5. KÉMIKUS DIÁKSZIMPÓZIUM

5. KÉMIKUS DIÁKSZIMPÓZIUM ELŐADÁSKÖTET

SZERKESZTETTE: CSÓKA BALÁZS, KILÁR FERENC, KISS IBOLYA

2007. április 13-15. Pécs

2

SZERVEZŐ INTÉZMÉNYEK Pécsi Tudományegyetem Természettudományi Kar Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnáziuma Magyar Kémikusok Egyesülete

Szervezőbizottság Dr. Kilár Ferenc (elnök), Dr. Kollár László, Dr. Nagy Géza, Babák Krisztina, Bodó Jánosné, Dr. Erdősi Ferencné, Merk Ildikó, Kiss Ibolya, Páger Csilla, Petz Andrea Sándor Viktor

A Szimpózium támogatói − − − − − − − − − − − − − − − − − − −

Pécsi Tudományegyetem Központi Hallgatói Szolgáltatói Iroda Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar PTE TTK Hallgatói Önkormányzat PTE TTK, Kémia Intézet, Analitikai Kémia Tanszék PTE Student Service Iskolaszövetkezet CALISIO Bt. Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnáziuma Környezetünkért Közalapítvány Magyar Kémikusok Egyesülete Magyar Telecom MERCK Kft. – Hungary MOZAIK Kiadó Spektrum 3D Kft. Szkarabeusz Kft. Pécs-Baranyai Tudományos Ismeretterjesztő Társulat PBS Hungária Kft Pécsi Vízmű Rt. Pécsi Sörfőzde Kiadja a PTE TTK Analitikai és Környezeti Kémia Tanszék Felelős szerkesztő: Dr. Kilár Ferenc, egyetemi tanár ISBN 978-963-642-467-1 Tördelőszerkesztő: Csóka Balázs Nyomtatta a PTE ÁOK Nyomdája Vezető: Ollmann Ágnes

3

4

TARTALOMJEGYZÉK Általános, Alkalmazott, Analitikai, Környezeti és Fizikai Kémia Szekció Bori Kinga, Kemény Fruzsina, Petik Barbara: Kémiai kísérletek "súlytalanságban"............................................................................................... .6 Borza Ágnes, Gonda Gréta, Besztercei Barbara: Lekvárok viszkozitásának vizsgálata.......................................................................................................... .16 Domonkos Anita, Ott Júlia: Hajszálak infraspektrometriás vizsgálata. .............. ..17 Hange Dániel, Vogl Thomas: Út a modern pénz felé............................................ 18 Kovács Ádám, Pomázi Dániel, Pomázi Gergely: Öltözékünk, hajunk és bőrünk, mint légszennyezés-indikátor - modellkísérlet .................................... 19 Láng Róbert: Biocellák ......................................................................................... .24 Lovas Katalin, Tóth Eszter: A mosás régen és most ............................................. 25 Matesz Anna, Szénásy Dalma: Kemo-krimi.......................................................... 34 Molnár Kinga: Színalkotó malvidin-3-O-glükozid kölcsönhatása ellagsavval vörösborokban.................................................................................................. .35 Molnár Lilla, Kerner Ágnes: Hajfestékek, hajfestés.............................................. 36 Szakács Zsolt: Kedvenc ásványaim ....................................................................... 38 Tényi Dalma, Jéhn Mónika: A bor kémiája........................................................... 40 Biokémia, Szerves és Környezeti Kémia Szekció Bakó Bálint, Iván Imola: Stevia (sztívia)............................................................... 43 Berta Máté, Kisvári Béla, Dénes László: Savanyúság a kémiában ....................... 44 Dávid Ágnes, Kovács Lehel: A csikszeredai szeméttároló által okozott környezeti problémák........................................................................................ 45 Kirchkeszner Csaba: A Duna vízminősége a mérési adatok tükrében .................. 63 Kriszta Gábor: Huntington-kór. ............................................................................. 65 Kunsági-Máté Éva: N,N’-Dialkil-imidazólium sók szintézise, szerkezetvizsgálata és ionfolyadékként történő felhasználása.......................... 66 László Vilmos, András Szabolcs: A Csíkszereda határában található tőzegtelepek környezeti problémái ................................................................... 67 Nagy Attila, Shadeh Fadi: Az egészségtelen táplálkozás, avagy káros, de szeretjük ............................................................................................................ 69

5 Nagy Krisztina, Takács Gergely: Feromonok, a kémiai kommunikáció vegyületei .......................................................................................................... 70 Rozmer Katalin: Növényekbe rejtett antioxidánsok .............................................. 74 Simon Alpár Mihály, Fóri Noémi, Kiss István Alpár: Kiskapus: Rák Európa szívében? ........................................................................................................... 75 Solymosi Dóra, Sóvágó Fanny: Tényleg szárnyakat adnak az energiaitalok? ...... 76 Poszter Szekció Kira Erika: Az aranykitermelés sajátosságai és a tiszai ciánszennyezés ............... 80 Koczka Mirjam, Burai Boglárka: Szuverén energiaellátás.................................... 81 Lacza Bálint, Kissgyura Dávid: A biodízel ........................................................... 82 Milos Dániel, Iveszics Inez: Wartha Vince munkássága és a Zsolnay gyár kapcsolata.......................................................................................................... 83 Nagygyörgy Viola, Molnár Szilvia, Pap Réka: Szintetikus opál előállítása ......... 84 Sorger Alexandra, Nagy Richárd: Gyógyító körút. ............................................... 85 Spohn Márton: Növények kártevőkkel szembeni önvédelmének vizsgálata......... 86

6

ÁLTALÁNOS, ALKALMAZOTT, ANALITIKAI, KÖRNYEZETI ÉS FIZIKAI KÉMIA SZEKCIÓ

KÉMIAI KÍSÉRLETEK „SÚLYTALANSÁGBAN” Bori Kinga, Kemény Fruzsina és Petik Barbara Felkészítő tanár: Neizer Zita Szinyei Merse Pál Gimnázium Bevezetés „Ropog a tűz, messze süt a vidékre, Pirosan száll füstje fel a nagy égre, Körülállja egynéhány fa, Tovanyúlik rémes árnya, S körül űli a tanyáknak Szép legénye, szép leánya.” (Arany János: Tengeri-hántás) Ez a vers is mutatja, milyen fontos szerepet játszik életünkben a gravitáció. A költő által említett dolgok, a tűz, a fa teljesen más, a megszokottól eltérő lenne ennek hatása nélkül. A „láng” gömb alakú lenne, a füst nem szállna felfele, s a fa sem az ég felé meredne. De egyes kémiai anyagok tulajdonságát is befolyásolhatjuk, un. mikrogravitációs hatással Kísérletünk célja bemutatni és megmagyarázni ezeket a változásokat élettani és kémiai tulajdonságok alapján. A mikrogravitációs kísérletek az űrkutatásnak köszönhetően váltak fontossá, hiszen a világűrben a földi gravitációnak csupán töredéke, azaz, mikrogravitációs hatás érvényesül, így az anyagok máshogy viselkednek, a folyamatok máshogy zajlanak, mint a földi gravitációs erőhatás mellet. Mikrogravitációs kísérleteket egészen az 1970-es évektől kezdve végeznek, ám népszerűségük kezdete 1980-ra tehető. Napjainkban már szerte a világon hallhatunk a kutatásoknak köszönhetően tett előrelépésekről a tudomány számos terén. Az ilyen jellegű kísérletek elvégzésére talán a legolcsóbb megoldás egy ejtőtorony felépítése, mint például a brémai ejtőtorony Németországban. Ezt a módszert alkalmaztuk a Szinyei Merse Pál Gimnáziumban is, egyszerű folyamatok vizsgálatára. A tíz méter magasságból történő közelítőleg szabadesés során nem egészen másfél szekundum alatt végbemenő kísérleteket videón rögzítjük és elemezzük, összehasonlítjuk a „hagyományos” módon elvégzett kísérletek tapasztalataival, így megállapítható, hogy mennyiben befolyásolja a kémiai folyamatokat a gravitációs erőtér hatása. Előadásunkban kísérleteinken kívül áttekintjük a mikrogravitációs kutatások módszereit, és hatását a mai életünkre. Az ötlet az amerikai példa alapján jött, ahol a tanításhoz használják az ejtőtornyokat egyszerű fizikai és kémiai kísérletek bemutatására, de ennek esési ideje elég kevés ahhoz, hogy hosszabb kémiai jelenségeket vizsgáljunk. Lehetőségeinkhez képest próbáltuk felépíteni a legmagasabb ejtőtornyot, hogy minél hosszabb legyen a szabadesés ideje.

7 Eleinte az ejtőtornyokat sörétek gyártására használták, mivel a lecseppenő fém tökéletes gömb alakot formált (ehhez vákuumra is szükség volt, hogy a légellenállást kiküszöböljék), mára már azonban az anyag szerkezeti tökéletességére is törekednek (pl. hibamentes egykristályok növesztése). 1969 októberében pl. kísérleti hegesztéseket végeztek egy Vulkán nevű berendezéssel,1973-ban pedig az amerikai Skylab űrállomáson többek közt félvezetőket gyártottak, két évvel később pedig már közös amerikai-szovjet űrrepüléseken egykristályokat növesztettek sóoldatban, vagy fémtisztítást végeztek többszörös átolvasztással, ám az első jelentősebb űranyag-technológiai kísérlet elvégzése a Szajlut-6 nevezetű űrállomáson történt meg, s 1992-től az újabb és újabb eszközöknek köszönhetően a mikrogravitációs űrkísérletek száma ugrásszerűen megnövekedett (1. ábra).

1. ábra – Az évek során elvégzett mikrogravitációs kísérletek száma Forrás:Almár-Both-Horváth-Szabó: Űrtan 182.o. Az idők során a mikrogravitációs kutatások különböző területekre rendeződtek. Pl. anyagtranszport (gázok, folyadékok áramlása) vizsgálata. Az űrben továbbá égéselméleti vizsgálatokat, biológiai, biotechnológiai kísérleteket is végeztek. Manapság az űranyagtudománynak van a legkiemeltebb szerepe, amely a kísérleti eredmények hasznosításával megfelelőbb tulajdonsággal rendelkező anyagok létrehozására ad lehetőséget, de ezek fontosságáról később számolunk be. A mikrogravitációs kísérletek elvégzésére különféle eszközöket használhatunk: • ejtőtornyokat, ejtőaknákat • speciálisan kialakított repülőgépeket • kutatórakétákat ballisztikus repülési pályán (2. ábra) • űrrepülőgépeket • űrállomásokat • automata műholdakat 2. ábra - Repülőgép ballisztikus repülési pályán

8 Költség szerint az ejtőtornyok, ejtőaknák és repülőgépek a legideálisabbak, azonban az ejtőtornyokban, ejtőaknákban csupán 5-10 másodpercig, a repülőben pedig pár percig tartható fenn a mikrogravitációs állapot (2. ábra). Az első ejtőtornyot Bristolban építették és ólom puskagolyók, sörétek készítésére használták, ahol a lecsöppentett fém tökéletes gömbalakot formált. Az ejtés során létrejövő légellenállás kiküszöbölésére pedig ma már vákuumot alkalmaznak. Ma az ejtőtornyokat elsősorban űrkísérletek Földön való elvégzéséhez használják fel, ahol a tárgy 30-60g túlterhelésnek van kitéve.

3. ábra – Mikrogravitációs kutatási eszközök jellemzői Forrás:Almár-Both-Horváth-Szabó: Űrtan 182.o. Jelenleg több ejtőtorony is működik a világon, mint az USA-ban a • Az USA-ban a Saturn • A Drop Tower LeRC • És a Zero Gravity Facility elnevezésű. A brémai ZARM, a grenoblei és a kínai, illetve a japán kamisunagawai JAMIC, ami 800 méteres mélységével a világ legmélyebb ejtőaknája.

9

3. ábra – A miskolci űrkemence A brémai ejtőtorony a világon egyedülálló méretekkel rendelkezik, mivel az átlagos 120m-es magasság helyett meghaladja a 140 métert, 120mm helyett pedig 1 méter az átmérője. Ezekből a méretekből adódóan a levákuumozás ideje körülbelül három óra, így egy napra általában csak egy kísérlet jut. A vákuum nagyon fontos tényező a légellenállás kiküszöbölése miatt. Az ejtőtornyoknál két műszaki kihívással kell szembenézni: 1) Nincs kábel, vezeték; a kapszula és a torony teteje között nincs kapcsolat 2) A terhelés hiánya, amely a technikai eszközökre hat Valamint figyelembe kell venni az esési időt, ugyanis csak olyan kísérletek jöhetnek számításba, amik az adott idő alatt lejátszódnak (a brémai ejtőtorony esési ideje 4,5 szekundum). A műszaki és a tudományos csoportnak kompromisszumot kell kötniük, hogy megtalálják az arany középutat a minőség és a megoldhatóság között.

10 A mi ejtőtornyunk, brémai testvérével szemben költségkímélő, s igencsak házi gyártmányú. Íme a recept: vegyünk négy, tíz méter hosszú ruhaszárítókötelet, három irattartó tálcát, egy széket, három, ülőalkalmatosságból kioperált szivacsot, töménytelen mennyiségű gumicsövet és drótot a rögzítésre, egy iskolai padot, egy vezeték nélküli kamerát és három, mindenre elszánt diákot, egy tanárral megspékelve. Hogy mit kapunk? Egy tíz méter magas, csak iskolai célra használható ejtőtornyot, nem egészen másfél másodperces esési idővel. Az esési idő kiszámolása t= √(2h/g)=√(2*10/9,81)≈1,43s Pályakorrekció az űrben Az ejtőtornyok mellett a kutatóműholdak is alkalmasak arra, hogy mikrogravitációban vizsgáljuk az anyagokat, fizikai és kémiai változásokat. Bár itt a mikrogravitáció nem csak néhány másodpercig, hanem akár hosszabb ideig is fennmaradhat. Az idő lényegesen többe kerül. Egy műhold megépítése 100 millió euró is lehet, ami átszámolva 25 milliárd forintot tesz ki. Viszont, ha felkészültek vagyunk és több kísérletet szeretnénk elvégezni, jóval olcsóbb felmenni az űrbe, mint ejtőtoronyból kiszívni a vákuumot, előkészíteni a kísérletet, stb… Bár felmerül egy nagy probléma! Ezeknek a műholdaknak az energiaellátása, úgy, hogy ne történjen pályamódosítás. A mai műholdak nagy része napelemmel működik, ahol a paneleket a Nap felé kell fordítani, de ez befolyásolja a műholdban lévő mikrogravitációt. Ez azonban kiküszöbölhető lenne követő műholddal, amely koncentrált lézerimpulzusokkal lőné a műholdat, ezzel biztosítaná az energiát, így nem lenne szükség napelemekre, s a pályakorrekció sem okozna gondot. Ezen kívül gond még, hogy ezek a műholdak ideiglenesek, szétporladnak az atmoszférában, s, ha ez megtörténik, nem kapunk vissza mintadarabot. Szerencsére ezen hibák megoldására már történtek fejlesztések. Anyagok, módszerek/Kísérleteink tapasztalatai földi körülmények között 1. Kémiai virágoskert Kémiai virágoskertünket úgy hoztuk létre, hogy háromszorosra higított vízüveg oldatba vaskloridot raktunk. A kísérlet során vízben oldhatatlan vas-szilikát keletkezik. Ez egy félig áteresztő hártyát alkot, ami az ozmózisjelenség miatt az oldószer hatására átreped, ezáltal új hártya keletkezik, ami szintén átreped... Így növekedik az anyag. 2 Fe3+ + 3 SiO32- = Fe2(SiO3)3 2. HCl + Mg Metilvörös indikátorral megszínezett 20%-os sósavoldatba magnéziumreszeléket szórtunk (az indikátort a buborékok miatt használtuk, hogy jobban látszódjanak). A magnézium oldódása közben hidrogéngáz fejlődött, mely buborékokat alkotott. 2 HCl + Mg = MgCl2 + H2 3. Olaj + víz Metilvörössel színezett vizet olajjal ráztunk össze. Így emulziót kaptunk.

11 Eredmények mikrogravitációban Kísérlet

Normál esetben

Szabadesésben

Kémiai virágoskert

A vas-szilikát virágszárszerűen haladt felfelé, majd rendszertelenül folytatta útját. (5. ábra) A Mg a sósav tetején pezsgett, a buborékok a Mg körül helyezkedtek el, a buborékok felfelé törekednek és rögtön elhagyják a folyadékot, hisz sűrűségük kisebb a folyadéknál, sőt a levegőnél is. (7. ábra) Az olaj a víz felett volt, mert sűrűsége kisebb, nem elegyedik az olaj a vízzel. Összerázva emulzió, de gyorsan szétválik. (9. ábra)

A vas-szilikát kezdettől fogva össze-vissza haladt. (6. ábra)

Mg sósavval

Olaj és víz

A Mg a sósav tetején pezsgett, a buborék a folyadék belseje alatt maradt. (8. ábra)

Az emulzió tartós, a folyadékok érintkezésénél gömbfelület keletkezik, mert a felületi feszültség miatt a folyadékok a számukra leginkább kedvező gömb alakot veszik fel. (10. ábra)

4. ábra – A buborékok elhelyezkedése a folyadékokhoz képest, gravitációban és mikrogravitációban

12

5. ábra – Kémiai virágoskert földi körülmények között

6. ábra - Kémiai virágoskert mikrogravitációban

7. ábra – Magnézium oldódása sósavban (földi körülmények között)

8. ábra – Magnézium oldódása sósavban (mikrogravitációban)

9. ábra – Olaj és víz emulziója (gravitáció)

10. ábra – Olaj és víz emulziója (mikrogravitáció)

13 A mikrogravitáció hatása az emberi szervezetre Amint azt az előbbi kísérleteink is mutatták, a mikrogravitáció leginkább a kémiai változásokat kísérő fizikai folyamatokat befolyásolja. Az élőlények szervezete a gravitáció hatására fejlődött ki, ezért mikrogravitációnál bizonyos változások jönnek létre. Ahogy azt a magnézium oldódása sósavban is mutatta, a buborékok a Földön a folyadék felszínén úsznak.Amikor gyorsan eszünk, vagy szénsavas italokat iszunk, levegőt nyelünk, ami feszíti a gyomrunkat és igyekszik eltávozni. Ilyenkor böfögünk. Mivel azonban az űrben a buborék a folyadék belsejében marad, így ez elég veszélyes, ugyanis a levegővel együtt a gyomortartalmunk is eltávozik… Ezért nem ihatnak az űrhajósok szénsavas italokat az űrben. Földünkön a tüdő légcseréje nem homogén, vagyis egyes részein nem egyenletesen áramlik a levegő. Korábban azt gondolták, hogy az űrben egyformán hatékony a légcsere, míg Földünkön a gravitáció hatására inkább az alsóbb területeken jobb. Később kiderült azonban, hogy bár a légcsere részben javul az űrben, nem tökéletes, illetve nem alul vagy felül változik a minősége, hanem körkörösen, tehát belül jobb és kívül rosszabb. (3. ábra) Míg a Földön a keringési rendszer a gravitáció vonzó hatásához alkalmazkodott (billentyűk a vénákban, a vér visszaáramlásának megakadályozására), az űrben ez a gravitációs hatás nem érvényesül. Így tehát a vér könnyebben áramlik a felső testrészekbe, a billentyűk pedig ezt a hatást erősítik. Vérbőség és ödémák alakulhatnak ki, amik akár agyvérzéshez is vezethetnek. A Földön többek között a belső fülben található egyensúlyszerv szabályozza a mozgásunkat, a három, különböző irányú félkörös ívjáratban lévő folyadék segítségével. Az űrben ezekre a folyadékokra nem hat nyomás, így az ember teljesen elveszti az egyensúlyérzékét. Az űrhajósok kétharmadánál bizonyos időre kialakul ez a mozgásbetegség, amelynek következtében a tengeribetegséghez hasonló tüneteket produkálnak, tehát szédülnek és hánynak. (4. ábra) Mivel a gerincoszlopunkra sem hat súlyerő, ezért az űrben megnyúlik, a csigolyák eltávolodnak egymástól, a porckorongok megduzzadnak, s az űrhajósok jó pár centivel magasabban térnek vissza az űrutazásukról. A mikrogravitáció miatt az űrhajósoknak a mindennapi dolgokat is jóval bonyolultabban kell megoldani. Pl. villanyborotvát porszívóval kell egyesíteni, a levágott szőrszálak eltávolítására. A vizet a zuhanyzóba nyomás alatt vezetik be és a felhasznált vizet szívóberendezéssel távolítják el. A fedélzeti wc-k fontos részei a vizelet eltávolítására szolgáló eszközök is.

