نوع مقاله : پژوهشی- فارسی
نویسندگان
1 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ازاد اسلامی واحد لاهیجان، لاهیجان، ایران
2 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، لاهیجان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: Due to very small dimensions, nanomaterials can have different properties compared to their bulk form. In nanometer dimension of material, atomic behavior dominates. Such behavior changes may adversely affect biological organism, especially phytoplankton as the basis of food chain cycle. For this reason, in current research, toxicity of CuO nanoparticles (CuO NP) on Scenedesmus dimorphus has been evaluated. The average size of CuO NP used were 20 nm.
Materials and methods: The experiments were conducted under OECD201 method. The toxic effect of CuO NP was investigated at 5 different concentrations of 2.5, 6.5, 17.4, 45.7, 120 mg/L against control in three replicates for each treatment and control. All samples were treated at constant temperature of 24 °C and 12-hour period of light and dark for 72 hours. Algae count was done at time intervals of 24, 48 and 72h. Chlorophyll assay was done according to ASTM standard.
Results: EC10, EC50, and EC90 amounts for 72 hours were 0.18, 28.84 and 4477.35 mg/L, respectively. With time, chlorophyll concentration was decreased in all treatments except for 57.68 mg/L. Carotenoid showed significant decrease between all treatments and the control and also among different treatments (p<0.05) and in 72h three treatments had different carotenoids (p<0.05).
Discussion and conclusion: These results showed that CuO NP had significant toxic effect on Scenedesmus dimorphus and resulted to reduction in growth rate and increase in doubling time. Also, the percent inhibition was increased with increasing CuO NP concentration. The chlorophyll and carotenoid levels decreased in Scenedesmus dimorphus by increasing CuO NP concentration.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
امروزه با پدیدارشدن نانوفناوری و استفادۀ روزافزون از آن در جنبه‌های مختلف علوم و فناوری، محصولات بیشماری به وجود آمده‌اند که در ترکیب و ساخت آنها از نانومواد استفاده شده است. نانوذرات به‌علت اندازۀ بسیار کوچکی (1 تا 100 نانومتر) که دارند، ویژگی‌ها و رفتارهای متفاوتی نسبت به ذرات درشت (توده) از خود نشان می‌دهند؛ ازاینرو، کاربرد نانوذرات در زمینه‌های مختلف درحال گسترش است. نانوذرۀ اکسیدمس[1] (CuO-NP) به اشکال مختلف وجود دارد و کاربردهای متنوعی نظیر استفاده در ساخت حسگرهای گاز، باتری‌ها، سلول‌های فتوولتائیک[2]، مایعات انتقال حرارت و به‌عنوان کاتالیست دارد؛ پساب هریک از فعالیت‌های یادشده ممکن است حاوی نانوذرات اکسیدمس باشد و سبب ورود آنها به محیط‌زیست آبی شود (1-5). پژوهش‌ها نشان می‌دهند نانوذرات