غذای زنده، کشت فیتوپلانکتونها و تهیه غذا برای رده های باللی هرم غذایی و در نتیجه مورد استفاده ماهیان به صورت مستقیم و غیر مستقیم و در نهایت به انسانها می رسد.به عبارت دیگر هدف ازکشت جلبک ها به دست آوردن بالاترین تراکم در کمترین زمان ممکن است.تجربه در پرورش ماهی و بی مهرگان آبزی نشان داده که رشد و بقای آن ها، با مصرف غذاهای زنده به تنهایی یا با غذاهای بی حرکت، بیشتر است.بر اساس تحقیقات انجام شده ،فیتوپلانکتونها پایه و اساس تمام زنجیره های غذایی آبی بوده و حمایت کننده تولید از منابع تجدید شونده به میزان 100،000،00 تن صید در سال می باشند، بنا براین که فیتوپلانکتونها، نقش حیاتی را در پرورش موجودات آبزی مانند صدف،میگو و ماهی دارند و دارای یک اهمیت راهبردی برای آبزی پروری باشند.علاوه بر این مواد استخراج شده از این ارگانیسمهای نور پسند ،کاربردهای فراوانی در صنایع غذایی حیوانی، انسانی، بهداشتی و آرایشی دارند(Muller-Fenga,2000 ).بر اساس آمار منتشر شده از FAO(Shats,1999) بررسی آبزی پروری حاصل از مصرف گونه های فیتوپلانکتونی نشان می دهد که کل مصرف فیتوپلانکتون در سال 1997 در حدود 1،500،000 تن وزن خشک بوده است ، که این رقم 5 برابر کمتر از تولید اولیه اقیانوس ها که می تواند به10تن وزن خشک برسد،
می باشد(Longhurst etal ., 1995;Pauly&Christensen,1995) .
از آنجاییکه تکنیک های پرورش لارو نرمتنان در چند دهه گذشته توسعه پیدا نموده است و غذاهای جدیدی نیز مانند مخمر، باکتری،ذرات میکروبی، مواد همبند و فیتوپلانکتونهای خشک و منجمد نیز جهت تغذیه آنها مورد بررسی قرار گرفته است، ولی با این وجود هنوز هم تنها فیتوپلانکتونها بصورت تازه مورد مصرف غذایی قرار می گیرند(Robert&Trintignac,1997 )
زیرا در آن مقطع زمانی هیچ کدام از اینها به قدر کافی مزیتی در جهت اینکه بتوانند جایگزین مناسب برای فیتوپلانکتونهای زنده باشند نداشتند. موسسهMartek کلمبیا ، ارزش آلک های تولید شده در آبزی پروری در سراسر دنیا در حمایت از صنعت دو کفه ای ها و میگو 34 میلیون دلار در سال برآورد نمود(Liao,1991 ).
Duerr و همکاران (1998 )قیمت هر کیلو گرم وزن خشک آلگ را معادل 50 دلار بیان شد.قابل توجه است که این رقم بدون در نظر گرفتن هزینه های تولید میکرو آلگها برای دیگر بخش های آبزی پروری همچون پرورش کپور ماهیان،سخت پوستان و ماهیان دریایی می باشد. بنابراین آنچه در میان آلگ شناسان و پرورش دهندگان اهمیت می یابد، کاهش بهاء تولید میکرو آلگ ها ست.بدین هدف در برخی نقاط دنیا پرورش گونه های میکرو آلگی مورد نیاز سیستم های آبزی پروری را با استفاده از محیط کشت جایگزین پساب ثانویه شهری مورد آزمایش قرار داده اند تا علاوه بر کاهش هزینه تولید غذای آبزیان،اثر تصفیه کنندگی گونه های مختلف میکرو آلگی را نیز سنجیده و مورد بهره برداری قرار دهند(Koening&Demacedo,2004 ).
پساب شهری منبعی از میزان بالای مواد آلی و مغذی بوده که باعث تقویت رشد میکرو آلگ ها می شوند،از بین این مواد می توان به آمونیوم،نیترات و فسفات اشاره نمود که در یوتریفیکاسیون شرکت فعال دارند. استفاده از میکرو آلگ هادر تصفیه پساب های شهری برای حذف مواد مغذی و مواد آلی در حال اجراء و مطالعه می باشد و در خیلی از آزمایشگاه ها به علت هزینه کم و بازدهی خوب انجام می گیرد، اما نکته قابل توجه در این خصوص قابلیت سلول های آلگی برای جذب مواد مغذی مانند ازت و فسفر پساب و استفاده از آنها در جهت رشدشان می باشد.
مطالعات اخیر گزارش نموده اند که خیلی از گونه های آلگی خصوصا Chorella و Scenedesmus به این آلودگیها مقاوماندوقابلیترشد هتروتروفی بر روی این مواد مغذی را دارند (Tam&Wong,1996) و این نشان می دهد که سیستم پرورش میکرو آلگ ها می تواند به عنوان یک جایگزین فرایند فرعی تصفیه برای حذف مواد مغذی از پساب ها و استفاده از میکرو آلگ ها در جهت پرورش آبزیان باشد. مزیت این تکنولوژی استفاده مفید از مواد مغذی پساب برای رشد میکرو آلگ ها و تصفیه پساب به وسیله تولید اکسیژن است.
فرضیه های این پروژه عبارتند از :
فیتوپلانکتون Spirolina plantensis و Chaetoceros muelleri در پساب شهری قابل پرورش هستند.
میزان حذف ازت و فسفر در پسابهای شهری بعد از پرورش بالا است.
میزان کلرفیل (برآورد میزان تولید اولیه )استحصالی از این طریق قابل توجه است.
عوامل محیطی (نور ، دما، شوری،کیفیت پساب و ….) در فیتوپلانکتون Spirolina plantensis و Chaetoceros muelleri نقش دارند.
بنابراین اهداف این پروژه شامل موارد زیر می باشد:
مقایسه میزان رشد فیتوپلانکتون Spirolina plantensis و Chaetoceros muelleri در طی دوره پرورش در پساب شهری به عنوان محیط کشت
روند تغیرات میزان ازت و فسفر در طی دوره پرورش در پساب شهری
میزان کلرفیل استحصال شده از این دوره پرورش
1-3. طبقه بندی آلگ ها