CERCETARI PROPRII - etapa de documentare bibliografica, etapa de lucru in teren, etapa de lucru in laborator si prelucrarea datelor

CERCETARI PROPRII

Pentru a realiza aceasta lucrare am respectat urmatoarele etape de lucru :

Etapa de documentare bibliografica.

Etapa de lucru in teren.

Etapa de lucru in laborator si prelucrarea datelor.

1.1 Etapa de documentare bibliografica

Pentru o buna cunoastere privind poluarea cu metale grele, am studiat materialul bibliografic recomandat de conducatorul stiintific al acestei lucrari, d-na prof. dr. universitar Ioana, material pe care l-am gasit gasit in biblioteca Facultatii de Biologie si la biblioteca Institutului National de Fiziologia Plantelor din Republica Moldova (orasul Chisinau). Pentru cunoasterea locului de cercetare m-am consultat cu domnii academicieni din Republica Modova, Ion Dediu si Simion Toma, care mi-au oferit datele documentare privind relieful, clima, solurile, etc., precum si date privind modul de prelevare si prelucrare a probelor de frunze si sol.

1.2 Etapa de lucru in teren

Cercetarea in teren am inceput-o prin cunoasterea teritoriului ocupat de automagistrala Chisinau-Odesa, care are o lungime de 177 km. In perioada 30 iulie-15 august am numarat, timp de 6 zile, in puncte fixe, masinile care au circulat in acea perioada. Am grupat masinile in 3 categorii:

autoturisme ;

microbuze ;

autocamioane .

Interpretarea rezultatelor am facut-o pe baza datelor obtinute in urma numaratorilor efectuate.

Am colectat probele la o distanta de 25 km de orasul Chisinau, in vecinatatea comunei Chetrosu, pe o lungime a drumului de 2 km. Astfel, in vederea efectuarii studiului privind poluarea cu metale grele, am colectat frunze de Zea mays, Triticum aestivum, Juglans regia si Quercus robur. Totodata am prelevat si probe de sol, cu departarea de la autostrada :

de la 6 metri ;

de la 15 metri ;

de la 35 metri .

Probele de sol le-am luat din orizontul superior, de pe o grosime a stratului de sol de 5 cm. Suprafata patratului de proba a fost de 20 centimetri patrati.

Probele de frunze le-am colectat pe data de 15 august 2006, iar probele de sol pe 5 septembrie 2006.

Probele recoltate le-am introdus in pungi de polietilena si, ulterior le-am transportat la Institutul National de Fiziologia Plantelor.

1.3 Etapa de lucru in laborator

Determinarea continutului de metale grele ( Cd, Cr, Pb, Zn ) din sol

Pentru determinarea continutului total de microelemente din sol am respectat urmatoarele etape de lucru : trecerea probei de sol in solutie si dozarea microelementelor din solutie

Solul colectat l-am intins in strat subtire (circa 2 cm) in tavi, unde l-am lasat timp de cateva zile sa se usuce la aer, apoi am indepartat corpurile straine din sol cu o penseta din otel inoxidabil, pentru a evita contaminarea probelor de sol cu microelemente. Din solul uscat am luat cu o spatula cantitati de ordinul a cateva grame din diferite puncte ale probei, astfel incat sa obtin o cantitate totala de 50 g. Solul astfel colectat, l-am supus operatiunilor mecanice de desfacere a agregatelor structurale in particule componente sau microagregate, folosind in acest scop un mojar de agat, pana am obtinut un material de consistenta pudrei.

Solubilitatea redusa a mineralelor impune trecerea probelor in solutie intr-un mediu puternic acid (dezagregare pe cale umeda). Astfel se elibereaza microelementele retinute de catre coloizii organici si anorganici prin mecanisme fizico-chimice (schimb ionic, adsorbtie moleculara, difuziune in stare solida, chemosorbtie).

Dezagregarea probelor de sol pe cale umeda se face cu acid fluorhidric si acid percloric (dupa Pratt, 1965).

Intr-un creuzet de platina am cantarit 1g de sol, fin mojarat in mojar de agat, apoi l-am calcinat in cuptor electric timp de 2 ore la temperatura de 450-500sC. Dupa racire, am umectat continutul creuzetului  cu cateva picaturi de apa, dupa care am adaugat 5ml HF concentrat si 0,5 ml HClO concentrat. Am evaporat, la sec, continutul creuzetului, pe o baie de nisip incalzita. Am repetat tratamentul cu aceleasi cantitati de acizi, aducand din nou proba la sec. Am tratat de doua ori proba cu cate 1ml HCl 6N, evapoprand de fiecare data solutia pana aproape de sec. Am luat reziduul cu 0,5 ml HCl 0,5N si l-am lasat la temperatura camerei circa 10 minute pentru solubilizare, dupa care l-am trecut cantitativ intr-un pahar de 100 ml, spaland creuzetul cu cantitati mici de HCl 0,5N, pana la un volum de 25-30 ml. In final, am trecut continutul paharului , spaland cantitativ cu apa bidistilata, intr-un balon cotat de 50ml.