رفتارهای زیستی متفاوتی ایجاد می‌کنند؛ ازجمله اینکه عامل اندازۀ ذرات (در حد نانومتر) توانایی عبور و امکان پشت‌سر‌گذاشتن سدهای زیستی را به ذره می‌دهد که دستیابی به آن برای ذرات درشت‌دانه و توده‌ای ممکن نیست (6 و 7). اندازۀ ذره ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نانومواد را تغییر می‌دهد و باعث افزایش جذب این مواد و تعامل بیشتر آنها با بافت‌های موجودات زنده می‌شود؛ جذب نانوذرات در موجودات آبزی اهمیت فراوانی دارد. در سطح سلولی، پروکاریوت‌هایی[3] مانند باکتری‌ها و جلبک‌ها ممکن است به‌علت نداشتن سازوکارهای جلوگیری‌کننده از انتقال تودۀ ذرات کلوئیدی و سوپرکلوئیدی از طریق دیوارۀ سلولی در برابر جذب بسیاری از انواع نانوذرات آسیب‌پذیر شوند (8-10). اگرچه سازوکار اصلی عملکرد نانوذرات هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است، مطالعه‌های گوناگون در محیط‌های مصنوعی[4] و طبیعی[5] نشان می‌دهند آنها قادرند گونه‌های فعال اکسیژن[6] (ROS) را تولید کنند و بنابراین می‌توانند در غلظت کلسیم درون‌سلولی، فعال‌کردن عوامل رونویسی و ایجاد تغییر در سایتوکین‌ها[7] نقش داشته باشند. ROS به روش‌‌های مختلفی مانند آسیب‌رساندن به DNA، تداخل با مسیرهای علامت‌دهی[8] سلولی، تغییر در روند رونویسی ژن‌ها و ... به سلول‌ها آسیب می‌زنند (11 و 12). مرگ سلولی ناشی از ROS درنتیجۀ واکنش‌های اکسیداتیوی نظیر پراکسیداسیون اسیدهای چرب غشا، اکسیداسیون پروتئین‌ها، ممانعت از فعالیت آنزیم‌ها و خسارت به DNA و RNA در اثر تولید رادیکال‌های آزاد رخ می‌دهد (11، 13-16). در مطالعه‌ای، نقش گونه‌های ROS در سمیت مس برای دو گونه جلبک Pseudokirchneriella subcapitata و Chlorella vulgaris بررسی و مشخص شد با افزایش زمان مواجهه، آزادسازی ROS در غشای پلاسمایی اتفاق می‌افتد (17).
در اکوسیستم‌های آبی، جلبک‌ها و فیتوپلانکتونها بخش مهمی از زنجیرۀ غذایی موجودات آبزی و ماهی‌ها را تشکیل می‌دهند (18 و 19). پژوهش دربارۀ سمیت نانوذرات بر جلبک‌های مختلف طی چند سال اخیر آغاز شده و درحال گسترش است. بکارو[9] و همکاران در سال 2015، سمیت ذرات نانونقرۀ تثبیت‌شده با پلی‌وینیل‌الکل[10] را روی جلبک‌ها و سخت‌پوستان میکروسکوپی (شامل سه گونۀ Artemia salina،Pseudokirchneriella subcapitata و Daphnia similis)بررسی و تأیید کردند (20). در مطالعه‌ای، سمیت حاد نانوذرات اکسیدمس (CuO) و اکسیدروی (ZnO) روی دو گونه سخت‌پوست و یک گونه پروتوزوآ[11] بررسی شد؛ [12]EC50 نانو اکسیدمس برای دو سخت‌پوست در محدودۀ 90 تا 224 میلیگرمبرلیتر و حدود 10 برابر کمتر از EC50 برای حالت توده‌ای[13] اکسیدمس بود (2). در بررسی دیگری، آثار سمی نانوسوسپانسیون‌های[14] اکسیدمس بر سلول‌های جلبک ماکروفیت[15]Nitellopsis obtusa ، جلبک میکروفیتsp.[16]Chlorella، میگوی Thamnocephalus platyurus و روتیفر[17] Brachionus calyciflorus بررسی و تأیید شد (21). در مطالعه‌ای، سمیت نانوذرات اکسیدهای آلومینیوم، تیتانیوم، سیلیسیم و روی بر جلبکsp. Chlorella بررسی شد و طبق نتایج، نانوذرات اکسیدروی سمیت چشمگیری داشتند و سه نانوذرۀ دیگر سمیت درخور توجهی نداشتند (22).
