Fen Projesi – ÇEVRECİ ZEOLİTİM AĞIR METALLERİ YUTTU

Proje Amacı: Topraktaki ağır metallerin fasulye bitkisinin büyüme-gelişme sürecindeki etkisinin incelenmesi ve zeolit madenini kullanarak ağır metallerin sebep olduğu olumsuz etkinin azaltılması

Giriş: Yaptığımız araştırmalarda ekosistemlerin toprak, su ve hava gibi ortamlarında yaygın bir şekilde birikmeye başlayan ağır metallerin Dünya yüzeyindeki tüm organizmaların yaşamını tehdit eden önemli bir çevre sorunu halini aldığı bilgisine ulaştık. Ağır metallerin çevreye yayılmasına neden olan etkenleri araştırdığımızda ise endüstriyel faaliyetler, motorlu taşıtların egzozları, maden yatakları ve işletmeleri, volkanik faaliyetler, tarımda kullanılan gübre ve ilaçlar ile kentsel atıkların başta geldiğini gördük.

Günümüzde toprakta ağır metal kirliliği önemli çevresel problemlerden birisidir. Ağır metallerin toprakta birikmesinin sadece toprak verimliliği ve ekosistem fonksiyonları üzerinde değil aynı zamanda besin zinciri yoluyla havyan ve insan sağlığı üzerinde de önemli etkileri vardır. Bitki bünyesine ulaşan ağır metaller bitkilerin fizyolojik aktivitelerini engellemekte, verimliliklerini azaltmakta ve ölümlerine neden olmakta dolayısıyla ürün kalite ve miktarının azalmasına yol açmaktadırlar. Ağır metallerden alüminyum, vanadyum, arsenik, cıva, kurşun, kadmiyum ve selenyum toksin etkilidir. Bitki gelişimi için mutlak gerekli element olsun veya olmasın ağır metallerin doku ve organlardaki aşırı birikimi bitkilerin vejetatif ve geneatif organlarının gelişimini olumsuz yönde etkilemektedir.

Toprakta bulunan ağır metallerin canlı üzerinde ki olumsuz etkilerini nasıl engelleyebileceğimiz ile ilgili yaptığımız çalışmalar sırasında zeolit madeninin iyi bir iyon değiştirici maden olduğunu öğrendik. Zeolit; Amonyak ve Hidrojen sülfür (H2S) gazının bakır Cu+2, Pb+4, Cd+2, Hg+2ve Sr+2, Cs+Co60,Ca45 gibi bir çok radyo aktive içerikli Nitrat ve ağır metallerin su içinden alarak tutulmasını ve toprağın temizlenmesini sağlacaktır. Projemizde zeolit madenini topraktaki ağır metalleri temizlemek için bir filtre olarak kullanabileceğimizi düşündük. Bu doğrultuda bir hipotez geliştirerek çalışmalarımızı başlattık.

HİPOTEZ 1: Toprakta bulunan ağır metaller bitki büyüme-gelişmesini olumsuz olarak etkiler.

HİPOTEZ 2: Zeolit madeni topraktaki ağır metalleri temizleyerek bitki büyüme gelişmesindeki olumsuz etkisini azaltır.

Bu projemizde nasıl bir yöntem takip etmeliyiz diye araştırma yaparken ağır metal kaynağı olarak CuCl2ve Pb(NO3)2çözeltilerini kullanmaya karar verdik. Projemiz de mercimek ve fasulye tohumlarını kullanmaya karar verdik. Fasulye ve mercimek, laboratuvar ortamında kolaylıkla çimlenme-büyüme ve gelişmesini takip edebileceğimiz bir bitki olduğu için tercih ettik. Rota madencilik firmasında Osman Bey ile yaptığımız görüşmelerde zeolit madeni hakkında bilgi aldık ve farklı boyutlarda zeolit madeni temin ettik.

Kullanılan yöntem: Hazırlayacağımız deney düzeneğini kağıt üzerinde planladık.