11. ábra: Tüdőnk légcseréje a korábbi elmélet és a valóság szerint, a Földön, illetve mikrogravitációban Forrás:Almár-Both-Horváth-Szabó: Űrtan 182.o.

14

12. ábra: A belső fül félkörös ívjáratai Forrás:Almár-Both-Horváth-Szabó: Űrtan 270. o. Megvitatás/Felhasználás – Életünkben milyen fontos szerepet játszik még a mikrogravitáció? Kutatásaink során arra is rájöttünk, hogy a súlytalanságban sok új és hasznos, netalán jobban működő dolgot fedezhetünk fel. Például az áramláskutatás tapasztalatait tökéletes egykristályok létrehozására (13. ábra), új típusú tintasugaras nyomtatók kifejlesztésére és katonai célokra is felhasználják. Az éghető anyagok öngyulladása a gázturbinás erőművek és repülőgépmotorok tervezésénél játszik fontos szerepet. A biokémiai sejtek alkotórészeinek vizsgálatát, amihez a sejtek szétválasztása szükséges, gravitáció nélkül hatékonyabban tudjuk megoldani. Összefoglaló A súlytalanságról sajnos a mai tudomány még keveset tud. Kísérleteinkkel szerettük volna szemléltetni a változások jelentőségét, illetve hasznát. A világ rohamos fejlődése azonban talán rákényszerít mindenkit, hogy foglalkozzon a témával, mind a saját, mind a következő generációk érdekében. Felhasznált irodalom: Almár-Both-Horváth-Szabó: Űrtan, Springer Hungarica kiadó Kft. Budapest, 1996 Bárczy Pál: A súlytalanság súlya, in Természet Világa II. különszám, 2001, 60-63. o Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek, Mozaik kiadó, Szeged 1999 Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: 575 kísérlet a kémia tanításához, Tankönyv kiadó, Budapest 1991 Segítséget nyújtottak témánk feldolgozásában: Bárczy Pál és Szőke János a miskolci egyetemről

15

13. ábra - Az űrben növesztett egykristályok

16 LEKVÁROK VISZKOZITÁSÁNAK VIZSGÁLATA Borza Ágnes,Gonda Gréta, Besztercei Barbara és Serdült Zita Felkészítő: Dancsó Éva Eötvös József Gimnázium, Budapest A lekvár, vagy gyümölcsíz olyan sűrű pép, amely a gyümölcs cukorral, vagy cukor nélkül történő főzése által jön létre. A lekvárkészítés fizikai-kémiai alapja a növényi nedvek gélesedése. Ez a jelenség elsősorban a pektintartalmukra vezethető vissza. Amennyiben nem megfelelő a lekvár állaga természetes, vagy mesterséges pektinkészítménnyel, vagy zselatinnal fokozhatjuk a kocsonyásodást. Kémia szakkörön adott recept alapján többféle gyümölcsből főztünk lekvárt, amelyet az „érzékszervi bírálat” előtt tudományos módszerekkel is megvizsgáltunk. Recept alapján számított mennyiségű cukrot, majd pektint, vagy zselatint adtunk a készülő lekvárokhoz. Kihűlés után felbontottuk, és megvizsgáltuk reológiai viselkedésüket. A reológia az anyagban különböző irányú és nagyságú erők hatására létrejövő alakváltozásokat, deformációkat vizsgálja. A gyakorlati életben is használatos reológiai jellemző a folyadékok belső súrlódása, a viszkozitás. Az iparban használatos viszkoziméterek nem igazán alkalmasak a nem teljesen homogén, gélszerű lekvárok viszkozitásának meghatározására, ezért egy egyszerű és szellemes módszert dolgoztunk ki.

17 HAJSZÁLAK INFRASPEKTROMETRIÁS VIZSGÁLATA Domonkos Anita és Ott Júlia Felkészítő: Ferenczyné Molnár Márta Eötvös József Gimnázium, Budapest Kutatásunk során arra kerestük a választ, hogy a hajfestés milyen változást idéz elő a haj szerkezetében, ezért ellátogattunk a Bűnügyi Szakértő és Kutató Intézet laboratóriumába, ahol infraspektrofotométerrel vizsgáltunk különböző hajmintákat. 1,7

festetlen1 festett dauerolt

1,6

1,5

Absor bance

1,4

1,3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

3500

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1)

A grafikonon, amely megmutatja, hogy a hajszálak milyen hullámhosszú sugarakat nyelnek el- és ezáltal azt, hogy mik építik fel a hajat, jól látszik, hogy a festett (zöld) és a dauerolt (piros) hajminták esetében a festetlenhez képest egy plusz csúcs található az 1040-es hullámhosszon. Ez mutatja azt, hogy a hajfestékekhez és a daueroláshoz használt vegyszerek felhasítják a hajban levő diszulfid-hidakat. Ha valaki más színt szeretne a hajának, akkor inkább színezőt használjon festék helyett, mert annak molekulái – a festékek molekuláival ellentétben – nem hatolnak be a haj belsejébe, csak a külsején tapadnak meg, így nem is roncsolják a szerkezetét.

18 ÚT A MODERN PÉNZ FELÉ Hange Dániel és Vogl Thomas Felkészítő(k): Zeke Istvánné PTE I. Számú Gyakorló Általános Iskola, Pécs Bevezetés – történeti áttekintés A pénz története évezredekkel ezelőtt kezdődött, de máig is minden emberre hat. A magyarázat: mindnyájuknak szüksége van a pénzre, a korszerű társadalmakban mindenütt jelen van, e nélkül a mindennapi életünk elképzelhetetlen. Nagy lépés – a vert fémpénz: Az első, ismert lűdiai birodalomból származnak. Itt volt Pactolus nevű folyó, amelyből különleges aranyat lehetett mosni. Ez az arany nem volt színtiszta: egy természetben előforduló ötvözet volt, amely 3-4 rész aranyból és ezüstből állt. Ennek az aranyötvözetnek az ezüsttartalom fehéres, sápadt színt kölcsönzött. A különös ötvözetnek a neve elektron. A legkisebb súlya 0,15 gramm volt, a legnagyobbé pedig 14,4 gramm. A második világháború vége óta sok ember kívánsága volt Európa egyesítése. Az Európai Gazdasági Közösség 1978 hozott egy törvényt a pénznemek közötti viszony szabályozásáról. Az érmékhez 250 ezer tonna fémet használtak fel. Az új valuta előállítása hosszú és alapos felkészülést követelt meg. A bankjegyek és érmék tervezéséhez pályázatokat írtak ki, majd ezek lezárása után elkezdődött a technikai felkészülés. A bankjegyekhez szükséges papírt nagy titoktartás mellet, speciális gyárakban állították elő, ahol illetéktelenek nem férhettek hozzá. A fémpénzekkel végzett kísérleteket az előadás során szeretnénk értékelni

19 ÖLTÖZÉKÜNK, HAJUNK ÉS BŐRÜNK, MINT LÉGSZENNYEZÉSI INDIKÁTOR Kovács Ádám, Pomázi Dániel és Pomázi Gergely Szinyei Merse Pál Gimnázium, Budapest Felkészítő tanár: Neizer Zita Összefoglaló, bevezetés Tavalyi eredményeink sarkalltak minket arra, hogy a légszennyezési témakörben folytassuk tovább kísérleteinket. A Földön az ember káros tevékenységeinek hatására a levegő átlagos szennyezettsége radikálisan növekszik. Ennek előidézői az ipari tevékenységek, a közlekedési járművek, valamint a káros anyagokat tartalmazó tüzelőanyagok füstkibocsátása. Az így keletkezett gázhalmazállapotú szennyező anyagok kétféle módon távozhatnak a légkörből. Száraz ülepedés során a gázok megkötődnek a levegőben lévő por-, korom-, és egyéb szemcsék felületén. A mindennapi ember, aki nagyvárosokban közlekedik, az így keletkezett szennyező levegő káros hatásainak közvetlenül van kitéve. Az emberre veszélyes anyagok nemcsak a szervezetben okoznak kárt, hanem a kültakarónkon, így a hajunkon és a bőrünkön is lerakódnak, valamint az általunk hordott ruhák felszínén is. Ha az előbbiekben említett vegyületek feloldódnak a levegő páratartalmában és savas csapadék formájában hullanak a földfelszínre, akkor nedves ülepedésről beszélünk. Ezzel azonban most nem foglalkozunk. Kutatásaink és vizsgálataink célja az, hogy megállapítsuk, a hétköznapjainkban leginkább használt textíliák, hajunk, valamint bőrünk miképpen adszorbeálja a szennyező anyagokat, és milyen módon roncsolják azok a szerkezetüket. Mivel módszerünk a kémhatás vizsgálatán alapul, a szennyezők közül csak a vízben savas kémhatással oldódóakat vesszük figyelembe. Anyagok A felhasznált textilnyersanyagok tulajdonságai A textilipar által felhasznált nyersanyagok a szálasanyagok. Két fajtájuk a természetes és a mesterséges szálasanyagok. A természetes szálasanyagokat a természetben megtalálható eredeti alakjukban dolgozzák fel. Ezek legnagyobb részben növényi eredetűek, de természetesen találunk állati eredetűeket is köztük. A növényi eredetűek két fő csoportja a magszálas (pamut), és a háncsrostos (melyhez a len és a kender tartozik) anyagok. Ezek tulajdonságai közel megegyezők: színük halvány, nyers, fehér, esetleg sárgás; szálhosszúságuk 10-60mm; szakítóerejük jó, nyúlásuk közepes, rugalmasságuk kicsi; savakra érzékenyek, de lúgoknak jól ellenállnak, e képességüket hasznosítják előállításukkor. A napfény ezen anyagokat károsítja: fakulás és szilárdságcsökkenés lép fel. Az állati eredetűek közül a gyapjút és a hernyóselymet hasznosítja a textilipar. Színük fehéres, sárgás, halvány. Érzékeny a savakra és a lúgokra egyaránt, de a hernyóselyem a savaknak ellenáll. A napfény és a hő is károsítja. A gyapjú felületén pikkelyréteg található, melyet később eltávolítanak róla. A műanyagok olyan makromolekulás anyagok, melyeket vagy a természetben megtalálható makromolekulás anyagok átalakításával, ezek a természetes anyagok, vagy monomerek összekapcsolásával mesterségesen állítanak elő, ezek a mesterséges anyagok.

20 Ezek nem helyettesítik a természetes anyagokat, számos tulajdonságuk előnyösebbé teszi őket az emberek számára, tehát nem pótanyagok. Feldolgozás szempontjából hőre lágyuló és hőre keményedő anyagokról beszélünk. A mesterséges alapú műanyagokat aszerint is csoportosíthatjuk, hogy polimerizációval, vagy polikondenzációval jött létre az óriásmolekula. A természetes szálasanyagok a viszkóz, és különböző típusai. Előállításakor először a cellulózt feloldják, majd kicsapják, visszanyerik (regenerálják), tehát a viszkóz lényegében regenerált cellulóz. A viszkóz legfőbb típusai a cellulóz-észterek, amikor a cellulózban lévő alkoholos hidroxilcsoportokat észteresítik. Legismertebb fajtái a cellulóz-nitrát és a cellzulózacetát. A mesterséges szálasanyagok közül a leghasználtabb a nylon, mely a hexándisav és az 1,6-diaminohexán reakciójával állítható elő. A nylon hőre lágyuló műanyag. Éghető, nyílt láng hatására megolvad és meggyullad. Nedvszívó képessége nagyon rossz.

A kísérleti munka Régebbi kutatásaink alatt az a hipotézis merült fel bennünk, hogy a különböző anyagokból különböző szövési mintával készült textíliák adszorpciós készsége eltérő. Éppen ezért most megvizsgáljuk, a gyakran használt textilfajták milyen mértékben képesek adszorbeálni a savas kémhatással oldódó, gyakori légszennyező gázokat (ezek főként SO2 és NO2). Szándékoztunk megfigyelni, hogy az eltérő napok és kerületek függvényében milyen mértékű a választott anyagok szennyeződése és károsodása. Hogy ezt megállapítsuk, ismét a kolorimetriás módszerre hagyatkoztunk. A hipotézis alapján 22 különböző anyagú és szövésű textíliát választottunk, melyeket utcai- és kén-dioxidos környezetben helyeztünk el. 24 óra elteltével levettük őket. Begyűjtésük után az anyagokat desztillált vízben áztattuk, majd áztatóvizüknek univerzális indikátorpapírral megmértük a kémhatását és univerzális indikátor-oldat segítségével kolorimetriásan is megállapítottuk a kémhatás változását a félretett, kezeletlen minták áztatóvizének kémhatásához képest. A mérések után megállapítottuk, hogy melyik anyag a legjobb adszorbens, mely egyfajta puplin volt. A puplinból egy kiválasztott munkanapon és egy munkaszüneti napon Budapest 23 kerületében kihelyeztünk egy-egy mintát. Az egynapos kihelyezési időtartam lejárta után ugyanúgy megvizsgáltuk az anyagokat, mint az előbbiekben is tettük azt. Ezután a kontrollmintát és a kezelt mintát mikroszkóppal megvizsgáltuk, hogy választ kapjunk arra a kérdésre, károsodik-e a szövet szerkezete, és ha igen, milyen mértékben. Kutatásunkat hajunk és bőrünk adszorpciós készségének vizsgálatával folytattuk.

21 Eredmények Eredmények Kabátszövet Bélésselyem Bélésselyem Denim farmer Twill Len Taffeta Nehézselyem Satén Gyűrt viscoze Pamut Satén Denim vékony farmer Puplin Puplin Cord Szövet Tweed szövet Brokát Muszlin Festett géz Vászon Gyűrt vászon

70% gyapjú 30% nylon 100% acetát 100% poliészter 100% pamut 97% pamut 3% spandex 55% len 45% viszkóz 100% poliészter 100% poliészter 100% poliészter 100% viszkóz 97% pamut 3% spandex

Áztatóvíz pH-értéke Utcai SO2 Kontroll környezet környezet 5,3 5,3 4,9 5,3 5,2 5,1 5,2 5,1 5 5,4 5,2 5,2 5,2 5,1 5 5,3 5,2 5,1 5,2 5,1 5 5,2 5,3 5,1 5,2 5,2 5 5,2 4,9 4,9 5,2 5 4,9

70% poliészter 30% pamut

5,4

5,1

5,1

97% pamut 3% spandex 65% poliészter 35% pamut 97% pamut 3% spandex 40% poliészter 40% gyapjú 20% viszkóz 80% poliészter 20% gyapjú 50% akril 50% poliészter 100% poliészter 100% pamut 100% pamut 100% pamut

5,4 5,4 5,3

5 4,9 4,9

4,9 4,9 4,9

5,3

4,9

4,8

5,2 5,2 5,3 5,2 5,2 5,3

5 5,1 5 5 5,2 5,1

5 4,9 4,8 4,8 5,2 5,1

1. táblázat – Gyakran használt textilfajták összetétele és áztatóvizének kémhatása finomskálás indikátorpapírral mérve kontroll és különböző körülményeknek kitett minták esetében

22 Puplin 65% poliészter 35% pamut Kerületek

Munkanap

Hétvége

Kerületek

Munkanap

Hétvége

I.

4,9

4,8

XII.

5,2

5

II.

4,7

5

XIII.

4,8

4,9

III.

5

4,8

XIV.

4,8

4,7

IV.

4,8

4,9

XV.

4,7

4,8

V.

4,9

5

XVI.

4,8

4,8

VI.

4,9

5,1

XVII.

4,7

4,9

VII.

4,8

4,8

XVIII.

4,9

5,1

VIII.

5

4,8

XIX.

5

4,9

IX.

4,9

5,1

XX.

4,8

5

X.

5,1

5,1

XXI.

5

4,9

XI.

5

4,9

XXII.

4,9

4,8

XXIII.

5

5

2. táblázat – A legjobb adszorpciós készséggel rendelkező, Budapest kerületeiben munkanapokon és munkaszüneti napokon kirakott textilminták áztatóvizeinek kémhatása finomskálás indikátorpapírral mérve

Hosszú haj

Áztatóvizek kémhatása (pH) Utcai SO2 környezet Kontroll környezet 5,7 4,9 5

Rövid haj

5,4

4,9

5

Zselés haj

5,3

4,7

5

3. táblázat –Hajminták áztatóvizének kémhatása finomskálás indikátorpapírral mérve kontroll és különböző körülményeknek kitett minták esetében A kézfej bőrének pH értéke Sima környezet

5,2

SO2 környezet

4,8

4. táblázat – Bőr áztatóvizének kémhatása finomskálás indikátorpapírral mérve kontroll és különböző körülményeknek kitett minták esetében

23

1. ábra – Kontroll(bal) és SO2 gázzal kezelt(jobb) textilminták mikroszkópos képe Megvitatás Budapest különböző kerületeiben a szennyezettség különböző mértékű, a 2. táblázatban vastagon jelölt kerületekben tapasztalható eltérést (munkaszüneti napokon kicsit savasabb kémhatás) a kolorimetriás összehasonlítás is alátámasztotta, a nem várt eltérés azokban a kerületekben mutatkozott, ahol Budapest turisztikai központja (pl. I. kerületben a Budai Vár, XIV. kerületben a Hősök tere, a Városliget) vagy a városból kivezető autópályák városi szakaszai találhatóak. A különböző típusú textíliák másképpen adszorbeálják a levegőben lévő porszemcséket, a legjobb adszorbensek általában természetes és mesterséges szálakat egyaránt tartalmaznak Hajunk és bőrünk is adszorbeál. A porszemcsék és a molekulák alig kimutathatóan, de roncsolják a textilek és a hajunk anyagát. Érdemes tehát gondolni erre a jelenségre mindennapi életünk során is.

Felhasznált irodalom • Perjes Erzsébet: Foltvarázs (1998. Saxum kft.) • Kropog Erzsébet: Környezettani vizsgálatok (2000. Műszaki könyvkiadó, Budapest) • Rakonczai János: Globális környezeti problémák (2003. Lazi könyvkiadó, Szeged) • Albert Viktor-Hetzl Andrea: Környezeti kémia (2005. Panem) • Kovács Ádám, Pomázi Dániel, Pomázi Gergely: Öltözékünk, mint légszennyezési indikátor in A kémia tanítása 24-27.oldal (15\2 2007. Mozaik kiadó)

24 BIOCELLÁK Láng Róbert Felkészítő: Nagy István Bonyhádi Evangélikus Gimnázium, Bonyhád A tavalyi iskolai évben a biocellákat kutattuk szakkörön, amely abban merült ki, hogy gyümölcsök, zöldségek, mezőgazdasági termékeknek az elektromotoros erejét vizsgáltuk. A méréseknél változtattuk az elektródok anyagi minőségét, a termékek koncentrációját, a hőmérsékletet, illetve más adalékanyag befolyását.