طی مطالعه‌ای، ماهی گورخری، دافنی[18] و گونه‌ای جلبک در معرض اشکال نانویی و نمک‌های محلول عناصر نقره، مس، آلومینیوم، نیکل و نانوذرات دی‌اکسید‌تیتانیوم قرار گرفتند؛ بر اساس نتایج، نانونقره و نانومس در هر سه موجود زنده سمیت داشتند و حساسیت گونه‌های مختلف در برابر نانوفلزات متفاوت بود (23). .در پژوهشی، بازدارندگی رشد و میزان رنگدانۀ فتوسنتزی در جلبک Scenedesmus obliquus پساز رویارویی با نانوسیلیکا بررسی شد و EC50 برای 72 ساعت 1/388 میلیگرمبرلیتر به دست آمد. مقدار کلروفیل در غلظت‌های میانی و زیاد (50، 100 و 200 میلیگرمبرلیتر) پساز 96 ساعت به‌طور چشمگیری کاهش یافت، اما کاروتنوئید کم نشد (24). اگرچه تاکنون پژوهش‌هایی دربارۀ آثار غلظت‌های مختلف نانوذرات روی ممانعت از رشد، میزان فتوسنتز و ویژگی‌های ریختی و تغییر شکل جلبک‌ها در جهان انجام شده است (25-28)، در داخل ایران و خارج از آن گزارشی دربارۀ تأثیر نانوذرۀ اکسیدمس روی جلبک سبز تک‌سلولی Scenedesmus dimorphusمنتشر نشده است؛ ازاینرو در پژوهش حاضر، آثار سمیت نانوذرۀ اکسیدمس بر جلبک S. dimorphus بررسی شد.
مواد و روش‌ها.
جلبک S. dimorphus از آزمایشگاه کاوشگران طبیعت پاک[19] تهیه شد. نانوذرات اکسیدمس از شرکت پیشگامان نانومواد ایران[20] (نانو ثانی) تهیه شد که محصولات آن تولید کشور آمریکاست (شکل 1).
آماده‌سازی محیط‌کشت و کشت جلبک: در مطالعۀ حاضر، محیط‌کشت BBM[21] برای رشد جلبک استفاده شد. به‌منظور اطمینان‌یافتن از خلوص جلبک، ابتدا کشت در محیط نوترینت‌آگار[22] انجام شد و پتری‌دیش‌ها به‌مدت 10 تا 12 روز در دمای 27 درجۀ سانتیگراد و در معرض نور فلورسنت نگهداری شدند؛ سپس تعدادی از کلنی‌های Scenedesmus در لوله‌های آزمایش حاوی محیط‌کشت مایع کشت و مدت 7 روز در آنها نگهداری شدند. به‌منظور اطمینان‌یافتن از خلوص جلبک، نمونه‌ها طی پنج مرحله سانتریفیوژ و شستشو شدند و سپس به محیط‌کشت یک لیتری انتقال یافتند و به‌مدت 7 روز در دمای محیط و در معرض نور فلورسنت قرار گرفتند. طی این مدت، میزان رشد نمونه‌ها هر روز از طریق شمارش سلولی تا زمان ورود به فاز نمایی رشد کنترل شد؛ به‌این‌ترتیب، حجم زیادی از سلول‌های S. dimorphusبرای انجام مراحل بعدی آزمایش تهیه شد.
آماده‌سازی ذخیرۀ[23] نانوذرات: پساز سه مرحله آزمون دامنه‌یابی، محدودۀ اصلی غلظت‌ها بر مبنای لگاریتمی شامل صفر (شاهد)، 5/2، 5/6، 4/17، 7/45 و 120 میلیگرمبرلیتر انتخاب و بررسی‌ها با سه تکرار برای هر تیمار و شاهد انجام شدند.
شکل 1- عکس میکروسکوپ الکترونی عبوری[24] (TEM) (سمت چپ)، میکروسکوپ الکترونی روبشی [25](SEM) (سمت راست) نانوذرات اکسیدمس تهیه‌شده توسط شرکت نانومواد ایران
قراردادن جلبک‌ها در معرض نانوذرات: مطابق روش OECD، تعداد 104×5 سلول جلبک به لوله‌های آزمایش حاوی محیط‌کشت استریل و نانوذره با حجم ثابت 10 میلی‌لیتر و در سه تکرار تلقیح شد (29). لوله‌های آزمایش به‌مدت 72 ساعت داخل اطاقک رشد[26] (مدل JG-300، شرکت ژال طب، ساخت ایران) و در شرایط 12 ساعت نوردهی با لامپ فلورسنت سرد و شدت نور 5000 لوکس و 12 ساعت تاریکی و دمای 1±24 درجۀ سانتیگراد قرار داده شدند. نمونه‌ها هر 12 ساعت بررسی شدند.
