Vi khuẩn lam (cyanobacteria) - Giới thiệu về độc tố VKL
Vi khuẩn lam có thể tạo ra nhiều hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, có mùi mốc hoặc mùi đất như geosmin và 2-methylisoborneol. Chúng không gây độc nhưng có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước uống sau xử lí và làm phiền hà cho người sử dụng nguồn nước làm nơi vui chơi, và cả người dùng nước sau xử lí (Juttner và Watson, 2007).
Việc quan tâm đến khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước và độ an toàn của nước dưới góc độ sức khỏe của con người và động vật, thì khả năng tạo ra đa dạng độc tố có trọng lượng phân tử thấp là mối quan tâm lớn nhất (Codd, 1995; Carmichael, 1997: Falconer, 1998; Sivonen & Jones, 1999 và Metcalf & Codd, 2012). Các kiểm tra cho thấy chúng có khả năng gây độc cao đối với động vật có xương sống và không xương sống, gồm cả động vật có vú. Những chất độc không màu, không mùi không vị, gọi là cyanotoxin, không được chú ý nhiều bởi người sử dụng và người tiêu thụ nước. Khi so sánh với độc tố của thực vật bậc cao, nấm, và động vật, cyanotoxin có độ độc tương tự nếu không nói là cao hơn (Bảng 1). Một số cyanotoxin như saxitoxin và microcystins được coi là vũ khí hóa học và đã được bàn đến trong các hội thảo như The Australia Group (www.australiagroup.net) đã đề cập đến quá trình sản xuất, tinh sạch, sản xuất và sử dụng cho nghiên cứu và phân tích ở một số đất nước (Metcalf và cs, 2006).
Trong nhiều chi vi khuẩn lam được biết trong môi trường nước, chỉ một số ít dạng sợi được quan tâm hiện nay do ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Tuy nhiên, các chi vi khuẩn lam này có thể phát triển hình thành “nở hoa”, mảng, váng ở thủy vực nơi con người sử dụng nước. Các chi vi khuẩn lam như Microcystis, Planktothrix, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon và Anabaena được biết là tạo ra một loạt các độc tố (được nêu trong Bảng 2). Trong các độc tố sản xuất bởi vi khuẩn lam, ví dụ như microcystin, được giữa lại nhiều trong tế bào vi khuẩn lam khi tế bào khỏe mạnh và nguyên vẹn và có thể được giải phóng vào nước. Tuy nhiên, ở trường hợp của cylindrospermopsin, một tỷ lệ lớn độc tố này được tìm thấy ở ngoài tế bào. Nếu nguồn nước đó được con người sử dụng, khi đó độc tố cyanotoxin cần có quá trình xử lí thiết thực. Điều này cần thiết cho các nghiên cứu về kiểm soát nguy cơ nếu lượng phân bố cyanotoxin ở mẫu nước chứa tỷ lệ nhỏ cyanotoxin hòa tan và dạng hạt (gồm cả dạng trong tế bào) được xác định rõ, bên cạnh việc đo đạc lượng cyanotoxin tổng số.
Các vi khuẩn lam trong bảng 2 tạo ra bảng xếp loại các độc tố trọng lượng phân tử thấp, đôi khi có hơn một lớp độc tố, hoặc một loại các mẫu loại từ cùng một lớp cyanotoxin, được tạo từ một loài hoặc một vùng nở hoa. Các quần thể lớn vi khuẩn lam sinh độc tố được biết khắp thế giới, ở vùng nước ngọt, nước lợ, nước biển ở nhiều quốc gia (ví dụ, Bảng 3). Sự sản xuất các độc tố của vi khuẩn lam được xác định sau khi phân tích các mẫu nuôi cấy ở phòng thí nghiệm, và có sự tương quan với việc sản xuất độc tố cyanotoxin của vi khuẩn lam trong tự nhiên. Trong mẫu nuôi cấy thí nghiệm, quá trình sản xuất cyanotoxin tạo ra nồng độ độc tố cao, với nồng độ lên đến ít nhất là 0,5% trọng lượng khô của mẫu nuôi cấy.
Việc sử dụng thuật ngữ “độc tố” (toxic) mang sự biểu thị mạnh về mức nguy hại của quần thể vi khuẩn lam trong tự nhiên. Độc tính của quần thể vi khuẩn lam tự nhiên còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Nó bao gồm, chứ không giới hạn trong khoảng, loại độc tố, liều lượng, quá trình tiết xuất, và trọng lượng cơ thể và sức khỏe của sinh vật nhiễm độc. Các sản phẩm khác của vi khuẩn lam, như chất microviridin J, không gây độc cho động vật có vú, nhưng có tính độc cao với động vật không xương sống dưới nước. Về trường hợp tiêu thụ nước uống ở người, Chỉ số cho phép (Guideline Values) được dựa trên m ức tiêu thu nước, khoảng 2 lit một ngày, và phụ thuộc vào vị trí địa lí và mức độ hoạt động thể chất sẽ làm tăng nhu cầu dùng nước. Ngược lại, trẻ nhỏ có thể chỉ cần một lượng độc thấp hơn nhiều đã bị nhiễm độc. Khi vùng nở hoa vi khuẩn lam được xác định có độc, điều này dựa trên việc đánh giá nồng độ cyanotoxin cụ thể và quá trình gây nhiễm tượng tự, bên cạnh các chất độc xuất hiện. Tuy nhiên, không có đánh giá về mức nguy hiểm như thế, vùng nở hoa cũng có thể coi là có độc, mặc dù không có xét nghiệm nào về độc tính được thực hiện. Hơn nữa, khi xuất hiện sự nở hoa vi khuẩn lam, người quản lý có thể thực hiện những cảnh báo về vùng nước có độc, khuyên mọi người tránh xa và không dùng nước, yêu cầu các biện pháp xử lí nước.