25 A MOSÁS RÉGEN ÉS MOST Lovas Katalin és Tóth Eszter Felkészítő tanár: Szakács Erzsébet Szentendrei Református Gimnázium, Szentendre Történeti áttekintés Már a bibliában találkozunk a szappan szóval, azonban az eredeti helyes szöveg mindenütt növényi lúgot említ. Ami biztos évezredekkel ezelőtt is már használták, de nem tisztálkodásra, hanem bőrök cserzésére, kikészítésére. Az Ebers-féle egyiptomi papirusztekercsek adatai szerint az egyiptomiak a mumifikáláshoz alkalmazták az olajak lúgos sóit. Ezeknek a szappantartalmú anyagoknak gyógyító hatást is tulajdonítottak, és virágokból sajtolt illóolajokkal tették kellemesebbekké. Egyiptom területén nagy lehetőséget jelentett a szappangyártás szempontjából a sivatagban, nagy mennyiségben található sziksó, vagyis szóda. Babilonból I. e. 2800-ból, származó cseréptöredékek arra utalnak, hogy a nők hajpomádét készítettek az olajokból és hamuból előállított szappanszerű kenőcsökből. Az ókori görögöknél a testkultúra rendkívül magas fokon állt, ám szappanról, vagy szappanszerű anyagról nem tesznek említést a korabeli leletek. Testük tisztítására agyagot, homokot, horzsakövet és hamut használtak, majd utána olajjal kenték be testüket. A ruhák mosása kifejezetten női munkának számított., és csak vízzel történt. A rómaiak is hasonlóan – hamuval tisztálkodtak, és testüket olajjal dörzsölték be. A testre felvitt anyagokat megfelelő kaparókkal távolították el. A ruházat tisztítása számukra meglehetősen bizarr módon zajlott. A mosáshoz erjedt vizeletet használtak, melyet Róma útkereszteződéseiben felállított edényekben gyűjtötték össze. A mosást a fennmaradt rajzok és feljegyzések szerint a vizeletbe áztatva, taposással végezték, kihasználva a vizelet erjedése közben keletkező ammónia lúgos kémhatását. Ám már az ókorban is tisztították a ruhát vegyszeres úton. Az úgynevezett „derítőföld” vagy „Kallóföld” magába veszi a gyapjúból a zsírt, a lúgok a zsírral pedig oldható vegyületeket alkotnak. A fahamuból készült lúgot évezredekig használták ruhamosásra. Ismerték a habzó szappangyökeret is. Gaius Secundus Plinius ajánlotta mosási célokra először a szappant. Plinius a „História naturae” című művében leírja, milyen hasznos a gallok által használt, kecskezsírból és hamuból készített szilárd vagy kenőcsös szappan. a Római asszonyok nagy érdeklődést tanúsítottak iránta. Nemcsak tisztítási célra hozattak a meghódított területekről, hanem a hajuk színezésére is használták, hiszen különlegesen szép vörös színt eredményezett. A mai értelemben vett szappan első biztos említése 385-ből származik. Galenus írásaiból tudjuk, hogy mint mosószer Krisztus után a II. században vált használatossá. A pompeji ásatások során olyan mosókonyhát tártak fel, melynek edényeiben, tégelyeiben szappanmaradékok voltak. Általános elterjedését hosszú ideig gátolta magas ára, (csak mint gyógyszer szerepelt) helyette inkább az olcsó szappangyökeret használták. Sokáig azt hitték, hogy a németek voltak a szappanfőzés első mesterei. Ezt a feltevést az tette indokolttá, hogy mint erdőségekben lakó népnek, számos szappangyártásra alkalmas nyersanyag állott rendelkezésére, elsősorban állati zsírok, továbbá nagy mennyiségű hamu. A keletről Európába hozott cikkek között szerepelt a szappan is. A szóda gyártás feltalálásával a szappan ára csökkent és ekkor kezdett széles körben elterjedni. A IX. századi arab alkimisták feljegyzéseiben is találhatunk utalásokat a szappan tisztító hatásaira. Ekkor már jelentős Európában az arab, indiai és perzsa szappanbehozatal. A kemény toalett szappant az arabok találták fel, olívaolajból és fahamu lúgjából készítették.

26 Illatosították is, de ezt az import luxuscikket csak a jómódú emberek tudták megvásárolni. Ezzel egy időben kezd kifejlődni Európában is a szappangyártás. Nagy Károly rendeletben írja elő, hogy a hűbéri birtokon szappanfőző iparosokat is kell tartani. Szappanfőző céhek alakulnak. Már növényi olajat is használnak, de a lúg beszerzése még mindig nagyon költséges. A XVI. századból fennmaradt krónikákból kiderült, hogy a szappant borotválkozásnál is használták már, és a borbélyok saját maguk állították elő. 1789- ben a Francia Tudományos Akadémia pályázatot írt ki a szóda ipari előállítására. A pályázat nyertese 1791-ben Leblanc lett. A XIX. században a francia enciklopédisták egy gyönyörűen illusztrált könyvet adtak ki a szappangyártás művészetéről. A mai szódagyártás kifejlesztése Fresnel francia fizikus nevéhez fűződik, 1811-ben szabadalmaztatta az úgynevezett ammóniás eljárást, ennek ipari kifejlesztése pedig Solvay nevéhez kötődik, ma is Solvay-féle szódagyártás néven ismert. A szappangyártás a XX. század első felében rohamos fejlődésnek indult. A klasszikus, üstökben való szakaszos szappanfőzési eljárásokat felváltotta a korszerűbb, gazdaságosabban működő folyamatos szappangyártási eljárás. A 19. században terjedt el jobban a növényi olajból készült szappan. Nagyüzemi gyártása William H. Lever nevéhez, fűződik. Nemcsak kellemesebb illatú és jobban habzik, mint a faggyúszappan, hanem olcsóbb is, különösen, ha melléktermékét, a glicerint nem hagyják benne, hanem só hozzáadásával kicsapatják belőle. A glicerin a robbanóanyagok gyártásának fontos alapanyaga. Az élelmes Mr. Lever néhány év alatt milliomos lett találmánya segítségével. Fritz Henkel pedig a mosószódát keverte vízüveggel – ő a mosópor atyja. Még meg sem élhette azonban a szappangyártás az ipari kibontakozását, a szintetikus mosószerek megjelenésével máris háttérbe került, a pipereszappanok helyét pedig elfoglalták a folyékony szappanok, habfürdők. A mosás régen A vászonnemű tisztításának hagyományos módja, a szennyeződés lúgos kioldása, majd a lúgnak bő tiszta vízben, főleg ütéssel történő eltávolítása. Mosásnak a népnyelvben ma már inkább a ruha teknőben, szappannal történő tisztítását nevezik, ami a századfordulón az Alföldön és a polgárosultabb vidékeken már általános volt. A mosásnál a szennyes ruhát nedvesen kádba, sajtárba rakják, tetejére durva szövésű vásznat (hamvas, párfedél, lazsnak) terítenek s ebbe szitált fahamut tesznek. A kádat, amelynek az alján lyuk van, lábra (lúgzóláb) állítják, a lyuk alá kis dézsát helyeznek, s felülről a hamura forró vizet öntenek. A lúg átjárja a ruhát, majd alul kifolyik. Ezt a lúgot ismét felforrósítják, s a hamura felöntik. Egész napon át így öntözik forró lúggal a ruhát. Ezt a mosási módot nevezik lúgozásnak, lúgzásnak (az Alföldön, a Felföldön a Garam és Hernád között, valamint a Székelyföldön, Moldva és Bukovina magyarságánál), párolásnak (D-Dunántúlon) és szapulásnak (É-Dunántúlon, a Kisalföldön, Tiszántúl északi részén és Erdélyben). Magát a kádat ezeknek megfelelően lúgzónak, lúgzókádnak, párulókádnak, szapusajtárnak. A múlt században még előfordult a nedvesen fahamuba megforgatott vászonnemű trágyadombban vagy kemencében való átmelegítése is, ami a századforduló idejére már csak a fonalmosás gyakorlatában maradt meg. A kilúgozott ruhából lehetőleg patak, folyó, tó tiszta bő vízében mosósulyokkal verik ki a lúgot: a gyakran vízbe mártogatott vászonneműt lapos terméskövön (Erdélyben), a vízen átfektetett mosódeszkán (D-Dunántúlon, a Felföld honti, nógrádi, hevesi vidékein és a magyar nyelvterület keleti peremén), ill. legáltalánosabban négylábú mosószéken addig sulykolják, amíg szürkés, lúgos levet ereszt. Mosáshoz az Alföld szikes vidékein, főleg szikes tavak

27 vidékén a múlt században sziksót söpörtek, és abból készítették a lúgot. A sziksót szekerezve árulták, és terményért cserélték. A szappanfőzés hajdanán Később a mosásához szappant használtak, ami általános értelemben zsírok vagy olajok elszappanosításával (gliceridek hidrolízisével) előállított magasabb szénatomszámú zsírsavak sóinak, illetve sókeverékeinek gyűjtőneve. Hazánkban is jelen volt régen a szappankészítés művészete, habár ma már csak a Skanzenben vagy kis faluban találkozhatunk ezzel. A szappant mindenki maga főzte, saját otthonuk adta hozzávalóiból. A szappan készítéséért nem kellett pénzt adniuk és legalább biztos alapanyagokból jó háziszappant készítettek. Milyennek kell lennie a szappannak? Az a jó szappan, amelynek íze gyenge és nem csípős színe fehér, száraz, nem zsíros a szabad levegőn megszárad és a vízben nem válik zsírossá amikor egészen felolvad. Szappan hozzávalói: lúg, zsír, só és mész Minden jó gazdasszony gyűjtötte a hamut és a hulladék zsírt. Aki nem tudta gyűjteni, az ősszel a mészárostól szerzett be friss faggyút. Milyen a jó hamu? Az, amelyben a szén és egyéb gaz kis számban van. A legjobb szénnek való: gyertyán, nyír, bodza, fűz, éger, bükkfa. A hamut jól ki hagyják égni, és 2 naponta kivonatják és félreteszik. A faggyú minél frissebb volt, annál fehérebb lett a szappan. Ha nyers a faggyú, ki kell rakni, hogy a szél megszikkassza. A lúg készítése: fenyőfa vagy bükkfa dézsában készítették, melynek két feneke van. Az alsó rendszerint be van csínjába eresztve a második egy kerek deszka, amely a lúgos dézsának alul szűkebb oldalai kerületébe amennyire le van szorítva, hogy körülötte és az alsó rendes fenék között egy kis rész üresen maradt. A felső fenék több lyukkal volt átfúrva, azonban az alsón csak egy lyuk volt és benne volt egy csap, amely a lúg kifolyására szolgál. A lúgozó dézsának vagy csebernek nagysága határozta meg mennyi hamut kellett beáztatni. Inkább több lúgot csinált a gazdasszony, mint kevesebbet. A hamut rakásba teszik és meglocsolják vízzel, hogy azt magába szívja. Lyukat vájtak a hamu között és a meszet beleteszik, majd ismét meglocsolták, és a meszet beletették, majd ismét meglocsolják és ha gőzölögött a meszet betakarták hamuval. A mész porrá vált a hamu megereszkedik. Ez a művelet körülbelül 3 órát tarthatott. A dézsából egy másik fazékba folyatták a lúgot. A folyamatot újra és újra ismételték, hogy minél több lúg legyen. A háziasszonyok, míg a lúg lefolyt, elővették a faolajat és gyenge lúggal kiolvasztották, majd üstbe tették a metélt fagyúval együtt. Tűznél lassan kevergették ezt. Ha felolvadt a zsír hozzáöntötték a lúgot, majd ha habzott ezt a folyamatot megismételték. 3-4 óra múlva a faggyú a lúggal összeállt. A lúgszappant megsózták közönséges konyhasóval, ez azért volt jó, hogy a kövérség a lúgtól különváljon. A felhabzott szappant a fazék szélén tajtékká vált, ezt kanállal szedték le és ezt használták kéz illetve arc mosásra (gyenge szappan volt) Ha a keverő fára a szappan ráragadt és kemény volt, akkor kész volt a szappan. Régi tesztek, melyekkel megállapították hogy készen van-e a szappan: 1. Tányérra tettek egy kanál szappant, ha kihűlt akkor az ujjukkal kipróbálták zsíros- e, ha nem jó munkát végeztek akkor volt a szappan zsíros, ekkor a szappant tovább főzték még. 2. A tűzre cseppentettek a szappanból, ha az fölhabzott vagy fölpuffadt, akkor a szappan jó volt. 3. Hideg vízbe tették a friss szappant, ha az a pohárban lehűlt, akkor volt kész a szappan. Ha elkészült a szappan, akkor egy éjszakára kint hagyták az üstben. Másnap reggel, ha valaki formába akarta önteni a szappant, azt lúggal eresztette és oldotta föl és a formákat

28 vörös vagy sárga földel kenték meg és ebben töltötték a szappant. A forma alján lyuk volt, így a felesleges lúg ki tudott folyni. A szappanfőzés ma Idén nyáron Erdélyben voltam a nagyszüleimnél. Itt még mindig elterjedt (főként az olyan falukban, mint amilyenben ők is laknak) a szappankészítés. Megkértem a nagymamámat, hogy tanítson meg engem is háziszappant főzni. Szerencsémre, már tervbe is volt véve egy ideje a szappan készítése. Szeretném röviden ismertetni a műveletet. Recept: • 2 kg maradék zsíros hús (disznóvágás után) melyet nem használtak fel másra. Nem kitétel, hogy friss legyen, lényeg hogy minél zsírosabb legyen, • ½ kg szóda • 4-5 vödör víz • 1 nagy üst A folyamat: 1. A mérések és az előkészületek kb. 10 percet vettek igénybe. Tűzgyújtás után az üstöt elhelyeztük és beleöntöttünk egy vödör vizet (kb.7 liter). 2. Pár perc elteltével az üstben levő víz felmelegedett, ekkor hozzáöntöttük a csontokat, húsokat, és egy nagy fakanállal elegyengettük. Közvetlenül ezután a fél kiló szódát adtunk hozzá. Innentől kezdve egy órán át kavargattuk, és közben figyeltünk arra, hogy a tűz el ne aludjon. 3. Ha nagyon forrt, akkor hozzáadtunk egy kis vizet (fél vödör), ezt a műveletet többször meg kellett ismételjük a főzés folyamán. Amikor letelt egy óra megfigyeltük a csontok állapotát. Szerencsések voltunk, mert minden hús levált róla és ekkor a csontokat szépen kivehettük, és újabb vízadagot adtunk hozzá. 4. A kezdéstől számított 2 – 2 és fél órán belül egy vastag hártya jelent meg a főzet tetején (úgy nézett ki, mint a pudingon a hűléskor látható hártya). Ez már a kész szappan. 5. Ekkor már az üstöt levehettük a tűzről. Kerestünk neki egy hűvös szellős helyet, hogy kihűlhessen. Napokig nem kellett hozzányúlni (üstben maradt), hagytuk, hogy megszikkadjon. (Mi nem a házba vittük, mert nagyon tömény szaga volt.) 6. Pár nap elteltével az üstből ki vághattuk a szappan darabokat, de ilyenkor arra kellett ügyelnünk, hogy az alján található, tömény folyékony lúgos zagyot ne szedjük bele a szappanunkba. 7. A kapott szappandarabokat olyan helyre tettük, ahol hűvös volt, és szellőzni tudott, mert ez kedvez a gyors kiszáradásnak (száradás pár hétig eltarthat). 8. Néhány nap elteltével azért már lehetett használni, pl. nagymamám a nagypapám nadrágját tisztította meg a szennyeződésektől akkor, amikor a szappan még csak néhány napos volt. Saját tapasztalatom, hogy a nem jó minőségű mosószer sok esetben kellemetlenségeket okozhat. Például édesanyám nagyon érzékeny bőrű, és ha valami túlzott mennyiségben fordul elő a mosóporban, amit az öblítés nem tud kivinni, bőrén kiütések jelennek meg. Ez a probléma nem fordulhat elő, ha jól kiszárított házi szappannal mosunk. Gondoljuk végig: a szappan nem károsítja bőrünket, olcsóbb is és még a környezetünket is kíméli. Vajon megállja helyét ebben a világban az újraéledő szappangyártás? Vagy csak régi hagyomány marad, és szép lassan eltűnik? Én nyáron megtanultam szappant főzni, és hatalmas élmény volt. Jó lenne, ha az utánam jövő generáció is gazdagabb lehetne ilyen élménnyel.

29 A mosás ma Manapság a hazai háztartások több mint 90 %-ában van valamilyen mosógép. 2530%-ában még ma is a hagyományos forgótárcsás mosógépet használják, ezekhez többnyire tartozik egy centrifuga is. A háztartások 60-65 %-ában forgódobos mosógép van. Ezeknek több mint 2/3-a felülről tölthető, 1/3-a elölről tölthető. A hagyományos forgótárcsás rendszerekhez képest a forgódobos mosógépeknek több mint 50 %-kal kisebb a villamos energia és 75 %-kal kisebb a víz és mosószer igénye. A mosószer A mosószer a szilárd felületre tapadt szennyező anyagok eltávolítására alkalmas, adalékolt felületaktív anyagok gyűjtőneve. A 20. század elején gyártott mosószerekben (mosóporok) hatóanyagként csak szappanport használtak. Az első, már felületaktív anyagot is tartalmazó mosószer a Persil (Henkel cég, 1907) volt. Később a mosás hatékonyságát segítő adalékok jelentek meg a mosószerekben. Alkalmazásuk csökkenti a szennyező anyag eltávolításához szükséges mechanikai munkát. A forgódobos mosógépek elterjedése habzáscsökkentők (hosszú láncú zsírsavak alkálisói vagy szilikonok) felhasználását is szükségessé tette. A lúgos tartományban és kisebb hőmérsékleten is aktív proteáz vagy amiláz enzimekkel a fehérje- vagy keményítőtartalmú szennyeződések távolíthatók el. A nátrium-perborátból 60 °C-tól felszabaduló aktív oxigén a gyümölcs vagy vörösbor okozta foltokat kémiailag lebontja. Erre a célra néhány országban hipokloritot használnak. A fehérítő hatást a régebben alkalmazott kékítés helyett ma már optikai fehérítéssel érik el. A mosószerhez adott sztilbén- vagy kumarinszármazékok a mosott szálon megtapadnak, és az ibolyántúli sugarak hatására látható kék fényt bocsátanak ki, ezzel kompenzálva a mosott fehérneműk sárgás színét. A mosószerekhez adagolt nátrium-szulfát vagy toluolszulfonsav a tárolás közben a légnedvesség hatására bekövetkező összetapadást csökkenti. Illatanyagokat adnak hozzá, mert nélkülük az egyébként tiszta ruha jellegzetes lúgszagot árasztana. A kézi mosáshoz használt mosószerek több tenzidet és kevesebb perborátot tartalmaznak. A mosodákban általában lágy vízzel mosnak, ezért az ott használt mosószerek kevesebb polifoszfátot és több szappant tartalmaznak, mint a háztartási mosószerek. 2000-ben a világ mosószer termelése meghaladta a 40 millió tonnát. Környezetvédelmi szempontok a mosószerek minősítésénél A háztartási tisztítószerek, ezen belül a mosószerek is kisebb vagy nagyobb mértékben terhelik a környezetet. Az emberek általában a kelleténél nagyobb mennyiségű mosóport használnak, mind a kézi, mind a gépi mosásnál, annak reményében, hogy tisztább lesz a ruha. Sokszor a gyártók is, eladási érdekek miatt, az optimálisnál, illetve a szükségesnél nagyobb mennyiség használatát ajánlják. Minthogy a mosóporok akár 15 féle vegyületet is tartalmazhatnak, nyilvánvaló, hogy a környezeti terhelés a feleslegesen használt mennyiség használatával megsokszorozódik. A foszfor az a tápanyag, amely a leggyakrabban befolyásolja a vízi élőlények növekedését. A nagy foszforterhelés kedvezőtlen hatásokat okoz az élővizekben: a planktonok túlzott mértékű növekedésével csökken a vizek átláthatósága, fürdésre, ivóvízként történő felhasználásra alkalmatlanná válnak. A felszíni vizek foszforterhelése jelentősen csökkenthető, ha csökken a mosószerek foszfáttartama. Magyarországon a mosószerek foszfáttartalmát a mosószerszabvány szabályozza, a következők szerint: Környezetbarát: 0-7 % foszfáttartalommal