Tohumları yetiştireceğimiz 5 ayrı beherglası aşağıdaki tabloda belirtildiği şekli ile hazırladık. Ortam sıcaklığını ölçerek tabloya kayıt ettik.

Termometre kullanarak ortamların sıcaklık ölçümlerini yaptık. Deney düzeneğimizin bulunduğu ortamın sıcaklığını 22 C olarak ölçüm yaptık.

Daha sonra kullanacağımız fasulye tohumlarını hassas terazi ile ölçtük. Eşit kütledeki 0,9 gramlık fasulyelerimizi kullanarak ekim yaptık. Ekim yaparken tohumları aynı derinlikte ekmeye dikkat ettik. Ve her düzeneğimizi 60 ml çeşme suyu ile suladık. Tohumlarımızın çimlenmesi için gerekli ortama deney düzeneğimizi bırakarak tohumlarımızın çimlenme ve büyüme süreçlerini düzenli aralıklarla takip ettik.

Kullanacağımız çözeltileri hazırladık. Bir erlenmayerin içerisine 500ml su ve 50 gr CuCl2ve Pb(NO3)2tuzundan olmak üzere ayrı ayrı çözeltileri hazırladık.

Ağır metal ve zeolitin tohum çimlenmesi sürecine etkisini gözlemlemek için çimlenme sürelerini karşılaştırmaya karar verdik. Ve tohumların büyüme sürecinin başladığı yaprak oluşumu tarihlerini bir tabloya kayıt ettik.

Tablodaki değerleri incelediğimizde Ağır metalli topraktaki tohumların çimlenme süresinin uzun olduğunu diğer ortamdaki tohumların ise çimlenme süresinin farklı olduğunu görüyoruz. CuCl2ve Pb(NO3)2 çözeltisi ilave edilen tohumlarda topraklarına zeolit karıştırılan düzeneklerde çimlenme süresinin kısaldığını görüyoruz.

Daha sonra bitkimizin büyüme ve gelişme sürecini takip ettik.

Fasulye bitkisinin yaprak gelişimine olan etkisini gözlemlemek için yaprak sayımı yaptık. En son 13 Aralık 2012 tarihinde aldığımız sayıma göre verilerimizi tabloya kaydettik ve grafik çizimi yaptık.

Daha sonra her düzenek için başlangıç ve sonuçtaki boy uzunluğu arasındaki farkı alarak sonuçları tabloya kaydettik ve sonuçları karşılaştırdık.

Proje Bütçesi: Projemizde kullanılan malzemeleri

Zeolit: Rota madencilik (sponsor)

Fasulye ve mercimek tohumları: 2 TL

Toprak 1 kg : 5 TL

Toplam bütçe: 7 TL

Proje Çalışmasının Takvimi:

15-20 Ekim 2012 Literatür taraması

18 Kasım 2012 Rota Madencilik?ten Osman Bey ile görüşme

22 Kasım 2012 Proje malzemelerinin temin edilip düzeneklerin hazırlanması

22 Kasım-15 Aralık 2012 Belli periyotlarda ölçümlerin alınması

13 Aralık 2012 Deney sonuçlarının değerlendirilip gerekli grafiklerin hazırlanması

29 OCAK 2013 İnternetten proje girişinin yapılması

Sonuçlar, Sonuçların Değerlendirilmesi

Kullandığımız çözeltiler Cu+2ve Pb+4ağır metal iyonları içermektedir. Ağır metalin bitki gelişimine olan etkisini gözlemlemek için düzenekleri karşılaştırdığımızda ağır metal iyonlarının çimlenme sürelerini olumsuz anlamda etkilediğini söyleyebiliriz. Sadece toprakta yetişen bitkinin boyca uzaması 18 cm olurken içerisinde Cu+2iyonları bulunan da 11 cm Pb+4iyonları bulunanda yine 11 cm olduğunu gözlemledik.Çalışma verileri birinci hipotezimizi destekledi.Bu verilerin ışığında fasulye bitkisinin ağır metallerin toksin etkileri nedeniyle fotosentez, su alımı, enzim aktivitesi, protein sentezi gibi birçok fizyolojik olayında olumsuz etkilendiğini söyleyebiliriz.