بررسی ممانعت از رشد: پس از 24، 48 و 72 ساعت از آغاز آزمایش، نمونه‌ها ابتدا با مخلوط‌کن هم زده شدند و سپس از محلول لوله‌های آزمایش با سمپلر نمونه‌برداری شد. نمونه با لام توما زیر میکروسکوپ نوری (صاایران مدل N- 180M) با بزرگنمایی 40× در 6 تکرار شمارش شد. تعداد سلول‌ها از رابطۀ زیر به دست آمد:
|
رابطۀ (1) |
تراکم سلولی در میلی‌لیتر=کل سلول‌های شمارش‌شده در مربع بزرگ×104 |
محاسبۀ مقادیر EC10، EC50 و EC90 بر اساس روش پروبیت[27] انجام شد؛ به‌این‌ترتیب که ابتدا اعداد پروبیت مربوط به غلظت‌های مدنظر از جدول آن استخراج شدند و سپس برای تعیین مقادیر EC از معادلۀ خطی رگرسیون[28] استفاده شد (30). به‌منظور بررسی وجودداشتن یا نداشتن اختلاف معنادار بین شاهد و تیمارهای غلظت در هر زمان مواجهه از آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) و در ادامه از آزمون توکی استفاده شد؛ سطح معناداری 95 درصد در نظر گرفته شد.
زمان دوبرابرشدن (G)، مدت زمان لازم برای دوبرابرشدن اندازه یا تعداد سلول‌هاست. زمان دوبرابرشدن ویژگی مناسبی برای رابطۀ رشد نمایی است (31). مقدار NOEC و همچنین مقادیر µ و G از رابطه‌های پیشنهادی محاسبه شد (32).
|
رابطۀ (2) |
ln x1 – ln x0 (t1 – t0)-1 = µ |
µ: نرخ رشد ویژه، x1: میانگین تعداد سلول‌ها در زمان t1، x0: میانگین تعداد سلول‌ها در زمان t2
|
رابطۀ (3) |
G = ln2 µ-1 |
G: زمان دوبرابرشدن
|
رابطۀ (4) |
I = µc - µt / µc × 100 |
I: درصد ممانعت از نرخ رشد ویژه، µt: نرخ رشد در تیمار، µc: میانگین نرخ رشد در شاهد
|
رابطۀ (5) |
NOEC=EC50/10 |
NOEC: غلظت بدون اثر قابل‌مشاهدۀ یک شاخص است که غلظتی از یک آلاینده را نشان می‌دهد که باتوجهبه تأثیر مورد‌مطالعه به گونۀ مورد‌بررسی صدمه نمی‌زند.
اندازه‌گیری کلروفیل و کاروتنوئید: به‌منظور بررسی اثر غلظت‌های مختلف نانو اکسیدمس بر میزان رنگدانۀ جلبک Scenedesmusبه روش ASTM D3731- 87(2012) (33)، چهار تیمار با غلظت‌های صفر، 42/12، 84/28 و68/57 میلیگرمبرلیتر که به‌ترتیب نصف، برابر و دو برابر EC50 بودند، در سه تکرار تهیه شدند و در شرایط کنترل‌شدۀ نور و دما قرار گرفتند. نمونه‌برداری در فواصل زمانی منظم 24ساعته انجام شد. ابتدا نمونه‌ها به‌منظور جداسازی محیط‌کشت از محلول جلبکی سانتریفیوژ شدند و سپس محلول رویی جدا شد؛ سپس استون 90 درصد به رسوب جلبکی باقیمانده اضافه و مقدار جذب نوری در طول‌موج‌های630، 647 و 664 نانومتر خوانده شد.