30 Környezetkímélő: maximum 15 % foszfáttartalommal Megengedett: maximum 20% foszfáttartalommal A környezetvédelem kérdése a mosószerek esetében nem szűkíthető le csupán a foszfátokra. A felületaktív-anyagok szerepe és megítélése szintén nagy fontosságú, hiszen a mosószerek ilyen, többnyire biológiailag lebontható, úgynevezett lágy tenzideket tartalmaznak. Ezek elsődleges lebomlása során a habhegyek megszűnnek a víz felületén, de az a kívánatos, hogy végső soron széndioxidra és vízre bomoljanak le és a bomlás során ne keletkezzen a vízi élővilágra nézve toxikus anyag. Fontos szempont tehát a felületaktív-anyagok biológiai lebonthatóságának mértéke. A tesztelt mosószerek felületaktív-anyaga a szabvány követelményeinek megfelel, az alkalmazott felületaktív-anyagok szerint 80% feletti mértékben lebonthatók. Ezt az értékhatárt a korszerű mosószerek lényegesen meg is haladják. A környezet szempontjából számos olyan elem és vegyület van, amely szintén terhelést jelent a környezet számára (például a nátriumperborát bór tartama, az optikai fehérítő). Tekintettel arra, hogy hazai előírások, korlátozások, követelmények a szabvány előírásán kívül nincsenek. A fenntartható fejlődésre törekvés, a környezettudatos háztartás-vezetés híveinek egyik célpontja éppen ezekre a mosással kapcsolatos környezeti kérdésekre adható alternatív válaszok keresése. Egyik közülük a mosódió használata. A fáról szüretelt mosószer Indiában és Nepálban már ősidők óta használják a mosódiót (Sapindus mukorossi), mint növényi mosószert a mindennapi életben. Az akár 15 méter magasra is megnövő mosódió-fa Dél-Indiából származik. Március és április havában fehér virágok borítják a fát. A termés szüretelése szeptemberben és októberben történik. Az érett diók aranyszínűek és ragacsosak. A leszüretelt mosódiót megszárítják, a szárítás során színe vöröses-barnává válik és ragacsossága alábbhagy. Végezetül a diókat feltörik és héjukat pamut zacskókba csomagolják. A fekete belső mag sem étkezésre sem mosásra nem alkalmas. Ezzel szemben a dió héjában rejlő értékes hatóanyag: Saponin, kitűnő mosóerővel rendelkezik. Az indiai mosódió a Sapindus mucorossi termése, mely a szappanfafélék családjába tartozik. Ezek a trópusi és szubtrópusi növények a bennük található különleges anyagnak, a saponin-nak köszönhetik nevüket. A dió héjában rejlő kissé ragacsos anyag a saponin, úgy viselkedik, mint egy szappan. Amint a dió héja vízzel összeköttetésbe kerül, kioldódik belőle a természetes szappan és egy enyhe, szappanos oldatot kapunk. A saponin vízzel érintkezve habzani kezd, és úgy hat, mint a szappan. Ez a jelentős mosóerővel rendelkező anyag rendkívül nagy koncentrációban (14%) és kiváló minőségben található meg a szappanfa termésének héjában. A fa természetes élőhelye Dél-India, ahol már évszázadok óta termesztik és használják termését. A saponin zsíroldó hatásának köszönhetően eltávolítja a szennyeződést a textíliából, anélkül, hogy a színek veszítenének élénkségükből, vagy hogy kárt tenne az anyag szerkezetében. A mosódió nem tartalmaz agresszív foszfátokat és tenzideket, vagyis olyan anyagokat, melyek szennyezik környezetünket. A mosódió használatának előnyei 100 %-os növényi mosószer, kíméletesen de mégis alaposan tisztít, a mosott ruha semleges illatú. Egyaránt használható fehér és színes mosáshoz, a színes ruhák hosszabb ideig megtartják eredeti színűket. Természetessége miatt kitűnően használhatják érzékeny bőrűek, csecsemők, kisbabák, allergiások, bőrbetegségben szenvedők (neurodermitis, pikkelysömör,

31 ekcéma stb.) Sokkal kedvezőbb, mint egy szokványos mosópor: 1kg-os csomagolás elegendő egy 4 tagú családnál, heti 2-3 mosásnál kb. 1 évre. A mosódió, mint termés minden évben újra terem, vásárlásával a földünk biológiai egyensúlyát védjük és India falvainak lakosságát támogatjuk. Mosáskor törjünk fel 3-5 szem diót (a szennyezettség mértékétől, a dió nagyságától illetve a víz keménységétől függően). Szedjük ki a magját, erre nem lesz szükség. A héjakat például egy nylonzokniba tesszük, vagy textilzsákocskába és kössük össze. A tasakot egyszerűen a szennyessel együtt tegyük a mosógépbe. Mindenfajta textíliához és minden mosási hőfokon használható. Mosás után a mosódió héjakat a kis zacskóban szárítsuk meg, s így egy következő mosáshoz újra használhatjuk őket. A második használat után a héjakat a szemétbe vagy a komposztba dobhatjuk. További mosószer vagy öblítőszer hozzáadása, sem előmosás nem szükséges. Fehér mosásnál ajánlatos természetes fehérítőszer hozzáadása, de az is megteszi, ha egy csomag sütőport teszünk a mosópor-adagolóba. A mosódióval mosott ruhák semleges illatúak. Ha szeretnénk, hogy frissen mosott ruháink illatosak is legyenek, azt javasolják, hogy a mosódiót tartalmazó textilzsákocskára a gépbe helyezés előtt cseppentsünk egy kevés illóolajat (például levendula, narancs, rózsa, citromfű stb.). A mosódió természetes anyag, ezért nem tartalmaz optikai fehérítőszereket. Fehér ruhák mosásához ezért javasoljuk más, környezetkímélő szer hozzáadását. Saját kísérletek Saját kísérleteimet a tévében látható mosószerreklámok alapján végeztem. Hatféle foltot használtam: rúzs, fű, zsír, gyümölcs, csokoládé, ketchup. Mosószerekből is többfélét használtam: színes ruhákhoz valót (olcsóbbat és drágábbat), fehér ruhákhoz valót, mosókrémet, mosódiót (szódabikarbónával és nélküle), háziszappant, fehérítőt és folttisztítószappant. Először turmixos habverővel próbáltam „mosni”, de ebbe kevés víz fért és nem is tudta jól összeforgatni az anyagdarabokat. Egy idő után a gép nem bírta tovább és leégett. Ekkor a foltokat tartalmazó anyagdarabjaimat a család ruháival együtt mosógépben mostam ki. Ezek mellett próbáltam shakerrel, mert az egyik reklámban láttam, hogy ezzel mosták fehérre a ruhákat. Mindegyik mosás után a mosólé több komponensét vizsgáltam meg: az összes keménységet, a pH-t és a foszfát tartalmat. Az eddigi eredményeimet a mellékletben található táblázatokban összegeztem. A háziszappan a kemény víz Ca és Mg ionjaival csapadékot alkot, ezzel lágyítja a mosóvizet. A nagyon lúgos mosóvíz okozza a gyapjú filcesedését. Ahogy ezt a nemezelésnél ki is használjuk. Jól látható, hogy a gyapjúmosószeres víz közel semleges. Ez a helyzet a mosódióval is, ezért kényes anyagok mosására is javasolhatjuk. Megnyugtató, hogy a korszerű mosószerek nagy része a mosóvízben kicsi foszfáttartalmat okoz. A legellenállóbb folt a rúzsé, ezt csak a folttisztítószappannal tudjuk eltávolítani. A mosógép ügyesebben dolgozik, mint mi a „kézi” mosásnál. És kényelmesebb is! 60oC -on a mosódió szódabikarbónával kiegészítve nagyon jól bevált. 40oC –on illetve a másodszori használat esetén nem. Kivéve a gyümölcsfoltnál, amivel viszont nem bírt a folttisztítószappan a „kézi” mosásnál. Meglepően jó a gyapjúmosószer, csak az a baj vele, hogy nagyon drága. Mindent összevetve a reklámok ellenére azt javasolhatjuk, hogy a foltokat ne hagyjuk beszáradni. Igyekezzünk előkezelni és gyorsan mossuk ki!

32 Melléklet (folteltávolítás) o

Mosógépes mosás

40 C Mosódió Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs 60 oC Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs 30 oC

Színes (1)

X X

X

X X

Mosódió (használt) X X X X X X

Mosódió + szódabikarbóna X

Fehér

X

X X

40 oC Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs 60 oC Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs Hideg

X

X: elhalványult a mosás során de nem jött ki

Mosókrém X

Színes (1) X

Színes (2) X

X

X

X

X

X

X

Fehér

Folttisztító X

Háziszappan X

X X X Fehérítő

Gyapjú Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs

Saját „kézi” mosás

Fű Ketchup Rúzs Csoki Zsír Gyümölcs

X X X X

X X

X

33 Melléklet (vízminőség) Kézi mosás Színes

Csapvíz Összes kem. pH PO4 - P

d

14

(1) 13

(2) 11

mg/l

7.6 nm.

7.5 0,7

4.0 1

o

Összes kem. pH PO4 - P

o

d

mg/l

Fehér Mosókrém 13

7

4.7 2

7.0 10

Mosógépes mosás Színes Fehér Gyapjú Színes (2) 60 40 oC 30 oC (2) 60 oC E 20 21 19 18 10 10 7.6 11 2 0,7 1 0,5

Folttisztító Fehérítő szappan 9 22 8.5 5

7.5 5

Mosódió 40 oC

Mosódió 40 oC (2)

17 7.8 2

21 8.1 2,5

Felhasznált irodalom: www.poli.hu/oldaskotes/tma.htm www.poli.hu/oldalaskotes/szappan/zsirsav.htm www.sulinet.hu/tart/fcikk/KJC www.kfk.hu/chemonet/hun/elado/zsirok.html Írta Márkus Jenő www.zoldfelulet.hu/eletmod www.mek.oszk.hu/02100/02115/html/3-1898.html www.mkne.hu/modszerkosar_hagyomany.php#Mosás%20Cserkúton www.mek.oszk.hu/02100/02115/html/3-1903.html www.mek.oszk.hu/02100/02115/html/3-1909.html N. Nagyváthy János: Magyar házi gazdasszony című könyve Magyar Nagylexikon; Magyar Nagylexikon Kiadó, Budapest 1993-2004 www.zoldfelulet.hu www.nlcafe.hu www.mosogep.lap.hu www.mosodio.hu Könczey Réka- S. Nagy Andrea: Zöldköznapi kalauz; Föld Napja Alapítvány Szóbeli közlés: Domokos Jolán Szentendrei Skanzen munkatársai

Háziszappan 6 8.0 10

34 KEMO-KRIMI Matesz Anna és Szénásy Dalma Felkészítő: Bodó Jánosné Babits Mihály Gimnázium, Pécs Manapság minden csatorna tele van bűnügyi oknyomozó sorozatokkal. Helyszínelők, New York-i helyszínelők, Tengerészeti helyszínelők és még sorolhatnánk. De kik is ők valójában? Mit csinálnak? Hol dolgoznak? Milyen eszközöket használnak? A gyilkosoknak tényleg nincs menekvés? Most egy rövid áttekintést adnánk a bűnügyi laborokról: a törvényszéki laboratóriumokban az egyszerű bizonyítékok is rendkívül fontos titkokat árulnak el. A rejtett ujjlenyomatok tökéletesen kirajzolódnak az ibolyántúli fényben. A mai bűnügyi technikusok elképesztő műszaki megoldásokat használnak a bűncselekménnyel kapcsolatos bizonyítékok elemzésére. De mi is van benne? Vegykonyha; a bonyolult elemző berendezésekkel felszerelt kémiai egység lényegében egy általános kémiai laboratóriumhoz hasonlít. Nincs vegykonyha gázkromatográf, tömegspektrométer és elektronmikroszkóp nélkül. Az itt dolgozók a hajmintákban, rostokban, szövetdarabokban, porban, vérben és egyéb testnedvekben keresnek nyomokat. Ők, a szerológusok foglalkoznak a DNS meghatározással, illetve a vércsoport azonosítással. Az utóbbi Karl Landsteiner immunológus nevéhez fűződik. A szerológia a vérszérum vizsgálatát jelenti, de a törvényszéki szerológiai egységek az összes testnedvet elemzik, pl. az ondót és nyálat is. Az utóbbi idők műszaki fejlesztéseinek köszönhetően a DNS-vizsgálat, a kis laboratóriumokban is elvégezhetővé vált. A kábítószerek hajból és körömből is kimutathatók. Vegyelemzéssel nemcsak a kábítószerek jelenlétét tudják kimutatni, hanem „naptárat” is összeállíthatnak a használat idejéről. A kábítószer fogyasztást gyorsteszttel is végzik. A krimikben a gyilkosok gyakran folyamodnak a mérgekhez, ha nyomtalanul akarnak ölni. A valóságban a méreggel történő gyilkosságok száma elenyésző. A törvényszéki toxikológia és patológia fejlődésének köszönhetően a mérgek ma már túl könnyen kimutathatók a szervezetből ahhoz, hogy olyan egyszerű legyen velük gyilkosságokat elkövetni, mint egykor. A mérgek kimutatását a toxikológusok végzik. A toxikológusok érzékeny analitikai módszereikkel akár néhány szál hajból is kimutathatják, fogyasztott-e a gyanúsított kábítószert hetekkel korábban, vagy a gyilkosság áldozatának egyetlen csepp véréből is megállapíthatják, milyen méreggel gyilkolták meg. Bemutatnánk néhány mérget és ezek hatásait: - ricin az „ellenszer nélküli gyilkos” - arzén a „legmérgesebb fém” - antimon „a szív gyilkosa” - ólom: az ólommérgezés vérszegénységet okoz, csökkenti az enzimműködést, idegrendszeri károsodást, agyhártyagyulladást okoz. - tallium: az idegeket és a sejteket érinti - cián: a babérmeggy levelében van jelen - gyilkos galóca: ezzel mérgezték meg Claudius római császárt - nadragulya: rendkívül gyorsan és hatékonyan mérgező növény. A gyilkos eszközök toplistáján hosszú ideig nem panaszkodhatott gyászos helyezéséért. - farkasalma: a bennszülöttek füvét és kisajtolt levelét kígyómarás ellen használják. A szerológusok és toxikológusok munkája rendkívül összetett. Számos rejtély megoldását nekik és a kémiának köszönhetjük.

35 SZÍNALKOTÓ MALVIDIN-3-O-GLÜKOZID KÖLCSÖNHATÁSA ELLAGSAVVAL VÖRÖSBOROKBAN

Molnár Kinga Felkészítő: Kunsági-Máté Sándor Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnázium, Pécs A vörösbor színe az egyik legfontosabb minőségi paraméter, amely döntően meghatározza a borok érzékszervi megítélését. A vörösborok színét nagyon sok tényező befolyásolja, de az egyik legjelentősebb a kopigmentáció. A kopigmentáció során gyenge kötés alakul ki a színalkotó antocianidok és más (színtelen) vegyületek, a polifenolok között. Korábbi eredményeink szerint a folyamat eredményeképpen a színtelen vegyületek molekulái – mintha „szendvicset” alkotnának – az antocianidokkal párhuzamosan helyezkednek el.1 Eközben az antocianidok két, eltérő konformációjú formája, a halvány/színtelen kromenol és az erős vörös színű flavílium ion közötti kémiai egyensúly a flavílium ion javára tolódik el, így a bor színe sötétebb, mélyebb lesz. Mivel a vas ionoknak az aromás π-elektronrendszereket tartalmazó molekulák kölcsönhatására gyakorolt hatása jól ismert, ezért valószínűsítettük, hogy a vörösborokban jelenlévő vas a kopigmentációban is szerepet játszhat. Ez amiatt is fontos lehet, mert a bor tárolása során a vas oxidációfokában bekövetkező változás a kopigmentációt is befolyásolhatja. Ezen okok miatt megvizsgáltuk vas ionoknak a malvidin-3-O-glükozid és ellagsav közötti kölcsönhatásra gyakorolt hatását. Eredményeink szerint amennyiben vas ionok vannak a rendszerben, azok oxidációfoka nagyon fontos szerepet játszik a kopigmentáció alakításában. Amíg a vas(II) ionok a kopigmentációt elősegítik, a vas(II) oxidációja vas(III)-má kevésbé stabilis komplexek kialakulásához vezet. Mindennek igen fontos gyakorlati jelentősége lehet. Ugyanis, ha a bor a készítését követően jelentős mennyiségű vas(II) ionokat tartalmaz, akkor a későbbi csapadékképződés (pl. foszfát ionokkal) miatt a kopigmentáció gyengülhet, ill. az addig képződött malvidin-polifenol asszociátumok széteshetnek. Így összességében a vas(II) jelenléte a bor színe szempontjából kedvezőtlen színváltozást eredményezhet. Felhasznált irodalom: 1

M. P. Nikfardjam, K. Szabó, E. Ortmann, K. Molnár, S. Kunsági-Máté, L. Kollár, H. Dietrich (2006): Geheimnissen der Farbstabilität auf der Spur. Der Deutsche Weinbau, 9 (2006) 24-27

36 HAJFESTÉKEK, HAJFESTÉS Molnár Lilla és Kerner Ágnes Felkészítő: Bodó Jánosné Babits Mihály Gimnázium, Pécs Hajfestéshez és hajszínárnyaláshoz avégett használunk különféle szereket, hogy szürkének, vagy teljesen fehérnek ható hajzatot (szakállt is) lehetőleg természetes, sőt akár az eredeti hajszínhez hasonló színére fessük, ha a haj elszíntelenedett, vagy annak a mindenkori divat (gyakran szubjektív) szempontjaira való figyelemmel különleges színhatásokat kölcsönözzünk. Ezenkívül a nők festik még a szemöldöküket és a szempillájukat is, minthogy az hozzátartozik a „kikészítéshez” (make-up-hoz). A színezékeknek (nem az árnyékolásoknak, amelyeket csak időszakos hatások elérésére használnak) ellenállóknak kell lenniük a dörzsöléssel, a (tenger-) vízzel, az izzadtsággal, fénnyel, levegővel, samponnal szemben, és ugyancsak ellenállóknak kell lenniük a tartós-alakítási szerekkel és más kozmetikai szerekkel szemben. A legrégibb idők óta gyakorolt vörösre festésre a hennát (növényi eredetű anyag) renggel (indigót adó növények, pl. az Indigóféra argenta számított leveleiből készített porával) kombinálva használták. Kelet sok részén még ma is alkalmazzák. Talán még rasztikot is találunk ezen a vidéken (ez henna- és gubacspornak vasreszelékkel, réz-szulfáttal, kobaltsókkal, vas-szulfiddal stb. kialakított keveréke). Egyébként a növényi részekből, vagy a teljes növényből készített kivonatok ma már csak történelmi érdekességűek. Manapság esetenként meg-megtaláljuk a piacon a hajszín-visszaállítót. Használata azonban igen hátrányos a hajra a további kezelés szempontjából (a tartós alakítást, illetve a szőkítést értve ezen). A készítmények ugyanis elemi fém leválásával, vagy fémvegyületek képződésével (ezek a legfinomabb eloszlásban rakódnak a hajra) katalitikusan hatnak a hidrogén-peroxid bomlására, miközben a keratin nagymértékben roncsolódik. A legrégebben ismert hajszín-visszaállító anyag ammónium-hidroxidos ezüst-nitrát oldatból áll. Ezt pirogallollal elegyítik, ekkor fémezüst rakódik le, amely azután a cisztein kénjével lassan, vagy elemi kénnek, vagy nátrium-szulfidnak egyidejű adagolása esetén gyorsan, ezüstszulfidot képez. Az adalékok a színezés előhívó anyagaiként hatnak. A haj, az ezüst-nitrát és az előhívó töménységtől függően szőkétől feketéig terjedő árnyalatokban színeződik el. Hasonló készítmények (fiziológiai szempontból gyakran megfontolás nélküli) adalékokkal: rézion, nitrogén-, kobalt-, vagy bizmut-sókkal ismertek. Egészségügyi megfontolások egyes államokban azt eredményezték, hogy az ilyen szereket (mindenekelőtt az ólomsótartalmú készítményeket) betiltották. Maradandó hajfestéshez manapság kizárólag oxidációs színezékeket használnak, amelyekkel egészen tág határok közé eső árnyalatskála érhető el. A legjobb használati alakzatúaknak a krémszerű készítmények bizonyultak, ezeket a gyakorlatban, 1950-ben vezették be. Az elv, hogy színes termékké oxidálható primer aromás anionokat kell felhasználni, már 1883 óta ismeretes. Akkoriban p-fenilén-dinamint javasoltak, 1888-ban ptoluilén-diamint és analóg aminokat, valamint különféle származékait. A színt adó vegyületek közé sorolhatjuk még az amino-fenolokat és a fenolokat is, amelyek között árnyalatváltoztató anyagok (modifikálók) is találhatók. A színezékek gyakran idő előtt már a termelés vagy a tárolás folyamán átalakulnak. Ezeket a nemkívánatos jelenségeket a termelés során a levegő kizárásával és antioxidánsok (pl. szulfitok, tioglikolát, aszkorbinsav) adagolásával lehet megelőzni. A krémszerű hajszínezékek a régebbiek mintájára ammónium-hidroxidos (kb. 10-es pHjú) folyadékok. Felhasználáskor a fodrász a használati utasítás szerint a krémmasszát

37 stabilizált hidrogén-peroxid oldattal keveri össze, vagy por alakú karbamid-H2O2 tablettát tesz hozzá, és a masszát ecsettel viszik fel a hajra. Mintegy 30 perc elteltével alaposan leöblíti. Ez idő alatt a színt adó alkotórészek és a hidrogén-peroxid a haj kortexébe diffundálnak. Ezt az a duzzadás teszi lehetővé, amelyen a haj alkalikus közegben keresztülmegy. A diffúziósebesség függ még a színt adó vegyület töménységétől, molekulája nagyságától, a hőmérséklettől, a haj mindenkori állapotától, és a használt krémalap tulajdonságaitól. A színeződés pl. az 1,4toluilén-diamin ammon-alkalikus vizes oldatában 2-metil-1,4-kinon-diimiddá való oxidációja révén megy végbe, ez utóbbi az 1,3-diamino-, 1-amino-3-hidroxi-és 1,3 dihidroxi-benzol (rezorcin) származékaival színezékké kapcsolódik össze. Az ilyen hajszínezékek sikeres kialakítása szempontjából különösen mértékadó a jobb nyersanyagok előállításán kívül mindenekelőtt a gyakorlott és tapasztalt szakember hozzáértése. Az árnyalószerekkel való időszakos hajfestéshez olyan anyagok alkalmasak, mint amilyen pl. a savasibolya, a metolibolya, a metilénkék, az azoszínezékek, a savas festékek vagy a nitro-benzolok (pl. a 4nitro-2-amino-fenol). Ezek a szerek vizes–alkoholos oldatok. A színezékeket kombinálják még samponokkal és olyan haj-rögzítőszerekkel is, amelyekhez színezékeket kevertek hozzá, ha könnyed árnyalást, színbeli „felfrissítés”-t akarnak a hajon elérni. A lehúzószerek feladata a mesterséges hajszínezet eltávolítása redukciós, vagy oxidációs hatású szerekkel. A hajszőkítőszerek derítik a hajat, vagy elszíntelenítik azt, többé, vagy kevésbé mennyiségi oxidatív roncsolással, a kortexbe ágyazott melaningranulum elbontásával. Különösen bevált erre a műveletre (1867-től) a hidrogénperoxid. A szőkítési (fehérítési) folyamat során színárnyalatok alakulnak ki. Pigmentben dús sötét hajon leginkább vöröses-szőke, pigmentben szegény hajon szőke ez az árnyalat. A hosszabb ideig tartó használat vagy a hidrogén-peroxid-oldat nagyobb töménysége mindenkor fehéres-szőke árnyalatokhoz vezet, vagy teljesen fehérhez, ami a divatnak megfelelően gyakran lehet a cél. A folyadék jobb kezelhetősége végett és lefolyásának megakadályozására a szőkítőszert pép-, vagy krémalakban is fel lehet hordani, ilyenkor szervetlen nemoldódó vegyületeket adagolnak, pl. magnézium-karbonátot, magnézium-oxidot, szerves anyagokat, így poli-vinil-pirrolidont, keményítőt, anilinszármazékokat stb. alkalmaznak vivőanyagként. Az oxidatív hatás révén a haj teljes anyaga kémiailag nagymértékben megváltozik.