Endüstriyel faaliyetler sonucunda ağır metaller hava, toprak ve su ortamlarına yayılarak besin zinciri yoluyla ya da havadan solunmaları sonucunda insan ve hayvanların bünyesine ulaşarak etkin olurlar. Bazı ağır metallerin Yaşamsal olarak tanımlananların organizma yapısında belirli bir yoğunlukta da bulunmaları gereklidir, ancak yüksek dozları insan sağlığını olumsuz etkiler. Bazı ağır metaller kemiklerde birikir ve zamanla çözünerek böbreklerde tahribata, beyin ve sinir sistemi fonksiyonlarının bozulmasına, kemik erimesine, kansızlığa, diş dökülmesine, astım krizlerine sebep olur.

İkinci olarak toprak içerisine zeolit karıştırdığımız düzeneklerindeki verileri karşılaştırdığımızda ise zeolit kullanılan ortamdaki bitkini boy uzaması, yaprak sayı ve genişliğinin daha iyi olduğunu gördük. Bu verilerde ikinci hipotezimizi destekler nitelikteydi.

Bu madenin su ve tarım temizliğini sağlayacak bir maden olarak kullanılacağını söyleyebiliriz. Türkiyedeki zeolit madeninin rezerv çalışmasını incelediğimizde 80 milyar ton kapasitede olduğunu öğrendik. Bu da dünya rezervinin %64 üne karşılık gelmektedir. Türkiyede Göynük, Polatlı, Oğlakçı, Ayaş, Nallıhan, Çayırhan, Beypazarı, Bigadiç, Gediz, Gördes, Urla, Kapadukya ilçelerinde zeolit yatakları bulunmaktadır. Bu kaynaklar volkanik dağların oluşum bölgelerinde yer toprak erozyonları altında sıkışmış olarak bulunur.

Doğal zeolitlerin katyon değiştirme ve yutma kapasitesinin yüksekliğinden faydalanılarak istenmeyen ağır metallerin tutulmasında kullanılabilir.Topraklara ilave edilmesi ile bitki tarafından alınan ağır metal miktarı büyük ölçüde azalacaktır. Besin zinciri yolu ile de hayvan ve insanlara aktarılan ağır metal miktarında ciddi ölçüde azalma olabilir. Hayvan yemlerine karıştırılarak ya da insanların vücuduna çeşitli yollar (mineralli suların içerisine konularak, işlenmiş kapsüller ile ağızdan yutulması) ile alınarak insan ve hayvan vücudunda ki ağır metal birikimi de ciddi ölçüde azaltılabilir.

Kaynaklar

ISIRGAN BİTKISINDE BAZI AGIR METALLERIN BÜYÜME PARAMETRELERI ÜZERINE ETKILERININ ARASTIRILMASI Sibel KALAYCIOGLU (Biyoloji Ögretmeni BSc.) YÜKSEK LISANS TEZI BIYOLOJI ANABILIM DALI

AĞIR METAL TOKSİSİTESİNİN BİTKİ METABOLİZMASI ÜZERİNE ETKİLERİ Filiz ÖKTÜREN ASRİ Sahriye SÖNMEZ

Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü, Antalya

6. sınıf Fen ve Teknoloji MEB yayınları

ÖZEL ÇAĞ FATİH ORTAOKULU
TURGUT ÖZAL BULVARI NO:1 BEYKENT BÜYÜKÇEKMECE-İSTANBUL
KİMYA – ÇEVRECİ ZEOLİTİM AĞIR METALLERİ YUTTU
GIZEM ÖZMERAL MERVE ALEYNA KARTAL
MELEK ÇİL

Fen Projesi / Matematik Projesi
Bu Benim Eserim Fen Bilimleri ve Matematik Projeleri Yarışması
Bilim Şenliği Projeleri

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
lütfen isminizi buraya girin