|
رابطۀ (6) |
Ca= 11.85 ( A664) – 1.54 (A647) – 0.08 (A630) |
|
رابطۀ (7) |
g/mlµCaa=Ca × Vaceton/ Vwater × 1000 |
|
رابطۀ (8) |
Cc = 10 (A470) × Vaceton/ Vwater × 1000 µg/ml |
Caa: غلظت کلروفیل، Cc: غلظت کاروتنوئید
نتایج
ممانعت از رشد: همان‌طور که در شکل 2 مشاهده می‌شود، داده‌های آزمایش ممانعت از رشد نشان می‌دهند تعداد سلول‌ها در تمام تیمارها طی 72 ساعت روند افزایشی داشته است؛ اما با افزایش غلظت نانوذرۀ اکسیدمس، رشد جلبک در تیمارها نسبت به نمونۀ شاهد کاهش یافته است و هرچه غلظت نانوذره بیشتر شده، کاهش رشد نیز بیشتر اتفاق افتاده است و این اختلاف بین شاهد و تیمارها و بین غلظت‌های مختلف تیمارها در زمان مواجهۀ 48 و 72 ساعت معنادار بوده است (p<0.05)؛ این نتیجه آثار منفی نانوذرۀ اکسیدمس را بر رشد جلبک Scenedesmus نشان می‌دهد.
شکل 2- میانگین تعداد سلول‌های جلبکی شمارش‌شده بر حسب زمان در غلظت‌های مختلف نانوذرۀ اکسیدمس. اعداد میانگین 18 تکرار±انحراف معیار است. حرف‌های یکسان نبود اختلاف معنادار در سطح اطمینان 95 درصد را با استفاده از آزمون توکی نشان می‌دهند.
غلظت مؤثر بازدارندگی (EC) نانوذرۀ اکسیدمس بر گونۀ جلبک :S. dimorphusطبق جدول 1،غلظت مؤثر (EC50) نانو اکسیدمس طی 72 ساعت مقدار 84/28 میلیگرمبرلیتر و EC90 طی 72 ساعت مقدار 35/4677 میلیگرمبرلیتر محاسبه شد. همچنین EC10، EC50 و EC90 با گذشت زمان روند کاهشی داشتند که نشان‌دهندۀ افزایش سمیت نانوذره با گذشت زمان است.
جدول 1- مقادیر EC10، EC50، EC90 و NOEC نانوذرۀ اکسیدمس برای جلبک Scenedesmus dimorphus
|
غلظت مؤثر(میلی‌گرم برلیتر) |
24 ساعته |
48 ساعته |
72 ساعته |
|
EC10 |
07/4 |
93/0 |
18/0 |
|
EC50 |
18/162 |
56/65 |
84/28 |
|
EC90 |
54/6456 |
35/4677 |
35/4677 |
|
NOEC |
22/16 |
55/6 |
88/2 |
نرخ رشد ویژۀ جلبک S. dimorphus در اثر تماس با نانوذرۀ اکسیدمس: در بررسی نرخ رشد ویژۀ (µ) گونۀ Scenedesmus dimorphus در اثر تماس با نانو اکسیدمس، کاهش بیشتر نرخ رشد با افزایش غلظت نانوذره نسبت به شاهد مشاهده شد (شکل 3). حداکثر نرخ رشد ویژه (maxµ) بین تیمارهای مختلف، متفاوت بود و از غلظت کمتر به غلظت بیشتر روند کاهشی وجود داشت و مشاهده شد پساز گذشت 72 ساعت، نرخ رشد نسبت به 24 و 48 ساعت کاهش بیشتری می‌یابد. همچنین نرخ رشد طی 24 ساعت اول آزمایش نسبت به بازه‌های زمانی بعدی کاهش کمتری نشان داد که این مسئله به‌علت رشد نمایی جلبک است و همۀ تیمارها با غلظت‌های مختلف نانوذره از این الگوی رشد پیروی می‌کنند.