38 KEDVENC ÁSVÁNYAIM Szakács Zsolt Felkészítő tanár: Zeke Istvánné PTE 1. Számú Gyakorló Általános Iskola, Pécs Mint a címből is kiderül, én már régóta foglalkozom az ásványokkal. Előadásomat minden érdeklődőnek ajánlom, kiemelten akik érdeklődnek e téma iránt. Kőzet vagy ásvány? A kőzetek ásványokból állnak, egyből vagy többől. Az ásványok elemekből, vagy azok vegyületeiből épülnek fel. Az ásványok szilárd elemekből vagy vegyületekből épülhetnek fel, meghatározott belső összetétel és szerkezet jellemzi őket. A kőzetek viszont ásványi szemcsékből épülnek fel, ezek lényeges alkotórészei a bolygónknak. Ásványképződés Az ásványok meghatározott kémiai összetételű képződmények, ez a szerkezet már akkor létrejön, amikor a gáz vagy folyékony halmazállapotú anyagok szilárd anyaggá kristályosodnak. A létrejövő szerkezet többnyire az atomok 3 dimenziós ismétlődő rácsa. Ebbe további rendezett atomok épülnek be és állandósul a szerkezetük. Keletkezésük helyét megnézve a legszebb ásványok többnyire hidrotermális erekben keletkeznek. Ezek a földkéreg olyan törései, amelyekben forró oldatok mozognak. Keletkezhetnek az ásványok magmás kőzetekben, itt közvetlenül az olvadt magmából válnak ki, pl.: földpátok. A metamorf kőzetek is tartalmaznak ásványokat, melyek a korábbi kőzetek átkristályosodásával alakultak ki. Pl: gránát, csillám Szerkezet Az ásványokat 6 féle geometriai forma alapján soroljuk be. Szabályos: 3 egyforma hosszú szimmetriatengely egymásra merőleges Hat és háromszöges: 3 egyforma hosszú szimmetriatengely egy vízszintes síkban + 1 függőleges szimmetriatengely merőleges a többire Egyhajlású: 3 különböző hosszúságú szimmetriatengely, 2 tengely nem zár be derékszöget a harmadikkal Rombos: 3 különböző hosszúságú, de egymásra merőleges szimmetriatengely Négyszöges: 2 egyforma hosszú szimmetriatengely, 1 függőleges tengely, tengelyek egymásra merőlegesek Háromhajlású: 3 különböző hosszúságú szimmetriatengely, nincs derékszög Csoportosítás Kémiai és szerkezeti összetétel alapján (a számok az adott csoportba tartozó ásványok fajtáinak mennyiségét jelentik) Terméselemek (20) Elemek szabad atomjaikat tartalmazza, melyek nem lépnek kapcsolatba más elemekkel Szulfidok és szulfósók (600) a kén fémes vagy fémekkel hasonló tulajdonságú anyaghoz kapcsolódik

39 Halogenidek (140) halogén elemek kapcsolódnak kalciummal vagy nátriummal Oxidok és hidroxidok (400) rokon csoportok, oxigén vagy hidroxidtartalmú vegyületeket tartalmaz Karbonátok, nitrátok, borátok (325) karbonátionnal szoros kapcsolatot épít ki a fém Szulfátok, kromátok (300) Foszfátok, vanadátok (400) egymással rokon csoportok Szilikátok (500) tetraéderláncok Kén Vegyjele S, a latin sulfur szóból származik. Élénk citromsárga színű, időnként sárgásbarna nemfémes elem. Táblás kristályokkal rendelkezik, fénye gyantás, zsíros, viszonylag puha, keménysége 1,5 – 2,5. Vulkáni kráterekben és hévforrásokban képződik. Egyenetlen, kagylós törés. Alacsony hőmérsékleten olvad. Felhasználja a gyógyszeripar, vegyipar pl.: kénsavgyártás, festékgyártás, műtrágyák és rovarölő szerek gyártása. Évi 3,5 millió tonnás kitermelés. USA, Lengyelország fő kitermelője. Az élethez elengedhetetlenül szükséges, néhány aminosav fő alkotója. Rombos kristályrendszer. Érdekesség: az élelmiszerekben gyakran találkozunk az E számokkal, az E220 a kén-dioxid, melyet tartósítószerként használnak. Grafit Sötétszürke, fekete színű, karca szintén fekete. Puha ásvány, keménysége 1-2. Metamorf kőzetekben képződik, de kialakulhat hidrotermális erekben is, egyenetlen törésű, zsíros tapintású, a papíron szürke nyomot hagy. Vegyjele C. Szén allotróp módosulata. Hatszöges kristályrendszer. Rétegrácsos elem, vezeti az elektromosságot. Neve görög eredetű a graphein szóból származik (írni). Felhasználják ceruzagyártásnál, elektródként, olvasztótégelyeket készítenek belőle. Nagyon magas az olvadáspontja. Pirit Sápadt aranyszíne alapján a bolondok aranya nevet kapta, szabályos kristályrendszere van. Keménysége 6 – 6,5. Magmás, metamorf és üledékes kőzetekben képződik. Könnyen megolvad, fémekhez ütve szikrázik. Neve a görög pürrhosz szóból származik (tűz). Jellegzetes piritohedronnak nevezett kristályban jelenhet meg. Kagylós törése van. Kénsavgyártási alapanyag. Spanyolországban és az USAban fordul elő nagy telepekben. Magyarországon Rudabányán és Gyöngyösorosziban fordul elő. Kősó Kristályai szabályosak. Színe változatos, lehet fehér, színtelen, narancssárga, citromsárga, kék, vörös, fekete, bíborszínű. Karca mindig fehér. Sós tengerekből elpárolgó víz maradványa. Keménysége 2. tapintása zsíros, íze sós, hideg vízben oldódik. Ha az oldatot bepároljuk a kősó kikristályosodik. Lángfestése sárga. A só életszükséglet, a sóhiány izomgyengeséget, görcsöket, sőt halált is okozhat. Napi 5 – 10 gramm sóra van szüksége a szervezetnek. USA-ban, Németországban és Kanadában bányásszák Fluorit Szabályos kristályrendszere van, minden színben előfordul, karca mindig fehér. Átlátszó, áttetsző üvegfényű ásvány. Keménysége 4. Hévizek közelében képződik. Ultraibolya fényben fluoreszkál. Alacsony olvadáspontja miatt a kohászatban olvadáspontcsökkentésnél használják. Az oxidok az elemek oxigénnel alkotott vegyületei. Általában nagyon kemények és nagy a sűrűségük.

40 Magnetit Színe és karca fekete, fénye fémes, tompa. Keménysége 5,5 – 6,5. Magmás kőzetekben képződik. Az iránytűt elmozdítja, mágneses hatása van. Kagylós törésű. Legfontosabb vasérc, elméleti vastartalma 70% felett van. Magas titántartalmú változata a titanomagnetit. Svédországban és Oroszországban nagy tömegekben fordul elő. Magyarországon Badacsonyban, Celldömölknél és a Velencei-hegységben fordul elő, bányászatra nem alkalmas. Kvarc Az egyik leggyakoribb ásvány, színtelen, átlátszó, de szinte minden színben előfordul szennyezőanyagok miatt. Karca mindig fehér. Keménysége 7. Magmás, metamorf és üledékes kőzetekben képződik. Folyékony magmából (magas hőmérsékleten) hexagonális dipiramisos alakban kristályosodik, míg a csökkenő hőmérsékelettel prizmalapjai is egyre inkább kifejlődnek. Alacsony hőmérsékletű, hidrotermális viszonyok között nyúlt, oszlopos termetű (prizmás), illetve a kristályon piramis, romboéder és trapezoéder lapok is megjelennek. Jellegzetes, hogy a különféle kristálylapok felülete is eltér egymástól: egyik érdes, másik vonalazott vagy tükrözően sima. Felhasználják kvarcüveggyártásnál, pirotechnikai eszközöknél, óráknál, precíziós műszereknél és ékkőként. Ametiszt Ibolyaszínű árnyalatokban fordul elő, egyes fajták napfényben elhalványodnak. A neve görög eredetű, jelentése nem részegítő. Hidrotermális eredetű, színét a mangán és a vas-titán adja. Brazíliában fordul elő. Rózsakvarc Kedvelt ékkő, napfényben mindig kifakul. Tejkvarc Tejfehér színű káliumtartalmú földpát. Hegykristály Víztiszta kvarckristály. Bányavirágnak is nevezik, 1735-ben találtak Bern közelében egy hegyikristály pincét ahonnan 100 tonna került elő. Régen ékszereket, használati tárgyakat készítettek belőle, ma szemüvegkészítésnél, illetve drágakő-hamisításnál használják. Máramarosi gyémántnak is nevezik. A finoman repedezett hegyikristályt íriszkvarcnak is nevezik. A magyar királyi jogar végén egy 7 cm-es gömb van hegykristályból. Opál Változatos megjelenésű ásvány, a nemesopál fekete, vagy tejfehér, csillogóan színjátszó, rendszerint vörös, sárga, kék színben. A kristályvíz mennyisége függvényében a színe változik. Keménysége 5,5 – 6,5. Szilíciumban gazdag vizekből alacsony hőmérsékleten válik ki, különösen hévizek közelében. UV fényben gyakran fluoreszkál, savak nem oldják, melegítésre elveszti a kristályvizét. Elnevezése az óindiai upala (kő) szóból származik. Biokémiai folyamatok során is keletkezhet. Kalcit Színe változatos, viszonylag puha, keménysége 3. Sok kőzetben megtalálható, a mészkő és a márvány ebből épül fel. Sósavban oldódik pezsgés közben. Lángfestése téglavörös, szén-

41 dioxid kimutatására alkalmas. Ha a kristályrácsban magnéziumionok is vannak dolomitnak nevezzük. Malachit Élénk zöld, karca halványzöld, áttetsző. Réztelepekben keletkezik. Keménysége közepes, 4. Híg sósavban pezsegve oldódik. Hevítésre megfeketedik. Gyakori előfordulású, Oroszországban az Ural-hegységben nagy tömegben van. Amulettként véd a szerencsétlenségtől. Gipsz Táblás és rombos változatai vannak, szemcsés változata az alabástrom. Sivatagi rózsának is nevezik. Színe változatos, hévizes forrásoknál keletkezik. Keménysége 2. Savakban oldódik. Kristályvizét melegítéssel eltávolíthatjuk, égetett gipsz keletkezik belőle. Türkiz Keménysége 5-6, színe kékes. Karca fehér, vagy zöldes. Erősen mállott, felszíni víz által módosított alumíniumban gazdag magmás és üledékes kőzetekben keletkezik. Meleg savakban oldódik. Neve a francia „török kő” szóból származik. Ma Mexikóban, Kínában, Iránban, USA-ban termelik ki. Ortoklász Fontos kőzetalkotó ásvány, prizmás, táblás kristályokban fordul elő. Monolit kristályszerkezete van. Színe fehér, vöröses, színtelen, sárga, szürke, zöld lehet. Karca fehér. Sri-Lankán és Burmában fordul elő. Tudományos neve kálium-alumínium-triszilikát. Keménysége 6 – 6,5. Szénsav mállasztja, savakban nem oldódik. Felhasznált irodalom: Douglas Palmer: Földünk www.wikipedia.hu

42 A BOR KÉMIÁJA Tényi Dalma és Jéhn Mónika Felkészítő: Bodó Jánosné Babits Mihály Gimnázium, Pécs A borkészítés folyamata kémiai szempontból: Szüret-must Mustból fehérbor Mustból vörösbor Hordók előkészítésének kémiája Mi van a jó borban? A bor kezelése „Bortartósítás” kémiája Borjavítás

43

BIOKÉMIA, SZERVES ÉS KÖRNYEZETI KÉMIA SZEKCIÓ STEVIA (SZTÍVIA) Bakó Bálint és Iván Imola Felkészítő: Bodó Jánosné Babits Mihály Gimnázium, Pécs Mi a sztívia? A dél-amerikai indiánok által már évszázadokkal ezelőtt felfedezett növény, a Stevia rebaudiana egy olyan természetes édesítőszer, amelynek levelei 30-szor édesebbek a cukornál, kivonatai pedig akár 300-szor édesebbek is lehetnek annál! Figyelemre méltó, hogy fogszuvasodást nem okoz és az elhízásra hajlamos fogyasztóinak sem kell aggódnia, mert kalóriatartalma elhanyagolható a klasszikus cukrokhoz, édesítőszerekhez képest. A növénynek még cukor- és máj-anyagcserére gyakorolt jótékony hatása emelhető ki, de gyulladáscsökkentő, emésztést segítő hatása mellett magas C- és A-vitamin, valamint cink-, vas-, magnézium-tartalma is bizonyított! Cukorbetegek is fogyaszthatják, néhány tanulmány szerint a 2-es típusú cukorbetegség ellen is ígéretes! Erős gombaölő hatása miatt kiválóan alkalmas candida-kúra alatti édesítésre is. Az intenzív édes ízért felelős steviol glycoside-ok az aszpartámmal ellentétben főzés, sütés, pH-változás esetén sem bomlanak le, így a Stevia a cukor teljes körű helyettesítője lehet! A Stevia Rebaudiana Bertoni a fészkesek családjába tartozó szubtrópusi, évelő, Paraguay-ban őshonos növény. A Stevia családba tartozó 154 faj közül csak kettőnek édesek a hajtásai, a Rebaudiana Bertoni az egyik. Mire jó a sztívia? A növényből kivont, édes ízért felelős steviol-glükozidok különösebb lebontás nélkül emésztődnek, ezért kalóriaértékük rendkívül kicsi. Cukorbetegek is fogyaszthatják. Néhány dán és brazil tanulmány szerint a 2-es típusú cukorbetegség ellen is ígéretes, enyhíti az inzulin-függést, szabályozza az inzulinszintet. Más tanulmányok vérnyomáscsökkentő, hasnyálmirigy-segítő hatásairól számolnak be, valamint bizonyos ásványi anyagtartalma sem mellékes (A- és C-vitamin, cink, rutin, magnézium, vas, stb.). A világ különböző részein (Paraguay, Brazília, Mexikó, Japán, Kína, Dél-Korea, Malajzia, Thaiföld) ételek és italok édesítésére használják. Főzésre is alkalmas, mert a hatóanyaga nem bomlik le a melegítéstől. Fogyasztása nem okoz fogszuvasodást, és az ázsiai több évtizedes használat alatt egyetlen mellékhatásos esetet sem jegyeztek fel. 1. Eredete 2. Hol termesztik? 3. Mennyire biztonságos? 4. Gyógyászati felhasználhatósága 5. A keserű valóság 6. A legveszélyesebb adalékanyagok 7. Személyes megjegyzések: A cukor és a mesterséges édesítőszerek egészségkárosító hatásai

43

44 SAVANYÚSÁG A KÉMIÁBAN Berta Máté, Dénes László és Kisvári Béla Felkészítő: Dancsó Éva Eötvös József Gimnázium, Budapest Az előadásban bemutatjuk az ez évben végzett, savakhoz kapcsolódó kísérleteinket. Ismertetjük a pH skálát és a fontosabb sav-bázis elméleteket, valamint az egyes kutatási témák elméleti alapjait is felvázoljuk. Jelenleg lőgyapottal is kísérletezünk, módszereket dolgozunk ki a hatásosságának növelése érdekében. Vizsgálódunk azon témában is, hogyan lehet a lőgyapot lángját megfesteni. Az előadás vázlata: 1. az Arrhenius-, Brønsted-, és Lewis-féle sav-bázis elméletek ismertetése; 2. a pH-skála (elméletben és gyakorlatban); 3. saját készítésű univerzális indikátor bemutatása; 4. szerves savakból készített üdítőitalok; 5. tyúktojás pattogó labdává alakítása; 6. többfajta, általunk készített lőgyapot bemutatása. Az előadást PowerPoint bemutatóval kísérjük, melyben olyan videofelvételeket is bemutatunk, amelyeket korábbi kísérletezéseink során készítettünk. Ezek élőben történő bemutatását – a reakciók veszélyessége miatt – nem tartottuk célszerűnek. Felhasznált irodalom: Balázs L.né – J. Balázs K. (1999): Kémia – Ennyit kell(ene) tudnod. Budapest, Akkord – Panem Kiadó. Kecskés A.né – Kiss Zs. – Rozgonyi J.né (2004): Kémia 8. Általános iskola. Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó. Rózsahegyi M. – Wajand J. (1994): 575 kísérlet a kémia tanításához. Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó. Villányi A. (2004): Kémia 9. Általános kémia. Budapest, Műszaki Könyvkiadó. Villányi A. (2005): Ötösöm lesz kémiából. Budapest, Műszaki Könyvkiadó. Villányi, A. (2005): Spectacular chemistry. Budapest, Kemavill Bt.

44

45 A CSÍKSZEREDAI HULLADÉKTÁROLÓ ÁLTAL OKOZOTT KÖRNYEZETI PROBLÉMÁK

Dávid Ágnes Felkészítő: Lapohos Anna-Mária Koós Károly Építőipari Szakközépiskola, Csíkszereda 1. Bevezetés A levegő, a víz és a talaj szennyezése mellett korunk nagy problémája a hulladékok mennyiségének hatalmas növekedése is. Az élet minden területén a termelés és fogyasztás szférájában egyaránt, állandóan keletkeznek olyan anyagok, amelyek adott helyen és időben hasznavehetetlenek. Ezeket a többnyire szilárd anyagokat hulladékoknak nevezzük. Amióta az ember közösségekbe szerveződött, társadalmi tevékenységei révén tartja fenn magát. Biológiai és társadalmi szükségleteinek kielégítéséhez és létének fenntartásához szükséges két alapvető tevékenysége a termelés és a fogyasztás. A használhatatlanná, szükségtelenné vált anyagokat az emberiség eddigi története során egyszerűen visszajuttatta a természeti környezetbe. Az emberi tevékenység révén a természetbe került hulladékok hatása hosszú időn keresztül nem haladta meg a környezet és elemeinek tűrőképességét, mivel: - minősége hasonló volt a természeti kőrfolyamatokban meglévő anyagokhoz, így különösebb zavart nem okoztak - mennyiségük nem akadályozta a természet körfolyamataiba való beépülésüket és ezáltal nem idézte elő e folyamatok megváltozását. Napjainkban ez a helyzet megváltozott úgy a hulladékok minőségét, mint mennyiségét tekintve. 1.1. A hulladékok "történelme" Emberelődeink, amíg kis populációkban és a természettel szoros kapcsolatban éltek, az a kevés hulladékuk, ami képződött, visszakerült a természet körforgásába. Az ókorban azonban már gondot okozott a hulladék keletkezése. A római birodalomban a háztartási hulladékot összegyűjtötték és elszállították a parasztgazdaságoknak. A szennyvizet a csatornarendszerbe vezették. Időszámításunk előtt kb. 500-ban rendelet született Athénban a hulladék kezeléséről. Lerakóhelyet jelöltek ki a városon kívül, mivel a szemetet az emberek az ablakokon dobálták ki az utcára, ami járványveszélyt jelentett. A középkorra ez a régi szabály és rendszer elfelejtődött. Mivel a települések egyre nagyobbak lettek, az emberek élete kis területen koncentrálódott, a felmerülő problémák hatványozódtak. Nem véletlen tehát, hogy a járványok sorozatos pusztításának következtében egyes városok szinte kihaltak. Az ipari forradalom egyik következménye az, hogy a tömegtermelés megkezdődésével a keletkező hulladék mennyisége is ugrásszerűen megnőtt, ráadásul olyan hulladékoké is, amelyek a korábbi időszakban nem léteztek. Ezek nagy része a természetbe kikerülve már nem bomlott le, vagyis valamilyen módon terhelte azt. Ráadásul az újkor elején az ipari létesítmények viszonylag kis hatásfokkal dolgoztak, ami tovább növelte a hulladékmennyiséget. Gyakran nem is voltak tisztában az ilyen "mesterséges" hulladékok hatásaival.

46 Miután a tömegtermelés eredményeként, ahogy a termékek olcsóbbá váltak, hamarabb elavultak (technikailag és erkölcsileg is), így gyorsabban kidobták azokat. Rohamosan növekedett a hulladék mennyisége. A települések lélekszámának emelkedésével együtt ez azt kívánta, hogy hatékony intézkedések történjenek a hulladékkezelésre. A 19. század elején megépültek (Angliában) az első hulladékégető művek. Kezdett a hulladékkezelés üzletté válni. Érdekességként lehet említeni, hogy Magyarországon is jó üzletnek számított a hulladék összegyűjtése, amit az is bizonyít, hogy Budapest szemetének összeszedője, Cséry úr, bárói címet tudott vásárolni magának. Míg korábban szemétnek nevezték a kidobott, feleslegessé, terhessé váló holmikat, tárgyakat, és értéktelennek tartották azokat, idővel - főleg az iparosodás kezdetével - az összetétel változása következtében voltak olyan részei (összetevői), amelyek értéket képviseltek, ha kiszedték és hasznosították azokat. Ezzel egyidejűleg a név is változott és hulladéknak nevezték azt, ami addig szemét volt. Mára a szlogen azt mondja: "a hulladék nem szemét". A különbség az, hogy a mai hulladékban akár 30-50 %-ban hasznosítható összetevők is találhatók. A szemétből hulladékká válást fogyasztói szokásaink változása is okozta, hiszen számos olyan terméket vásárolunk, amely funkcióját nagyon rövid idő alatt elveszíti és hulladékká lesz. 1.2. A "modern" ember és hulladékai A hulladékproblémában - az, hogy miképpen bánunk a rendelkezésünkre álló javakkal -, az embernek a természethez való viszonya "köszön vissza". A mai globális hulladékkatasztrófának számos közvetlen nevesíthető oka van - megértése és főleg a kedvező fordulat elérése azonban elsősorban érzelmi megközelítést feltételez. A szeméttel való mennyiségi és minőségi gondok, a "hulladékos problémák" alapvetően az ember és természet közötti közvetlen kapcsolat megszűnésével kezdődtek, az embernek a természetből való látványos kivonulásához, leigázási törekvéseihez kötődnek. Ahogy a természettől elidegenedett, eltávolodott, érzéketlenebbé vált cselekedeteinek következményeivel szemben. Ettől kezdve számára a Föld élő és élettelen összetevői, készletei egyre inkább mint gazdaságilag korlátlanul rendelkezésre álló javak jelentek meg. Történelmi fejlődésében a "modern" ember odáig jutott, hogy átlag tízévente duplázza meg a hulladéktermelését. Az ember ma már nem képes vagy nem is akarja felfogni, hogy szükségleteinek kielégítéséért milyen árat fizet a természet. Jól jelzik ezt: - a gazdaságban jelentkező centralizációs törekvések melyek növelik a szállítási távolságokat és a csomagolóanyag szükségletet - és az egyre több komplikált, veszélyes anyagokkal terhelt technológiák alkalmazása (pl. a radioaktív hulladékokkal évezredek alatt sem tud a természet megbirkózni). - a fogyasztásban a tartós, javítható termékek, az újrahasználható csomagolások helyett a piacnak - rövid távú anyagi érdekekből következően - eldobó termékekkel és csomagolásokkal való elárasztása, továbbá a természetes alapanyagú, hasznosítható termékeknek olcsó műanyagokkal vagy hasznosíthatatlan kombinált anyagú termékekkel való felváltása. A mai fogyasztói társadalom lényegében már azt teszi meg a fejlődés ismérvének, hogy milyen gyorsan tud a Föld értékes nyersanyagaiból hulladékot csinálni. Ezt követeli meg az általa reklámozott életminőség: hogy mindig, mindenhol a rendelkezésedre álljon. Valójában arról van szó, hogy az "életminőséget" szándékosan összekeverik a reklámok által sulykolt életstílussal.

47 A fenti jelenségek és társadalmi elvárások által közvetített áruválaszték és életvezetés visszaköszön a "modern ember" hulladékproduktumában is. A félkész és gyorsfagyasztott ételek, "divatélelmiszerek" (gyümölcsjoghurtok, kólaitalok, light termékek, funkcionális ételek) forgalmának felfutása jelentősen megnövelte a csomagolási szemetet, a szórakoztatóipar termékei az elemeket, illetve az elektronikus hulladékokat, az új szabadidős tevékenységek a gépjárművel kapcsolatos (veszélyes) hulladékokat stb. Oktatási-nevelési szempontból különösen jelentős a "modern" csomagoló-anyag téma. Nem csupán mennyisége miatt (a háztartásban keletkező hulladék térfogatának fele csomagolási hulladék), hanem mert komplex feldolgozási lehetőséget kínál. Ennek során érthető a megelőzés fontossága, az iparnak és a kereskedelemnek a hulladéknövekményért való felelőssége (okozói elv), de a fogyasztó kiszolgáltatottsága is. Mint tudjuk, egy többutas üveget átlag 40-60-szor töltenek újra, miközben minimális hulladékot termel (címke, kupak), és legfeljebb a rendszerből kieső (évi 3-4 %-nyi) csomagolóanyagát kell pótolni. Ami jó a környezetnek (hiszen az anyag körbe forog és nincs hulladék), és jó a fogyasztónak is, hiszen nem vetetetik meg vele mindig a csomagolóanyagot. A fogyasztói társadalom logikájába (a termelés minden áron való növelésébe) azonban a többször használatos csomagolási rendszerek nem illenek bele. Az ipar és kereskedelem inkább az egyutas (eldobó) rendszereket szorgalmazza, hiszen ott nem kell visszaváltással, újratöltéssel vesződnie. Viszont folyamatosan, milliós szériákban gyárthatók, tölthetők, eladhatók és dobhatók folyamatos pótlásuk nyilván nem csekély hasznot biztosít nekik. Nem véletlen tehát, hogy az ökológiailag orientált (hulladékok megelőzésére összpontosító) hulladékgazdálkodásban a többutas csomagolási rendszerek megmentése, ill. fejlesztése központi szerepet kap. Hazánkban egyelőre éppen ezen rendszerek tönkretétele folyik, súlyos környezeti problémákat okozva, és tovább nehezítve a környezettudatos (gondolkodva vásároló) fogyasztók dolgát. 2. A hulladék fogalma Hulladék vagy szemét? A hétköznapi életben sokszor használjuk, és gyakran összekeverjük a két fogalmat, pedig lényeges különbség van közöttük. Szemét-nek hívjuk az olyan haszontalanná vált és általában vegyesen tárolt, szétszórt anyagokat, holmikat, amelyeknek további felhasználásáról már lemondtak, kezelésükről, elhelyezésükről nem gondoskodnak. Hulladék-nak azokat a dolgokat, tárgyakat (anyagegyüttes, termék, maradvány, tárgy, szennyezőanyag stb.) nevezzük, amelyek az ember mindennapi élete, munkája és gazdasági tevékenysége során keletkeznek és a keletkezésük helyén (gyárak, üzemek, háztartás stb.) haszontalanná váltak, tőlük birtokosuk megválik, megválni szándékozik vagy megválni köteles, és kezelésükről külön kell gondoskodni. Ez a gondoskodás a hulladékok újrahasználatát, hasznosítását és ártalmatlanítását jelenti. 3. A hulladékok osztályozása 3.1. A hulladékok osztályozása kibocsájtási (keletkezési) helyük szerint: - települési hulladék: háztartásokból, intézményekből, üzletekből, utcák takarításából eredő szemét, szennyvíziszap, kiselejtezett járművek stb.

48 - ipari hulladékok: iparáganként, sőt technológiaként változó minőségű és mennyiségű hulladék, ideértve a közlekedési (fáradt olaj) és bányászati hulladékot (meddő vagy kis fémtartalmú ércek is) - mezőgazdasági hulladék: növénytermesztés, állattenyésztés, valamint a kiegészítő tevékenységek (mezőgazdasági iparok) hulladékai. - speciális hulladékok: korházak hulladékai, fertőzött élelmiszerek, elhullott állatok, robbanásveszélyes és mérgező anyagok, radioaktív hulladékok. Ezek közegészségügyi szempontból különleges kezelést igényelnek. 3.2. A hulladékok osztályozása anyagi tulajdonságok szerint • szervetlen savak • szerves savak és rokon vegyületek • lúgok • mérgező fémvegyületek • nem mérgező fémvegyületek • elemi fémek • fémoxidok • egyéb szervetlen vegyületek • egyéb szerves vegyületek • fűtőanyagok, olajok, zsírok • finom vegyszerek és biocidok • vegyes vegyipari hulladékok • szűrők anyaga, kezelt szennyvíziszap, szemét • kátrányok, festékek • állati eredetű és étkezési hulladékok • üvegek • papírok • műanyagok (hőre lágyulók, hőre keményedők) • mikrobiálisan szennyezett anyagok • anyagukban heterogén, szelektálásra alkalmatlan hulladékok. Potenciális környezeti hatásukat tekintve külön csoportba sorolják a veszélyes hulladékokat. Ide tartozik minden olyan hulladék, „amely a benne lévő egy-, több- vagy sokféle anyag révén tűzveszélyes, reakcióképes (korróziót okozó vagy robbanásveszélyes), mérgező hatású, fertőzőképes, illetve radioaktív”. A veszélyes hulladékok osztályozása elméletileg sem megoldott, nincs általánosan elfogadott rendszer. 3.3. A hulladékok osztályozása halmazállapot szerint Anyagi jellegű hulladékainkat halmazállapotuk szerint csoportosítjuk: - szilárd - folyékony - iszapszerű - gáznemű A legfontosabb szilárd hulladéktípusokat az 1. táblázat tartalmazza. - az energia jellegű hulladékok és energiaveszteségek között tartjuk számon: - zajt, rezgést, vibrációt - a nemionizáló ( rádiófrekvenciás, hő- és fény-) sugárzást - az ionizáló UV és radioaktív sugárzásokat

49 4. Hulladékkezelés A megfelelő hulladékkezelés a hulladékot alkotó összetevők anyagi és minőségi jellemzőitől függő technológiai folyamatokkal oldható meg. A hulladékgazdálkodás gyakorlati megvalósítása több eljárás rendszeresítését követelné meg: - hulladékok keletkezésének megelőzése, csökkentése - a keletkezett hulladékok előírás szerinti gyűjtése - a begyűjtött hulladék szállítása, előkezelése, kezelése - a hulladék hasznosítása, újrafelhasználása - a nem hasznosítható hulladékok környezetszennyezés nélküli ártalmatlanítása - átmeneti tárolás, végleges elhelyezés A hulladékgazdálkodásban a tárolás csak a legvégső állomás, azonban hazánkban legtöbbször csak ez valósul meg. 5. Hulladékgazdálkodás Csíkszeredában 5.1. A hulladék összegyűjtése és szállítása Csíkszerdában két cég foglalkozott a hulladékgyűjtéssel és szállítással. A 2003-as év végéig a város területén és lakónegyedeiben összegyűlt hulladék elszállításával a Csík-Car cég foglalkozott. Mindez 2004. január 1.-től megváltozott. Csíkszereda Polgármesteri Hivatala versenyvizsgát szervezett, hogy eldöntse, kire bízza a hulladékgyűjtést Csíkszeredában. A versenyvizsgából győztesen került ki a Huron cég, így a 2004-es év elejétől ők foglalkoznak a hulladékgyűjtéssel Csíkszereda lakónegyedeiből, a környező falvak területeiről és még egy jó néhány cégtől. A Csík-Car cég már csak a 420 cégtől gyűjti rendszeresen a hulladékot. A Huron cég 1999 óta alaptevékenységként a városi úthálózat, közterek és alkalmi ünnepélyek színtereinek technológiai tisztítását végzi, továbbá téli időszakban a közterek hótalanítását, sós homok szórásával csúszás elleni munkálatokat végez, valamint intézmények és lakószövetségek szemétszállítási és lomtalanítási igényeinek tesz eleget Csíkszeredában. A munkafolyamatokat korszerű gépekkel végzik, a hulladékot modern por- és szóródásmentes szállítást biztosító, tömörítő gépjárművekkel szállítják. Az alkalmazottak létszáma 60-75, géppark járműveinek száma pedig 7. A gépek a következők - seprőgép 2 db (1,5m³, 5m³) - 1. kép - szemétszállítógép 3 db (13m³) - 2. kép - konténerszállító gép 1 db (6m³)

1. kép: Seprőgép 2. kép: Szemétszállító gépek

50 Célkitűzéseik közé tartozik a korszerű EURO normás szemétbegyűjtő géppark létesítése a közelmúltban bevezetett új szeméttároló edények alkalmazásával. A Huron cég kidolgozott egy egységes megoldást a régió szemétbegyűjtésének megoldására és útjai perifériájának tisztántartására. A hulladéktárolás és szállítás radikális változtatásának feltétele az egységes hulladéktároló edények bevezetése és heti viszonylatban való ürítése. A technológiai begyűjtés kifejezetten korszerű céljárművekkel történik (3. kép), bevezetve a standard 110 L, 240 L és 1100 literes hulladéktároló edények használatát. 1500 darab 120 literes hulladéktároló edényt a lakótelepekre illetve intézményekhez, cégekhez helyeztek ki.

3. kép: A háztartási hulladék gyűjtése

5.2. A csíkszeredai hulladéklerakó jelenlegi állapota A csíkszeredai hulladéklerakó a várostól 1 km-re helyezkedik el északkeleti irányban a Csíkszereda és Szépvíz községet összekötő D 12/A nemzetközi útvonal mentén. A főúttól mintegy 50-60 m-re egy elhagyott kavicsbánya helyén alakították ki. A felhagyott kavicsbányába az 1970-es évek elejétől kezdték hordani a hulladékokat a város képének kibontakozásával párhuzamosan. Előtte két kisebb kavicsbánya helyére hordták a szemetet, amit az 1980-as évek elején betemettek, ma ennek a helyén található a csíkszeredai barompiac és az aszfaltkeverő telep. A hulladéklerakót a Városi Közüzemek Vállalat üzemelteti, ami a helyi önkormányzat hatáskörébe tartozik. A hulladéklerakó összterülete 13,5 ha. A gödör hossza 400 - 500 m, szélessége 200-250 m. Falai 70-80 fokos szögben vannak kialakítva. A hulladéklerakó tengerszint feletti magassága átlag 680 m. A gödör mélysége váltakozó, délre lejt, itt a legalacsonyabb pont 11,6 m, míg a nyugati részen helyenként eléri a 7 - 8 m mélységet. Jelenleg a hulladéklerakó nincs kiépítve a környezetvédelmi előírásoknak megfelelően. Csak részlegesen van bekerítve, a főút mentén, nem veszi körül erdő vagy cserjesáv. A telepet nappal őrzik a közüzem alkalmazottai, amely teljesen szabadon van szántókkal körülhatárolva. A szántókon megfigyelhető a könnyebb hulladékok szétszóródása 40-50 m távolságra, amit a szél hordott szét (4. kép). A főútról leágazó bekötőút mentén már megjelenik a szemét, amit illegálisan raknak le a gödör környékén.

51

4. kép: A hulladéklerakó környékének siralmas állapota

A telep több, mint 30 éves működése során a lerakott hulladék mennyisége megközelíti az 1 millió m³-t. Csíkszeredában az egy lakos által évente termelt hulladék mennyisége 0,75 m³. A keletkezett hulladék nagy része kommunális eredetű. A hulladék összetételét jelentősen befolyásolja a keletkezés helye. A települési hulladék a város, falu középületeiben, intézményeiben, közforgalmi és zöldterületein, illetve lakóépületeiben keletkezik. A hulladék minősége, mennyisége a települések nagyságától, lakosságszámától, a beépítettség jellegétől, a fűtési rendszerétől, életszínvonalától, életmódjától, technikai fejletségétől függően változik. Hulladékválogatás nem történt, ennek ellenére születtek statisztikai eredmények a hulladék mennyiségi és minőségi összetételére vonatkozóan 35 30 25 20 15 10 5 0

Fém Üveg Építkezési törmelék Műanyag Textíliák Papír Csont Fa Konyhai hulladék Egyéb

1. grafikon: A hulladék mennyiségi és minőségi összetétele

70 60 50 40

Városi

30

Közsségi

20 10 0

2. grafikon: A hulladék mennyisége eredetének függvényében

A begyűjtött hulladéknak kb. 62%-a a város területéről, míg 38%-a a környékbeli falvakból és községekből származik. A csíkszeredai hulladéklerakó esetében a helykiválasztás sem történt eléggé nagy körültekintéssel. A szigeteletlen lerakó miatt a város szélén levő Taploca település ivóvíz kútjait már annyira elszennyezte a hulladéklerakó, hogy emberi fogyasztásra nem alkalmasak. 5.3 A hulladéklerakó jövője A Hargita Megyei Környezetvédelmi Hivatal szakemberitől megtudtam, hogy a jelenlegi hulladéklerakónkat a 2012.-ig be kell zárni. Addig is, a hangsúly fokozatosan át kell tevődjön a hulladék lerakásról a hulladék újrafeldolgozására.

52 Cél: egy komplex regionális begyűjtő-kezelő rendszer kialakítása a következő lépések betartásával: - 2006 december 31.-ig: az összmennyiség 25%-ának újrafeldolgozása 15% üveg, 15% papír, karton és 15% fém újrafeldolgozása - 2008 december 31.-ig: 60% papír,karton 50% fém újrafeldolgozása - 2011 december 31.-ig: 50%-a az összmennyiségnek hasznosítva 15% műanyag, 15% fa újrafeldolgozása - 2013 december 31.-ig az összmennyiség: 60% hasznosítva 55% újrafeldolgozva, Amelyből: 22,5%-át a műanyagnak műanyagként újrafeldolgozva 60%-át üvegnek 6. A hulladéklerakó környékén található ivóvíz kutak vízminőség vizsgálata A csíkszeredai hulladéklerakó esetében a helykiválasztás sem történt eléggé nagy körültekintéssel. A szigeteletlen lerakó miatt a város szélén levő Taploca település ivóvíz kútjait már annyira elszennyezte a hulladéklerakó, hogy emberi fogyasztásra nem alkalmasak. A Hargita Megyei Vízügyi Hivatal (S.G.A. Csíkszereda) szakemberei által végzett mérési eredményeket feldolgozva megállapítottam, hogy a nem szigetelt szeméttelep nagymértékben szennyezi a Csíkszeredához tartozó Taploca ivóvízkútjait és ennek következtében a kútvizek fogyaszthatatlanná váltak. A mérési adatokat a mellékletben szereplő táblázatban foglaltam össze. A Hargita Megyei Vízügyi Hivatal és a Hargita Megyei Közegészségügyi Hivatal mérési adatait felhasználva szeretném bizonyítani, hogy a szeméttelep szennyezi a közelében levő városrész ivóvízkútjait. Az említett hivatalok szakemberei 12 kútból vettek vízmintát és a mérési eredmények azt tükrözik, hogy a kútvizekben a legtöbb esetben az NH4+, NO3- és NO2- koncentráció átlépi a törvény által megengedett határértéket. A vízmintákból nehézfém szennyezés is kimutatható és mikrobiológiailag sem felelnek meg emberi fogyasztásnak. Amint a mellékletben szereplő táblázat adataiban és az alábbi grafikonokon látható, az ammóniumion koncentrációja valamennyi vízminta esetén nagyobb a megengedettnél, ugyanis az ivóvizekben nem megengedett az ammóniumion jelenléte. Az ivóvíz nitrátion tartalmát a víznyerőhely jellegétől függően ítéljük meg: - 20 mg/dm3 –ig megfelelő - 20 - 40 mg/dm3 között tűrhető A vizsgált vízminták esetén egy kútvíz kivételével (3-as számú minta) valamennyi esetben túllépés tapasztalható. A nitrition jelenléte sem megengedett az ivóvízben, ezért a vizsgált vízminták közül valamennyiről elmondható, hogy ebből a szempontból sem felel meg az ivóvíz minőségére vonatkozó szabvány előírásainak.