1.3.2 Determinarea continutului de metale grele ( Cd, Cr, Pb, Zn ) din materialul vegetal

Pentru determinarea continutului de microelemente din frunze sunt necesare urmatoarele etape de lucru : conditionarea probelor si mineralizare probelor in vederea dozarii.

Inainte de introducerea frunzelor in etuva, am verificat daca acestea sunt impurificate cu depuneri de praf din atmosfera, cu reziduuri ale tratamentelor fitosanitare sau cu particule de sol antrenate pe plantele tinere in urma precipitatiilor. Am executat indepartarea acestora dupa cum urmeaza : la plantele agricole si furajere am sters frunza cu un tampon de vata inmuiat in apa distilata ; la frunzele recoltate de la arbori am spalat probele prin imersie de scurta durata, la inceput cu apa de canal, apoi de 3-4 ori in apa distilata.

In continuare, am maruntit materialul vegetal , l-am invelit in hartie de filtru si l-am uscat la etuva, unde l-am tinut la inceput la 105sC timp de 15 minute si apoi la 70sC pana la uscarea completa. Dupa uscare am dat materialul printr-o moara de plante si probele astfel obtinute le-am pus la pastrare in cutii de plastic, pentru a putea fi folosite la analizele ulterioare.

Pentru mineralizarea elementelor din materialul vegetal este necesara trecerea lor in solutie. Aceasta se realizeaza prin distrugerea materiei organice in urma oxidarii si solubilizarii reziduului obtinut. Distrugerea materiei organice se poate efectua prin mineralizarea cu acizi concentrati (procedeul umed) sau prin calcinare la temperaturi de 500sC .

Mineralizarea cu acizi concentrati se face cu amestec de acid sulfuric si acid percloric

Am cantarit 0,2 g material vegetal uscat si fin maruntit, intr-un vas conic, peste care am adaugat 5,5 ml amestec de acid sulfuric cu acid percloric, obtinut prin amestecarea a 925 ml H SO concentrat cu 74 ml HClO 60%. Am acoperit vasul si l-am lasat la temperatura camerei pana a doua zi, cand l-am pus pe o plita electrica, incalzindu-l la temperatura de 350sC timp de 30 minute, interval in care continutul balonului devine incolor. Dupa racire am trecut continutul vasului  intr-un balon cotat de 50ml, pe care l-am adus la semn cu apa bidistilata si l-am omogenizat.

Dozarea microelementelor din sol si materialul vegetal folosind spectrofotometrul cu absorbtie atomica.

Spectrofotometria cu absorbtie atomica se bazeaza pe insusirea atomilor neexcitati ai unui element, aflat in stare energetica fundamentala, de a absorbi energia radianta luminoasa, caracteristica elementului respect Din solutia de analizat elementul este adus in stare atomica prin pulverizare intr-o flacara, a carei temperatura produce, prin disociere,atomi liberi. Atomii neexcitati micsoreaza intensitatea radianta emisa de sursa de lumina, proportional cu concentratia elementului din solutie.

Sursa de lumina este reprezentata de o lampa cu catod cavitar, confectionat dintr-un anumit element ( Cr,Cd,Pb,Zn ). Lampa emite, prin descarcare electrica, spectrul de linii al elementului respect Cu ajutorul monocromatorului se separa linia spectrala cu sensibilitatea cea mai ridicata.

Lungimile de unda pentru determinarea prin spectrofotometria atomica a microelementelor (dupa Price, 1979) sunt : Cd - 2288 Å, Cr - 3570 Å, Pb - 2170 Å, Zn - 2139 Å.

Am dozat fiecare element intr-o cota parte din solutiile obtinute prin dezagregare. Am pipetat cate 10 ml in baloane cotate de 100 ml, pe care le-am adus la semn cu apa distilata. Dupa omogenizare le-am pulverizat in flacara. Initial am pulverizat in flacara apa distilata si am reglat instrumentul de masura la pozitia zero. Apoi am pulverizat in flacara solutiile etalon, pentru stabilirea domeniului de sensibilitate in functie de concentratia probelor, si , in final, am pulverizat in flacara solutiile de analizat si am efectuat masuratorile.

2 Rezultate obtinute

2.1 Concentratia de metale grele din sol

Proiect: Fiziologia analizatorului vizual Proiect: Ereditatea - perechi identice, mostenirea unui singur factor, factorul X, gene imperfecte, incrucisarea genetica, penetranta, poligene

Rezultatele privind concentratia de metale grele din solul din vecinatatea autostrazii sunt prezentate in Tabelul nr. 5 si Fig. 4, 5, 6 .

TABELUL NR.5

Concentratia de metale grele din solul din vecinatatea autostrazii ( mg / kg )

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

2.2 Concentratia de metale grele din plante

TABELUL NR.6

Concentratia de metale grele in frunze, la nuc si stejar ( mg / kg )

Fig. 7

TABELUL NR.7

Concentratia de metale grele  in frunze,la grau si porumb ( mg/kg )

Fig. 8