شکل 3- نمودار نرخ رشد ویژۀ جلبک Scenedesmus dimorphusدر اثر تماس با CuO-NP
زمان دوبرابرشدن جلبک S. dimorphus در اثر تماس با نانوذرۀ اکسیدمس: شاخص G یا زمان دوبرابرشدن با افزایش غلظت نانوذره در تیمارهای موردآزمایش روند افزایشی نشان داد وکمترین زمان دوبرابرشدن سلول‌ها در نمونۀ شاهد محاسبه شد؛ همچنین با پیشرفت آزمایش، زمان دوبرابرشدن سلول‌های جلبک به‌تدریج افزایش یافت که علت آن، کاهش نرخ رشد جلبک در همۀ تیمارها و شاهد نسبت به زمان آغاز آزمایش است (شکل 4). بررسی درصد ممانعت از رشد (I) در گونۀ S. dimorphus با افزایش غلظت نشان داد روند بازدارندگی از رشد نسبت به نمونۀ شاهد همواره افزایشی است (جدول 2)؛ همچنین با افزایش زمان مواجهه، میزان ممانعت از رشد افزایش می‌یابد (به‌جز در روز سوم و غلظت 120 میلیگرمبرلیتر که تفاوت چندانی با روز دوم آزمایش ندارد)؛ صرف‌نظر از این مورد، درصد بازدارندگی از رشد جلبک Scenedesmus در معرض نانوذرۀ اکسیدمس همواره افزایشی است و رشد آن کاهش می‌یابد.
شکل 4- زمان دوبرابرشدن (G) سلول‌های جلبک Scenedesmus dimorphus در مدت آزمایش در غلظت‌های مختلفCuO-NP
جدول 2- درصد بازدارندگی رشد ویژۀ (I) جلبک Scenedesmus dimorphus نسبت به نمونۀ شاهد در اثر تماس با CuO-NP
|
غلظت (میلیگرمبرلیتر) |
24 ساعت |
48 ساعت |
72 ساعت |
|
5/2 |
57/5 درصد |
35/8 درصد |
42/12 درصد |
|
5/6 |
01/9 درصد |
04/17 درصد |
80/21 درصد |
|
4/17 |
52/19 درصد |
15/24 درصد |
35/24 درصد |
|
7/45 |
18/25 درصد |
02/34 درصد |
99/35 درصد |
|
120 |
59/43 درصد |
06/44 درصد |
37/43 درصد |
.تأثیر غلظت نانو اکسیدمس بر مقدار کلروفیل: بررسی داده‌های مربوط به سنجش کلروفیل نشان‌دهندۀکاهش غلظت کلروفیل در همۀ تیمارها و زمان‌ها نسبت به شاهد بود؛ همچنین مقدار کلروفیل در همۀ تیمارها (به‌جز 68/57 میلیگرمبرلیتر) باگذشت زمان افزایش یافت، هرچند میزان افزایش در شاهد بیشتر از سایر تیمارها بود (شکل 5). این امر آثار منفی نانوذرۀ اکسیدمس را بر فرایند فتوسنتز در جلبک S. dimorphus نشان می‌دهد. در شکل 5 مشاهده می‌شود با افزایش زمان مواجهه، تفاوت میزان کلروفیل شاهد با تیمارها معنادار می‌شود (p<0.05).
شکل5- میانگین کلروفیل a در جلبک Scenedesmus dimorphus با غلظت‌های مختلف CuO-NP. میانگین 3 تکرار±انحراف معیار است و حرف‌های یکسان نشان‌دهندۀ نبود اختلاف معنادار در سطح اطمینان 95 درصد با آزمون توکی است.
بررسی تأثیر غلظت نانو اکسیدمس بر مقدار کاروتنوئید: میزان کاروتنوئید در نمونۀ شاهد همواره افزایشی بود و طی 3 روز به میزان 150 میکروگرم‌بر‌میلی‌لیتر رسید؛ در حالی‌که این رنگدانه در همۀ تیمارها روند به‌شدت کاهشی داشت و میزان کاهش آن با افزایش غلظت تیمار متناسب بود (شکل 6). اختلاف معنادار بین شاهد و تیمارها و نیز تیمارها با یکدیگر با افزایش زمان مواجهه بیشتر شد و در زمان 72 ساعت، هر سه تیمار با شاهد اختلاف معنادار داشتند .(p<0.05)
شکل6- میانگین کاروتنوئید در جلبک Scenedesmus dimorphus با غلظت‌های مختلفCuO-NP. میانگین 3 تکرار±انحراف معیار است و حرف‌های یکسان نشان‌دهندۀ نبود اختلاف معنادار در سطح اطمینان 95 درصد با آزمون توکی است.
بحث
پژوهش حاضر نشان داد سمیت نانوذرات بسته به غلظت و زمان درمعرض‌بودن متفاوت است. اکسیدهای فلزی نانوذرات قدرت سمیت و کشندگی متفاوتی دارند که نشان می‌دهد سمیت نانوذرات علاوه‌بر ساختار نانویی و نسبت زیاد سطح به جرم و قابلیت تحرک به سایر عوامل نیز بستگی دارد. جلبک‌ها و فیتوپلانکتونها به‌عنوان پایۀ زنجیرۀ غذایی در تعادل اکوسیستم نقش حیاتی دارند و برخی نانوذرات به‌علت سمیتی که دارند، باعث کاهش جمعیت جلبک‌ها در محیط و عواقب ناشی از آن می‌شوند.
در پژوهش حاضر، سمیت نانوذرۀ اکسیدمس بر جلبک سبز S. dimorphusبررسی و کاهش رشد جلبک با افزایش غلظت نانوذره مشاهده شد. همچنین EC50 اکسیدمس روی جلبک Scenedesmus طی 72 ساعت برابر 84/28 میلیگرمبرلیتر محاسبه شد که در مقایسه با پژوهشی که پنداشته[xxix] و همکاران (2013) انجام داده‌اند و در آن، EC50 نانو اکسیدروی 09/0 میلیگرمبرلیتر روی این جلبک به دست آمده است، سمیت بسیار بیشتر نانو اکسیدروی روی جلبک S. dimorphus را نشان می‌دهد (26).
در پژوهشی، سمیت نانو اکسیدتیتانیوم بر جلبک Scenedesmus بررسی و میزان EC50 آن 44 میلیگرمبرلیتر گزارش شد که در مقایسه با نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد سمیت نانوذرۀ اکسیدمس از نانو اکسیدتیتانیوم طی 72 ساعت حدود 52/1 برابر بیشتر است (27). در بررسی دیگری، آثار غلظت‌های مختلف نانوذرۀ اکسیدمس روی رشد، کلروفیل a و کاروتنوئید جلبک Chlorella vulgaris به‌مدت شش روز بررسی شد و بر اساس نتایج، تعداد سلول‌ها با افزایش غلظت نانوذره کاهش معناداری داشت. این نانوذره باعث افزایش نرخ بازدارندگی در Chlorella vulgaris شد؛ همچنین میزان کلروفیل کل، کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئید در همۀ غلظت‌های آزمایشی در مقایسه با شاهد کاهش داشتند و میزان کاهش آنها با غلظت نانوذره متناسب بود (34). طی پژوهش دیگری که وانگ[xxx] و همکاران در سال 2013 انجام دادند، اکسیدمس در سه حالت نانویی، میکرویی و یونی روی جلبک‌های خانوادۀ Chlorellaceae آزمایش شد؛ طبق یافته‌های ایشان، EC50 96ساعته برای یون‌های Cu2+ معادل 06/1 و برای نانو CuO معادل 61/74 میلیگرمبرلیتر بود. مقایسۀ این نتایج با یافته‌های پژوهش حاضر نشان می‌دهد سمیت CuO-NP برای جلبک Scenedesmus بیشتر از Chlorella است و این گونه حساسیت بیشتری نسبت به ذرات نانویی مس دارد (28). همچنین آزادشدن یون Cu2+ از نانوذرات اکسیدمس با غلظت 2/0 میلیگرمبرلیتر باعث ممانعت از تشکیل کلروفیل a در جلبک Chlorellaشد. ضمناً پساز مواجهه با نانوذرات اکسیدمس با غلظت 160 میلیگرمبرلیتر، میزان کلروفیل 89/2 میلی‌گرم در 108 سلول بود که نسبت به مقدار شاهد یعنی 75/4 میلی‌گرم در 108 سلول کاهش داشت؛ در پژوهش حاضر نیز نتایج مشابهی به دست آمد (28).
در مطالعه‌ای به بررسی اثر سمیت نانوذره و بالک (توده) اکسیدمس بر جلبک Pseudokirchneriella subcapitata پرداخته و طی آن، EC50 طی 72 ساعت برای نانوذرۀ اکسیدمس 71/0 میلیگرمبرلیتر و برای حالت توده 55/11 میلیگرمبرلیتر گزارش شد (25). اختلاف سمیت محاسبه‌شده طی این آزمایش‌‌ها با نتایج پژوهش حاضر، علاوه‌بر احتمال وجود خطاهای شخصی و تفاوت در جزئیات روش مانند دامنۀ دمایی، شدت نور و نوع محیط‌کشت که آثاری هرچند اندک دارند، از تفاوت گونه‌های جلبک در دو پژوهش ناشی می‌شود. تفاوت بین‌گونه‌ای در جلبک‌های مختلف به‌علت تفاوت در نرخ جذب از طریق غشای پلاسمایی در سازوکارهای اتصال داخلی و یا سازوکارهای سمیت‌زدایی است(35). مقایسۀ این دو پژوهش نشان می‌دهد حساسیت جلبک Pseudokirchneriella subcapitata نسبت به نانوذرۀ اکسید مس 56/40 برابر بیشتر از جلبک Scenedesmus dimorphus است. طی پژوهشی دربارۀ سمیت نانوذرۀ اکسیدمس پوستۀ هسته[xxxi] روی جلبک سبز Chlamydomonas reinhardtii در محدودۀ 4 تا 20 میلیگرمبرلیتر به‌مدت 6 ساعت، ساختار جمعیت جلبک تغییر کرد؛ همچنین این نانوذره بر کلروفیل اثر تخریبی داشت و کاهش فتوسنتز در آن به تشکیل گروه‌های ROS نسبت داده شد (36). در مطالعۀ دیگری، تأثیر همین نانوذره به دو شکل دارای روکش و بدون روکش بر جلبکChlamydomonas reinhardtii بررسی و مشاهده شد هر دو شکل در غلظت‌های 5 تا 40 میلیگرمبرلیتر پساز 6 ساعت مواجهه برای جلبک سمی‌اند، اما سمیت نانوذرۀ دارای روکش بیشتر از نوع بدون روکش است و علت آن، افزایش قابلیت نفوذ به داخل سلول است (37). در پژوهش دیگری، تأثیر غلظت‌های صفر تا 10 میلیگرمبرلیتر نانوذرۀ نقره بر دو گونه جلبک شامل Chlorella vulgarisوDunaliella tertiolecta طی 24 ساعت مواجهه بررسی و مشاهده شد میزان کلروفیل به‌شدت کاهش می‌یابد (38)؛ در پژوهش حاضر نیز کاهش کلروفیل در اثر رویارویی با CuO-NP مشاهده شد.
آل سعدی[xxxii] و همکاران در پژوهشی به بررسی آثار سمیت فلزات سنگین کادمیوم و سرب بر جلبک Scenedesmus quadricauda پرداختند. طبق نتایج ایشان، نرخ رشد جلبک با افزایش غلظت فلزات کاهش می‌یابد و مقدار کلروفیل در مقایسه با شاهد کاهش معناداری نشان می‌دهد (39)؛ این نتایج با یافته‌های میزان کلروفیل و نرخ رشد در پژوهش حاضر مطابقت دارد. در مطالعۀ دیگری، تأثیر نانوذرۀ اکسیدمس بر برنج بررسی و مشاهده شد میزان فتوسنتز، میزان تعرق و میزان رنگدانه در غلظت 1000 میلیگرمبرلیتر کاهش می‌یابد (40).
بر اساس نتایج پژوهش حاضر، نانوذرۀ اکسیدمس باعث کاهش تعداد سلول‌ها و نیز رنگدانه‌ها در جلبک سبز Scenedesmus dimorphus می‌شود. باتوجهبه آثار کشف‌نشده و بعضاً منفی برخی نانوذرات بر موجودات زنده و محیط‌زیست ضروریست آثار واقعی نانوفناوری پیشاز اینکه پسماندهای نانو در محیط ظاهر شوند و همچنین پیشاز معرفی نانوتولیدات جدید به بازار تعیین و شناسایی شوند.
)