53

Mért érték

Ammóniumion 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

11

12

11

12

Házszámok Megengedett érték

Mért érték - ammóniumion

3. grafikon: A vizsgált vízminták ammóniumion koncentrációi

Nitrátion 700

Mért érték

600 500 400 300 200 100 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Házszámok Megengedett érték

Mért érték - nitrátion

4. grafikon: A vizsgált vízminták nitrát- ion koncentrációi

Nitrition 0.07

Mért érték

0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Házszámok Megengedett érték

Mért érték - nitrition

5. grafikon: A vizsgált vízminták nitrition koncentráció

10

54

Dolgozatom további fejezetei tartalmazzák az említett szennyezők mérési módszereinek leírását, a mérési adatokat grafikusan ábrázolva, valamint ezeknek a szennyeződéseknek az emberi szervezetre gyakorolt hatását. 6.1. Vízminőség vizsgálati módszerek A mérési eredményeket tanulmányozva megállapítottam, hogy a vizsgált kútvizek leginkább nitrogéntartalmú ionokkal valamint fémionokkal szennyezettek, ezért ezen módszereit valamint a nitrogén-tartalmú vegyületek körforgását szennyezők mérési tanulmányoztam. 6.1.1. A nitrogénvegyületek reakciói a hidroszférában, a pedoszférában és a bioszférában Nagyszámú technikai szempontból fontos vízoldható nitrogénvegyület elő-állítása és felhasználása a felszíni vizekben a nitrogén koncentráció állandó növekedését idézi elő, amihez még tetemes mennyiségű természeti forrásból származó nitrogén is járul. Ez a megállapítás mindenekelőtt a karbamidra mint anyagcseretermékre és műtrágya komponensre, a trágyázásból továbbá rothadási folyamatokból, biológiai táplálékláncból, ipai és kommunális szennyvizekből származó ammóniára és ammónium sókra, nitrátokra érvényes. A nitrátok gyorsan ható műtrágyák alkotórészeiként szerepelnek, valamint alacsonyabb oxidációfokú nitrogént tartalmazó vegyületek oxidációja során keletkeznek. Ide számíthatjuk még azokat az ammóniumionokat is amelyek agyagásványokon lejátszódó ioncsere folytán szilárd fázisba jutnak ahonnan a talajzóna és az üledékek 105-106 Mt-ra becsült nitrogéntartaléka remobilizálódik. Az alábbi ábra a mikrobiológiai nitrogénkörforgás legfontosabb folyamatait mutatja be. Amint látható, redoxi- és sav-bázis reakciók mellett mindenekelőtt olyan kémiai átalakulásokat tartalmaz, amelyek a C-N kötések kialakítását, illetve felhasítását végzik. A nitrogénvegyületek fontos reakciói a hidroszférában és pedoszférában: a karbamid ureáz enzim katalizált hidrolízise, amely tekintettel a környezetben leggyakrabban előforduló pH értékekre a következő egyenlettel írható le: CO(NH2)2 + 2H2O → NH4+ + NH3 + HCO3továbbá az ammóniumion mikroorganizmusok segítségével lejátszódó oxidációja nitráttá, nitrit közbülső lépcsőn keresztül(nitrifikáció): NH4+ + 1,5 O2→ NO2- + H2O+2H+ Nitrozomonasz NO2-+0,5 O2→NO3nitrobakter

55 6.1.2. Ammóniumion tartalom meghatározásának módszerei Ammóniumion tartalom meghatározása fotometriásan: A felszíni vizek kismennyiségű 0,1-1,0 mg/dm3 ammónia- és ammóniumion tartalma vegetációs időszakban a fehérjék bomlásából származik. Anaerob körülmények között a nitrátokból redukció útján is keletkezhet. Nagyobb mennyiségű ammónia illetve ammónium ion a tisztítatlan települési és ipari szennyvizekkel, a műtrágyázott mezőgazdasági területekről az esővízzel kerülhet a befogadókba. Mennyisége azonban aerob körülmények között gyorsan csökken(nitrifikáció). A talajvizekben megjelenő 1-2 mg/dm3 ammónia általában friss, szerves eredetű szennyezőanyagok jelzője. Ilyenkor patogén baktériumok is jelen lehetnek a vízben. Az ammónia szervetlen eredetű is lehet, ilyenkor a nitritek, nitrátok redukciójának eredményeként keletkezik. A védett rétegvizekben is lehet ammónia. Eredetét régen a föld mélyébe került állati és növényi eredetű bomlástermékekre vezethetjük vissza. Mennyisége a 10 mg/dm3-t is elérheti, ennek ellenére nem vita tárgya. A védett rétegvizekben hirtelen megjelenő ammónia minden esetben valamilyen külső szennyeződésre utal és vita tárgyát képezi. A meghatározás tudnivalói: 1. A vizsgálatot a mintavételt követően a legrövidebb időn belül el kell végezni. 2. A savval tartósított minta a laboratóriumok levegőjének ammónia-tartalmát megkötheti abszorpció útján. 3. Fotometriás és kolometriás méréseket a minta színe és lebegőanyag-tartalma zavarja. Ilyenkor a vizsgálatot ülepített, majd üveg- vagy üvegszálas szűrőn szűrt mintából végezzük. További lehetőség az ammónia átdesztillálása lúgosított mintából. 4. Az ammónia meghatározása sokféleképpen végezhető. A meghatározást a laboratóriumban rendelkezésre álló vizsgálati módszerrel végezzük el. Az ammóniumion kimutatása spektrofotometriás módszerrel: A módszer elve: Az ammónia bázikus közegben a Nessler reagenssel egy komplexet képez, az amidooxi-dimerkuri-jódot, amely sárga, narancssárga vagy piros színű lehet az ammónia koncentrációjának függvényében. A meghatározás a szín intenzi-tásának fotometriás mérésén alapszik. A munka menete: Egy kémcsőben 50 cm3 vízmintához 2 cm3 kálium-nátrium kettős tartarátot oldatot töltünk. Összerázás után 2 cm3 Nessler reagenst adunk és újból összekeverjük. 10 percig állni hagyjuk (a szín megjelenése). Spektrofotométeren leolvassuk az elnyelési értéket 410 nm hullámhosszon egy vakpróbával párhuzamosan. Az etalon görbe felhasználásával a kioltási (elnyelési) értékből megállapítható az ammónia koncentrációja.

56 6.1.3. A nitrátion kimutatása és meghatározása A nitrátion a nitrogéntartalmú szerves anyagok végső oxidációs termékeként jelentkezik a vízben. Nagy mennyiségű nirtátion származik a települési és ipari szennyvizekből, nem elhanyagolható a nitrogén-tartalmú műtrágyák nitrát tartalma sem. Eredete visszavezethető nitrátiont tartalmazó ásványok kilúgozódására is. A felszíni vizekben mennyisége aerob körülmények között gyorsan csökken, mivel a : NO3- + CO2 + zöld növény + napfény→fehérje folyamat révén felhalmozódik a növényekben. A talajvizek nitrátion tartalma egyes települések belterületén a szerves szennyeződések következtében az 1000 mg/dm3-t is elérheti. A védett rétegvizek általában nem vagy nagyon kis mennyiségben tartalmaznak nitrát iont. A védett rétegvizek nitrátion tartalma ásványi anyagok kilúgozására vezethető vissza, mivel az ammónia átalakulására oxigén és nitrifikáló baktériumok hiányában nem számolhatunk. Egy-egy védett rétegvíz nitrátion tartalma a 10-50 mg/dm3 értéket is elérheti. Az ivóvíz nitrátion tartalamát a víznyerőhely jellegétől függően ítéljük meg: - 20 mg/dm3 –ig megfelelő - 20 - 40 mg/dm3 között tűrhető

Nitrátion kimutatása Az ammónia és a nitrit tovább oxidálásából valamint a közvetlenül bekerülő nitrátsók miatt a vizek NO3- ionokat is tartalmazhatnak. Meghatározásuk történhet brucin illetve indigó karmin segítségével, amelyek a nitrálásokkal festékeket képeznek, amelynek színerőssége a nitrát mennyiséggel arányos. 1. 100 cm3-es főzőpohárba 10 cm3 vizsgálandó vizet és egy másik pohárba ugyanennyi desztillált vizet teszünk. Mindkettőhöz bürettából 0,5 cm3 ecetsavas brucin oldatot csepegtetünk. Keverjük össze az oldatokat majd 20 cm3 92%-os kénsavat rétegezzünk az oldat alá. Elkeverés után a felmelegített oldathoz bürettából a két főzőpohár színegyenlőségéig NaNO3 mérőoldatot csepegtetünk. 1 ml mérőoldatot 0,1 mg NO3 ionnak felel meg. 2. 10 ml vizsgálandó vizet 100 cm3-es Erlenmayer lombikba mérünk. Óvatosan 20 cm3 tömény kénsavat csurgatunk hozzá. A keletkezett forró oldathoz folytonos kevergetés közben bürettából addig engedjük az indigókarmin oldatot míg a próba halványkék lesz. A szín intenzitása arányos a minta nitráttartalmával. Nitrátion meghatározás nátrium szaliciláttal: Meghatározás elve: a nitrát-ion kénsavas közegben Na-szaliciláttal sárga színt képez, ami 0,02 - 5,0 g/m3 nitrát koncentráció határok között alkalmas mennyiségi meghatározásra.

57 Meghatározás menete: I. 50 cm3-nél nagyobb bepárló csészébe vagy Griffin pohárban 2 cm3 Na-szalicilát oldatot annyi vizsgálandó mintával elegyítünk, aminek nitrát-nitrogén tartalma nem haladja meg a 0,1 mg-ot (0,4 mg NO3- ). Felszíni vizekből 20-40 cm3-t. Ha a mintát szűrni kell, 0,45µm pórusú membrán vagy üvegrost szűrőlapot használjunk. Egyes leírások szerint a jó minőségű analitikai szűrőpapír is megfelel, de előtte meg kell győződni róla hogy nem tartalmaz nitrátot. Ha az oldatban kolloidális szervesanyag, színező anyag vagy nehézfém ionok vannak a mintát derítjük: 100 cm3 nitráthoz 5 cm3 alumínium-szulfát-oldatot adunk Nátriumkarbonát-nátriumhidroxid oldat hozzáadásával a mintát semlegesítjük (indikátor papír). A hozzáadott folyadék mennyiséget figyelembe véve, a keletkezett csapadékról leszűrt vagy lecentrifugált kristály tiszta oldatot használjuk a meghatározáshoz. Ha pl. 20 cm3 oldatra van szükség a nitrát meghatározáshoz akkor 50 cm3 vízmintához 2,5 cm3 karbonát-hidroxid keverék kellett (50+2,5+1,5=54cm3, akkor 50*54=20:x) aránypár értelmében 21,6 cm3 oldatot használunk 20cm3 minta helyett. II. A minta és a 20cm3 Na-szalicikát keveréket vízfürdőn szárazra pároljuk. Minden sorozattal vak minta is készül 10cm3 desztillált víz és 2 cm3 Na-szalicilát oldat bepárolásával. III. A száraz maradékot legalább egy óra hosszat 205 0C-os szárítószekrényben szárítjuk, majd exszikkátorban hűlni hagyjuk. Kihűlés után 2 cm3 tömény kénsavat pipettázunk a maradékra 10 perc múlva pontosan 15cm3desztilállt vizet majd 15 cm3 nátrium-hidroxid – Seignette-só oldatot adunk. Jól összekeverjük. IV. Kihűlés után 10 perccel válik a szín állandóvá. Ezután fotometrálunk 410 nm hullámhosszon a vak mintával szemben. Szükséges vegyszerek és reagensek: Tömény kénsav (anyag literenként H2SO4 d20=1,84) Na-szalicilát-oldat: 0,5 g anyagot literenként nátrium-szalicilát 100 cm3 desztillált vízben oldunk. A oldat könnyen romlik, ezért nagyobb mennyiséget nem készítünk belőle. Csak hűtőszekrényben tartható. Egy sorozaton belül ugyanazt az oldatot használjuk. Én mindig frissen készítem Na-hidroxid. Seignette-só-oldat 400 gv (anyag literenként) NaOH és 60 g Seignette-só (kálium-nátrium tartarát) 1000 cm3 desztillált vízben. Az oldat nagyon lúgos ezért polietilén palackban tároljuk. Alumínium-szulfát-oldat 30 g anyagot 1lt Al2(SO4) 3 ×18 H2O 250 cm3 desztillált vízben. Nátriumkarbonát-nátriumhidroxid-oldat: 50 g anyag 1 l Na2CO3 sicc. és 50 g anyag 1 l NaOH 300 cm3 desztillált vízben. Az erősen lúgos oldatot polietilén palackban tároljuk.

58 6.1.4. A nitrition kimutatása és meghatározása A nitrition a vizekben rendszerint csak kis mennyiségben van jelen, vagy egyáltalán nincs. Az ammónia mikrobiológiai oxidációjakor vagy a nitrátok redukciójakor kerülhet a vizekbe: 2NH3 + 3O2 + baktérium→2NO2- +2H+ + 2H2O A nitrition kémiailag igen aktív és gyorsan tovább oxidálódik. Oxigén jelenlétében mennyisége még erősen szennyezett felszíni vizekben sem haladja meg a 0,1-1,0 mg/dm3 értéket. 2NO2- + O2 + 2H+ + baktérium→2NO3- +2H+ A talajvizekben megjelenő nitrition az ammóniával együtt szerves szennyeződés jeleként fogható fel. A védett rétegvizekben a nitrition nem szokott előfordulni, mivel ott oxigén és nitrifikáló baktériumok hiányában az ammónia oxidációja nem következik be. A meghatározás tudnivalói: 1. A nitrition meghatározását célszerű a helyszínen elvégezni. 2. A fotometriás és kolorometriás méréseket a minta színe, zavarossága és lebegőanyagtartalma zavarja. A mintát ilyenkor meghatározás előtt deríteni, majd szűrni kell. 3. A meghatározást a laboratóriumban rendelkezésre álló vizsgálati módszerrel végezzük el. Nitrit ion kimutatása Természetes vizek mérgező anyagai lehetnek az oldott nitrit sók is. A meghatározás azon alapszik, hogy kálium-jodid hatására a nitritek foszforsavas oldatából jód kiválás történik. A keletkezett jódot pedig keményítővel mutatjuk ki, amely kék színeződést ad. 100 cm3-es mérőhengerbe 50 cm3 vízhez 1 cm3 25%-os foszforsavas oldatot és 4 cm3 keményítőt elegyítünk, majd 0,1 g kálium-jodidot adunk hozzá. Jól összekeverjük és félórán át sötétben tartjuk, majd az eredményt a szín intenzitása alapján állapítjuk meg. A nitrition meghatározása vízből: A módszer elve: A nitrition reagál szulfanilsavval erősen savas közegben és diazóniumsót képez, amelyek pH-ja 2-2,5-nél összekapcsolódik az ά-naftalin-aminnal egy vörös színű azonvegyület képződése közben. Ez utóbbi színének intenzitása kolorimetriásan mérhető 520 nm hullámhosszon. A munka menete: A vizsgálandó vízmintát pH=7-ig semlegesítjük ecetsav vagy nátrium-hidroxid hozzáadásával (univerzális indikátorpapírral ellenőrizzük). Egy Erlenmayer-lombikba 50 cm3 semleges vízmintát teszünk, majd 1 cm3 szulfonilsavat adunk hozzá és jól összekeverjük. 5 perc múlva 1 cm3 ά-naftilamin-klórhidrátot és 1 cm3 nátrium-acetát-oldatot adunk hozzá folytonos kavargatás közben. Az így kapott

59 pH=2-2,5-ös oldatot sötétbe helyezzük és állni hagyjuk. 30 perc múlva 520 nm hullámhosszon kolorimetriásan mérjük egy ugyanígy kezelt kidesztillált vízből készült vakpróbával együtt. A kioltási értéket az etalon görbéről leolvasva megállapítható a minta nitrit tartalma. 6.2. Egyes vízszennyező tényezők hatása az egészségre 6.2.1. A nitrogéntartalmú ionok Káros élettani jelentősége lehet számos vízbe került nitrogén tartalmú ionnak, közöttük az NH4+ kationoknak és a NO2-, valamint NO3- anionoknak. A nitrogéntartalmú ionok az elpusztult szervezetek fehérjebomlásának termékei. Elsőként az NH4+ kation jelenik meg, majd fokozatosan oxidálódva NO2 és NO3 ionokká alakul. Az NH4+-ion tehát mindig friss rothadási folyamatot jelez. A nitrátos víz a csecsemőkre fokozottan veszélyes, ugyanis a csecsemőkori hemoglobin érzékenyebb erre az ionra, mint a felnőtt vérében lévő hemoglobin. A betegséget „kék kórnak” nevezik, mert a beteg fulladásos roham közben elkékül. A szervezet nem jut elegendő oxigénhez, mert az O2-t szállító vörös vérfestékhez a NO2- ion erősebben kötődik az O2-nél, tehát az oxigén lassan kiszorul a vérből és a mérgezett ember megfullad. A nitrition a tápcsatornába került vízben lévő nitrát ionból redukálódik. Az ivóvíznek nitrát tartalma megnövekedik, és a higéniailag meghatározott 40 mg 1-1 NO3határértéket részben jelentősen túllépi. Az ivóvízben lévő nitrát három jellemző hatást mutat (Putzien). A csekély mértékű elsődleges hatás mellett (nagy koncentrációban irritálja a belek nyálkahártyáját) elsősorban a gyomorban és a bélcsatornában lejátszódó mikrobiológiai reakció során képződő nitrit okoz gondot. A reszorbeált nitrit a csecsemők vérében lévő fetális hemoglobin F molekulát methemoglobinná alakítja át, amely az oxigén megkötésére és szállítására már nem alkalmas. A következmény az akut oxigénhiány a vérben és a methemoglobinémia: 4 HbFe O2+4 NO2- + H2O→ 4 HbFeOH + 3 NO3- + O2 Hemoglobin F methemoglobin Végül megemlítendő még, hogy a nitrit gyengén savas közegben a szekunder aminokat és amidokat nitrozaminokká alakítja át, amelyek állatkísérletek során karciogén, mutagén és teratogén hatást mutattak 6.2.2. A vas és a mangán A CO2, vagy H2CO3 tartalom vízoldó hatását nagymértékben megnöveli. Különböző karbonátos kőzetek kémiailag tiszta vízben rosszul oldódnak, de H2CO3 tartalmú vízben HCO3- ionok keletkezése közben nagyobb mértékben oldatba kerülnek. A Ca(HCO3)2 is okozza a víz keménységét. Ez is közrejátszik a vezetékes víz barnás elszíneződéséhez, amely nem káros az ember egészségére. 6.2.3. Az ólom Míg a vas és mangán vegyületek az ember egészségét nem károsítják, az ólom- és hidrogén-karbonát súlyosan veszélyezteti. Előfordulhat, hogy a vízben több szénsav van, mint amennyi a kálcium- és magnézium-karbonátjainak oldatban tartásához szükséges. Ezt a

60 többletet szabad vagy agresszív szénsavnak nevezik a kémikusok. Ezt az agresszivitást más vízben oldott anyagok, például oxigén vagy kloridok növelik. Ha a vízvezetékcsöveknek a csőrendszer utolsó szakaszában a jól megmunkálható ólomcsövet alkalmazzák, akkor az agresszív szénsav különösen veszélyes, mert a cső felületén kialakuló PbCO3 réteget, Pb(HCO3)2 keletkezése közben feloldja. Az ilyen víz fogyasztása súlyos mérgezést okoz még akkor is ha az ólomtartalom nagyon kicsi, ugyanis az ólom a szervezetben felhalmozódik. 6.2.4. A kadmium Az ólomionokon kívül a vízbe kerülő nehézfém-ionok a legveszélyesebbek egyike a kadmium. Az Egészségügyi Világszervezet „fekete listáján” az összes vízszennyező anyag között az első helyen áll. A vizsgálatokból kiderült, hogy a kadmium a csontképzési folyamat enzimjeit gátolja, így a csontok regenerálódása nem következhet be. 6.2.5. A higany A vízbe kerülő higany, króm és arzén vegyületek súlyos mérgezéseket okozhatnak. A higanymérgezés okozta betegség a minimatra-kór nevet viseli, amely súlyos szervi elváltozásokat, mozgásszervi problémákat, vakságot és az agysejtek elhalását okozza. 7. Összefoglalás Dolgozatom elkészítésének célja kettős: a hulladéklerakó jelenlegi állapotának feltérképezése valamint az általa okozott környezeti problémák felmérése. A csíkszeredai hulladéklerakó a várostól 1km-re helyezkedik el északkeleti irányban a Csíkszereda és Szépvíz községet összekötő D 12/A nemzetközi útvonal mentén. A főúttól mintegy 50-60 m-re egy elhagyott kavicsbánya helyén alakították ki. A felhagyott kavicsbányába az 1970-es évek elejétől kezdték hordani a hulladékokat a város képének kibontakozásával párhuzamosan. A hulladéklerakót a Városi Közüzemek Vállalat üzemelteti, ami a helyi önkormányzat hatáskörébe tartozik. A hulladéklerakó összterülete 13,5 ha. A gödör hossza 400-500 m, szélessége 200-250 m. Falai 70-80 fokos szögben vannak kialakítva. A hulladéklerakó tengerszint feletti magassága átlag 680 m. A gödör mélysége váltakozó, délre lejt, itt a legalacsonyabb pont 11,6 m, míg a nyugati részen helyenként eléri a 7-8 m mélységet. A telep több, mint 35 éves működése során a lerakott hulladék mennyisége megközelíti az 1 millió m³-t. Csíkszeredában az egy lakos által évente termelt hulladék mennyisége 0,75 m³. A keletkezett hulladék nagy része kommunális eredetű. A hulladék összetételét jelentősen befolyásolja a keletkezés helye. A települési hulladék a város, falu középületeiben, intézményeiben, közforgalmi és zöldterületein, illetve lakóépületeiben keletkezik. A begyűjtött hulladéknak kb. 62 %-a a város területéről, míg 38 %-a a környékbeli falvakból és községekből származik. A hulladék minősége, mennyisége a települések nagyságától, lakosságszámától, a beépítettség jellegétől, a fűtési rendszerétől, életszínvonalától, életmódjától, technikai fejletségétől függően változik. Jelenleg a hulladéklerakó nincs kiépítve a környezetvédelmi előírásoknak megfelelően. Csak részlegesen van bekerítve, a főút mentén nem veszi körül erdő vagy cserjesáv. A telepet nappal őrzik a közüzem alkalmazottai, amely teljesen szabadon van szántókkal körülhatárolva. A szántókon megfigyelhető a könnyebb hulladékok szétszóródása 40-50 m távolságra, amit a szél hordott szét. Ez elsősorban esztétikai szempontból jelent problémát, hiszen a festői szépségű Gyimesi táj, a csángók hazájának meglátogatásáért

61 ideutazó turisták kénytelenek elhaladni a város eme szégyenfoltja mellett, ahol a szemétben túrkáló roma családok, kóbor kutyák látványa szomorítja el az embert. Az esztétikai szempontok mellett egészségügyi problémákat is okoz a hulladéktároló. A csíkszeredai hulladéklerakó esetében a helykiválasztás nem történt eléggé nagy körültekintéssel. A szigeteletlen lerakó miatt a város szélén levő Taploca település ivóvíz kútjait már annyira elszennyeződtek, hogy emberi fogyasztásra nem alkalmasak. A Hargita Megyei Vízügyi Hivatal és a Hargita Megyei Közegészségügyi Hivatal mérési adatait felhasználva próbáltam bebizonyítani, hogy a szeméttelep szennyezi a közelében levő városrész ivóvízkútjait. Az említett hivatalok szakemberei 12 kútból vettek vízmintát és a mérési eredmények azt tükrözik, hogy a kútvizekben a legtöbb esetben az NH4+, NO3- és NO2koncentráció átlépi a törvény által megengedett határértéket. A vízmintákból nehézfém szennyezés is kimutatható és mikrobiológiailag sem felelnek meg emberi fogyasztásnak. A dolgozat tartalmazza a mérési módszerek leírását, a mérési adatokat táblázatba foglalva és grafikusan ábrázolva valamint ezeknek a szennyeződéseknek az emberi szervezetre gyakorolt hatását. Ezek a mérési adatok egyértelműen bizonyítják a hulladéklerakó negatív hatását a kútvizekre, indokolttá téve az említett városrész csatlakoztatását a városi vízvezeték hálózatra. A Hargita Megyei Környezetvédelmi Hivatal szakemberitől megtudtam, hogy a jelenlegi hulladéklerakónkat a 2012.-ig be kell zárni a 349/2005-ös törvény értelmében, mivel nem felel meg az Európai Uniós elvárásoknak. Addig az önkormányzatnak egy bezárási tervet kell készíteni és a telep bezárása után még 30 évig megfigyelés alatt kell tartani. Míg a telep bezárására sor kerül, addig helyébe új hulladéklerakót kell létrehozni, amely megfelel majd az Uniós normáknak és ezáltal valószínűleg a kútvizek minőségére sem lesz káros hatással. Véleményem szerint nagyon fontos lenne a hulladéklerakó minél előbbi bekerítése, a főút felöli részén pedig cserjesáv létesítése. Ezek az intézkedések még mindig nem oldanák meg a talaj- és vízszennyezés problémáját, de csökkentené a hulladék szétszóródását és a lerakó tájromboló hatását addig is, amíg a hulladéklerakó jövőjéről szóló elképzelések megvalósulnak.

Forrásanyag 1. Kerényi Attila: Általános környezetvédelem, Mozaik Oktatási Studió, Szeged 1998 2. Moser Miklós – Pálmai György: A környezetvédelem alapjai, Mozaik Oktatási Studió, Szeged, 1998 3. Dr. Árvai Józef: Hulladékgazdálkodási kézikönyv, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1991 4. Csíkszereda Megyjogú Város Fenntartható Fejlődési Stratégiája,Csíkszereda, 2002 5. Papp Sándor- Rolf Kümmer: Környezeti kémia, Tankönyvkiadó, Budapest, 2002 6. Lévai Tibor: Analitika I-II, Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, 2002 7. Hargita megyei hulladékgazdálkodási stratégia – Megyei Tanács 8. Hargita Megyei Vízügyi Hivatal vízminőség vizsgálati adatai 9. Hargita Megyei Közegészségügyi Hivatal vízminőség vizsgálati adatai 10. Adatközlő: Kastal Hajnal mérnöknő, a Megyei Vízügyi Hivatal volt alkalmazottja, aki a méréseket végezte

Vízminta

Vízminta

62 STAS 1342/91

Hőmérséklet *C

pH

Megengedett határérték

-

6.5-7.4

min 6

1.

10.00

7.15

6.72

2.

9.00

7.29

3.

9.00

7.89

4.

9.00

5.

9.00

Oldott oxigén mg/l

KOI-Mn mg/l

Összoldott só mg/l

Klorid mg/l

Szulfát mg/l

Kálciumion mg/l

2.5

800

250.00

200.00

100.00

50.00

-

0.16

0.64

942.00

106.50

66.80

121.04

88.03

110.00

4.64

0.1

2

936.75

85.20

89.20

158.71

13.61

120.00

7.58

0.78

1

652.50

19.17

20.48

12.02

49.16

22.20

7.00

6.36

0.68

2

1 825.00

177.50

141.70

123.44

150.78

240.00

7.00

5.20

-

0.64

636.00

56.80

36.52

32.06

88.03

26.00

-

BOI5 mg/l

Magnéziumion Nátriumion mg/l mg/l

6.

9.00

7.49

8.16

1

0.64

525.00

56.80

43.09

22.40

93.90

26.00

7.

10.00

7.77

6.62

0.33

0.556

555.50

69.58

36.35

45.69

82.20

16.00

8.

2.00

7.35

8.16

0.64

1

552.75

60.35

24.54

36.07

77.82

47.80

9.

9.00

6.93

4.03

0.04

2

158.04

326.30

93.74

115.40

156.13

200.00

10.

9.00

7.03

2.30

-

1

1 470.00

312.70

98.83

132.30

93.87

260.00

11.

10.00

7.44

8.48

0.96

1

726.00

120.70

66.27

56.11

88.03

88.00

12.

15.00

7.05

4.46

0.54

0.64

925.00

99.40

57.74

197.19

39.33

80.00

STAS 1342/91 Megengedett határérték

Káliumion mg/l

HCO3 mg/l

-

1.

4.00

2. 3.

-

NH4 mg/l

+

NO2 mg/l

-

NO3 mg/l

-

Foszfátok mg/l

Mangán mg/l

Higany mg/l

Rézion mg/l

Ólomion mg/l

Cinkion mg/l

Összkeménység mg/l

-

0.00

0.00

40

0.100

0.05

-

0.05

0.05

5.00

20.00

402.60

0.086

0.021

227.50

0.052

0.006

-

0.006

0.016

0.074

37.58

85.00

463.60

0.037

0.013

128.80

0.198

-

-

0.004

0.042

25.69

6.00

256.20

0.280

0.009

18.02

0.096

0.016

-

0.012

0.014

0.082

12.79

4.

70.00

512.40

0.053

0.013

654.20

0.206

-

-

0.120

0.260

0.166

50.49

5.

3.00

292.80

0.047

0.009

129.00

0.064

-

-

0.006

0.016

0.037

24.79

6.

5.50

280.60

0.010

0.014

133.60

0.079

-

-

0.004

0.010

0.065

23.56

7.

3.00

280.60

0.010

0.010

169.20

0.050

0.015

-

0.010

0.019

0.891

25.46

8.

4.00

280.60

0.020

0.010

181.90

0.010

0.014

-

0.040

0.020

0.016

24.23

9.

6.50

536.20

0.114

0.058

373.80

0.180

-

-

0.012

0.020

0.052

47.12

10.

5.50

622.20

0.039

0.038

217.30

0.033

-

-

0.016

0.020

0.030

40.61

11.

4.50

353.80

0.790

0.020

104.60

0.050

0.025

-

0.114

0.010

0.870

28.58

12.

15.00

451.40

0.046

0.017

184.90

0.057

-

-

0.004

0.016

0.144

36.91

-

A biokémiai oxigénigény (BOI) az az oxigénmennyiség, amely a vízben lévő szerves anyagok aerob úton, meghatározott idő (5 nap) alatt történő biokémiai lebontása során elfogy. Értékét mg/dm3-ben adják meg. A kémiai oxigénigény (KOI) fogalma alatt azt az oxigénben kifejezett KMnO4 mennyiségét értjük, amely 1 dm3 vízben lévő szerves anyag oxidálásához szükséges egyórai forralás alatt.

63 A DUNA VÍZMINŐSÉGE A MÉRÉSI ADATOK TÜKRÉBEN Kirchkeszner Csaba Felkészítő(k): Hosszú Istvánné Barkács Katalin Csanádi Gyula Vak Bottyán Gimnázium, Paks Bevezetés, a munka jelentősége Meddig lesz még tiszta víz a Földön? Meddig lesz még tiszta levegőnk? A XXI. században egyre gyakrabban tesszük fel ezeket a kérdéseket, amelyek bennünket, embereket érintenek a legkényesebben, akik a legjobban szennyezzük a minket körülvevő környezetet. A környezet nagymértékű elszennyeződése hosszútávon az egész élővilág, ezen belül az emberiség létét is komoly mértékben fenyegeti. Napjainkban egyre többet halljuk, hogy a folyók szennyeződnek és tavak tűnnek el a földi élet színpadáról. Az egyre gyakrabban előforduló globális katasztrófák nagy részét mi magunk okozzuk, gondoljunk csak a 2000. évi tiszai cianidszennyezésre, vagy a kisebb dunai olajszennyezésekre. Ha jól belegondolunk, akkor az erdők lassan már fejsze nélkül is kipusztulnak, a vizeink elsavasodnak, vagy az eutrofizálódás során elmocsarasodnak. Mivel vizeink sorsa a mi kezünkben van, el kell döntenünk, hogy tiszta, vagy szennyezett környezetben szeretnénk-e élni. Ha a tiszta és élhető környezetet választjuk, akkor a jelen és a közeli jövő feladata, hogy betartsuk és betartassuk a szigorú környezetvédelmi szabályokat, a melyek első lépése a környezetei paraméterek, így a vízminőség folyamatos, gyors és pontos ellenőrzése, amely lehetővé teszi a környezeti károk időben történő elhárítását, illetve azok megelőzését. Az alábbiakban ismertetett vizsgálataimnak különösen nagy jelentőséget ad az a tény, hogy Pakson található az ország – és a Temelini Atomerőmű mellett Kelet-Közép-Európa – egyetlen működő atomerőműve, amely Európa legjelentősebb folyama, a Duna partján fekszik. Ez a helyzet környezet-, víz-, talaj- és levegőminőség-védelmi szempontból meghatározó jelentőséggel bír az egész kelet-közép-európai régió számára. Célkitűzések A Duna paksi szakaszán végzett vízminőség-mérési kutatásaim legfőbb célja az volt, hogy kidolgozzak egy mobil, gyors és pontos méréseken alapuló környezetvédelmi mérési rendszert. Ennek segítségével ki lehet mutatni a környezetünkben jelenleg is előforduló, egészségünkre és élővilágunkra is veszélyes kémiai és mikrobiológiai szennyezések jelenlétét. Így kívánom felhívni az emberek figyelmét arra, hogy Földünk és közvetlen környezetünk is nagy veszélyben van, amelynek megóvását csak környezettudatos magatartással érhetjük el. Vizsgálati módszerek A vízminőség vizsgálatok alapját a mintavételek képzik. A mintavételi pontok kijelölését igen komoly ökológiai vizsgálatok előzték meg, amikor is feltérképeztem a Duna szennyezettebb szakaszait. Ezen tanulmányok segítségével három mintavételi pontot jelöltem ki: a Duna folyásiránya mentén, az északi pontot a Hajóállomás, ettől délebbre a Betonüzem és a legdélebbi szakaszon a Szennyvíztelep mellett. Vízmintákat hetente egy alkalommal

64 vettem a partvonaltól két-három méterre. A mintavétel után a vízminták hidrokémiai és mikrobiológiai elemzése következett. A hidrokémiai méréseket egy remissziós fotométerrel, a mikrobiológiai kimutatásokat Envirocheck Contact Slide tesztcsövekkel végeztem. A hirokémiai vizsgálatok során a legjelentősebb paraméterek közül mértem az ammónium-, nitrit-, nitrát- és foszfátiontartalmat, valamint pH-t, a karbonát keménységet, az összkeménységet és a fajlagos vezetőképességet. A mikrobiológiai vizsgálatok során az Escherichia coli, az össz-coliformés az Enterococcus fajokat elemeztem. A vízminőség-mérések után az adatok elemzése és a víz minőségének megfelelő osztályba sorolása következett, amely egy általam készített számítógépes adatbázis segítségével történt. A besorolással párhuzamosan következtetéseket vontam le a lehetséges szennyező-forrásokról és a víz (ön)tisztulásának mértékével kapcsolatosan is. Eredmények A kapott eredmények a Duna paksi szakaszán több alkalommal is előforduló, a veszélyes határértéket is meghaladó szerves anyag- és baktériumszennyezést mutattak ki. Hidrokémiai szempontból az esetek többségében a Hajóállomásnál igen magas volt az ammóniumion tartalom, illetve a nitrátionkoncentráció. Ezt azzal magyarázom, hogy a Hajóállomás melletti ártéri erdőben igen nagy mennyiségű szerves anyag (szerves trágya), amelyet a víz magas vízállás esetén belemos a folyóba, de ez a távolsággal arányosan csökken. E jelenség a folyó öntisztulási képességének egyik fontos mutatója. A Szennyvíztelepnél viszont nagy mennyiségű foszfortartalmú vegyületek kerülnek a folyóba, amely nagy valószínűséggel a túlzott mértékű műtrágyázás eredménye. Ennél a mérőpontnál a beömlő szennyvíz mennyisége is jelentősen közrejátszik a vízminőségben, mivel számos olyan helyet találtam, ahol a szennyvíz tisztítatlanul ömlik a folyóba. Az ilyen típusú szennyvízbefolyásnak igen komoly következménye lehet az ivóvízellátásban, mivel veszélyes megbetegedések kialakulását vonhatja maga után. Mindezek mellett több szakaszon is találtam olajszennyezésre utaló nyomokat és szennyező-forrásként megfigyeltem a Betonüzem mellett, tíz-húsz darab használt gépkocsi akkumlátort, amelyből a kénsav vízbe kerülve komoly környezeti-vízminőségi károkat okozhat. A mikrobiológiai és biokémiai vizsgálatok kimutatták, hogy a Duna paksi szakaszán nagymértékben elszaporodtak az Escherichia coli baktériumok (~ 106 cfu/ml), amelyről azt kell tudni, hogy jelenléte szennyvízbefolyásokra, vagy fekális szennyezésre utal. Bár az E. coli az emberi emésztőrendszerben is megtalálható, azonban a külvilágból az élőlények szervezetébe kerülve igen komoly megbetegedéseket (pl. vizes, vagy véres hasmenés, húgyúti gyulladás, agyhártyagyulladás), a csecsemők szervrendszerébe kerülve halált is okozhat. A folyóban az össz-coliform telepek száma is viszonylag magas volt. A szintén patogén Enterococcus és a D-Streptococcus baktériumok telepszáma közepesen magas volt az esetek többségében. További célkitűzések A vizsgálatokat szeretném hidrobiológiai és radioaktivitási vizsgálatokkal kibővíteni.

65 HUNTINGTON-KÓR Kriszta Gábor Felkészítő(k): Mostbacher Éva Dr. Berente Zoltán Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnázium, Pécs A Huntington-kór egy genetikai eredetű, öröklődő betegség. Domináns öröklődése miatt nem illik bele az idegrendszeri megbetegedések sorába. Meglehetősen bizarr tünetei miatt társadalmi előítéletekbe ütközhet minden olyan ember, aki ebben a betegségben szenved. Gyógymódot sajnos ma még nem ismer sem az orvostudomány, sem pedig a genetika. Munkámban a betegség genetikai és neurológiai vonatkozásait, valamint társadalmi megítélését szeretném bemutatni. Szeretnék szót ejteni az öröklődés menetéről, a genetikai kód konkrét -erre a betegségre jellemző- illetve általános hibáiról. Az emberbe kódolt információ útjáról a DNS szekvencia és az elkészített fehérje között. A betegség tüneteiről és lezajlásáról, a jövőbe mutató, biztató tudományos eredményekről és gyógyítási lehetőségekről; a génmódosításról. A tudományos kutatás ezen ága rendkívül nagy távlatokat rejt, mind az orvosi genetika mind pedig a biotechnológia terén. Azért választottam ezt a témát, mert a Huntington-kór egy olyan betegség, amiről rendkívül keveset tudunk, annak ellenére, hogy a géntechnológia és a tudomány ijesztő gyorsasággal fejlődik. Sajnos a tudományos világ legjelentősebb részét is a pénz irányítja, ennek pedig beláthatatlan következményei lehetnek az emberiség jövőjét illetően. Felhasznált irodalom: J. D. Watson (2003): DNS – Az élet titka. (HVG) M. Ridley (2002): Génjeink (Akkord) Lehninger Biochemie

66 N,N’-DIALKIL-IMIDAZÓLIUM SÓK SZINTÉZISE, SZERKEZETVIZSGÁLATA ÉS IONFOLYADÉKKÉNT TÖRTÉNŐ FELHASZNÁLÁSA

Kunsági-Máté Éva Felkészítő: Dr. Kollár László Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnázium, Pécs Az ionfolyadékok szobahőmérsékleten (esetleg valamivel magasabb hőmérsékleten) folyékony halmazállapotú, általában nitrogéntartalmú szerves kationt tartalmazó sók. Legfontosabb jellemzőjük a rendkívül alacsony tenzió, ami oldószerként történő felhasználásuk szempontjából kedvező. Ionos jellegük alacsony permittivitással párosul, ami teljesen eltérő karakterű (apoláris, poláris) vegyületek egyidejű oldását teszi lehetővé [1]. Az ionfolyadékok – így az általunk előállított és vizsgált új származékok is – alkalmasak a vegyiparban alkalmazott nagymennyiségű oldószer kiváltására. