44 2019-2020/2
Metilénkék festékanyag
fitoextrakciós vizsgálata vízinövényekkel
Bevezető
A növények alternatív lehetőséget jelentenek a környezeti szennyeződések eltávolítá- sára. A módszert bioremediációnak nevezzük, ami a görög phyto = növény és a latin remedium = tisztítás, helyrehozás szó összetételéből ered. Az ilyen technológiákban alkal- mazott növények képesek a szennyezőanyagok extrakciójára, immobilizálására, azaz sta- bilizálására, lebomlására vagy illékonyítására.
Kérdés, hogy mi történik az ily módon szennyezett növényekkel?
Miután a növény felszívta a vegyi szennyezőket a vízből vagy a talajból, a növényeket összegyűjtik és a képződött biomasszát általában elégetik. A képződő hamut speciális biz- tonságos tárolókban helyezik el. Egyes estekben a biomasszát a fémek visszanyerésére használják, ezt a technikát phytomining-nak hívják.
Az egyik legáltalánosabb eljárás a fitoextrakció, mely a növények azon tulajdonságán alapszik, hogy a szennyeződéseket a környezetükből felszívják és elraktározzák. Ez a fo- lyamat természetes körülmények között is működik (hiszen ez a táplálkozás útja is), ez a passzív fitoextrakció, de alkalmaznak különböző technikákat a felszívódás mértékének növelésére, ezt a folyamatot indukált fitoextrakciónak nevezzük.
A fitoextrakción alapuló módszerek alapvető feltétele a megfelelő növény kiválasz- tása. Vannak növények, melyek pl. nagyobb mennyiségű nehézfémet, vagy szerves szeny- nyezőket tudnak felszívni ezek a bioakkumuláló növények. Ezek lehetnek specifikusak egy bizonyos szennyezésre, vagy általánosan alkalmazhatóak, melyek jobban alkalmaz- kodnak a toxikus körülményekhez. Ilyen bioakkumuláló növény pl. a napraforgó, réti here, különböző páfrányok, havasi tarsóka, kányazsombor stb.
A fitoremediációs technológiák számos előnnyel rendelkeznek, de vannak az alkal- mazhatóságának megkötései is.
A fitoextrakciós technológiák előnyei:
sokkal gazdaságosabb, mint a hagyományos dekontaminálási eljárások, módsze- rek alkalmazása,
nagy területeken alkalmazhatóak,
dekontaminációs technikák in situ működnek, nem kell szállítani a szennyezett közeget,
alkalmazása értékes fémek és víz visszanyerését teszi lehetővé,
k ísérlet, labor
2019-2020/2 45
nincs szükség speciális létesítmények építésére, illetve képzett személyzet kép- zésére a megvalósításhoz,
nem fogyasztanak elektromos energiát, és nem termelnek szennyező kibocsátást (üvegházhatású gázok).
A fitoextrakciós technológiák hátrányai, megkötései:
korlátozott területen és mélységben hathatnak, a növények gyökerének megfe- lelően,
lassú dekontaminációs módszerek, mivel várakozási időt igényelnek a kapcso- lódó növények növekedéséhez és életműködéseihez,
csak kis koncentrációjú szennyezettség esetében alkalmazhatóak, mivel a növé- nyek növekedését és túlélését befolyásolja a szennyező anyagok toxicitási foka.
Javasolt kísérlet
A fitoextrakció jelenségét egyszerű kísérletekkel vizsgálhatjuk. A kísérletekhez java- solt növények a vízinövények, melyek könnyen beszerezhetőek bármely akvarisztikai üz- letből, a szennyezők lehetnek festékanyagok (metilénkék vagy élelmiszerfestékek, tojás- festékek). A kísérleteket vizes közegben, üveg edé-
nyekben végezzük. A kísérlet során követjük az ol- dat koncentráció csökkenését (az oldat elszíntele- nedését), valamint a vizinönényeken beállt változá- sokat. Fontos a festékek alkalmazása, mert ez lehe- tővé teszi a kísérleti eredmények egyszerű követé- sét (szabadszemmel látszik, hogy hogyan világoso- dik az oldat), nem szükségesek műszeres analítikai vizsgálatok.
Kiindulási anyagok
– javasolt vízinövény: Lemna minor-békalencse. Akvarisztikai üzlet- ben kaphatók
– javasolt festék: metilénkék, metilénkék 1 % -os vizes oldata, gyógyszertárban kapható
A metilénkék az első gyó- gyászatban alkalmazott fenotia- zin-származék, antibakteriális,
fertőtlenítő és gyulladáscsökkentő hatása van. Egyes származékai fontos nyugtatók, an- tipszichotikumok.
A fitoextrakciós kísérlet megvalósítása:
Meghatározott (1g) békalencse növényt 2, egyenként 750 mL-es üvegedénybe (befőt- tesüveg) helyezünk. A vonatkoztatási mintát 500 mL vízzel töltjük fel, a kísérleti üvegbe 500 mL 1 %-os kékmetil vizes oldatát töltjük. Megfelelő fényt biztosítunk, és 10 napig követjük a kísérletet (figyeljük az oldat színének változást és a békalencse változását).
46 2019-2020/2 A kísérlet paramétereinek követése
a biomassza mennyiségének változtatása: 5 hasonló rendszert készítünk, minden üvegben a kékmetil koncentrációját azonos értéken tartjuk (mindig 1 %-os oldatot használunk) és a békalencse mennyiségét növeljük 1-5 g-ig.
a kezdeti metilénkék-koncentráció változtatása :5 hasonló rendszert készí- tünk, minden üvegben a békalencse mennyiségét azonos értéken tartjuk (1g) és az üvegekben egyre hígítjuk az oldatot.
az oldat pH értékének változtatása: 5 hasonló rendszert készítünk, minden üvegben azonos mennyiségű kékmetil és békalencse mennyiség mellett vál- toztatjuk a kezdeti pH értéket (sav-bázis adagolásával)
összehasonlítjuk 5 naponként az oldat színét és a békalencse állapotát (sár- gul, fonnyad, szárad)
A kísérlettel végezhető diák-kutatómunka
A kapott eredményeket összehasonlítjuk a paraméterek függvényében:
meghatározhatjuk hány nap telt el az oldat elszíntelenedéséig, vagy amíg nem világosodik tovább az oldat
hány nap alatt hal el a békalencse (megsárgul, elfonnyad)
milyen pH értéknél hal el a békalencse
a kezdeti koncentráció hatását ábrázolhatjuk grafikusan (ha színskálát ké- szítünk a metilénkék oldatból)
Virágfestés fitoextrakcióval
Napjainkban nő az érdeklődés az érdekes színű virágot iránt. Mi is készíthetünk egy- szerű módon változatos színű virágokat, ha festékoldatba állítjuk a fehér virágokat.
A jelenség a fitoextrakción alapszik.
Figyelem: a festékanyagok mérgezőek,
ezért kísérleteket csak élelmiszerfestékekkel végezhetünk!!!
M. K.
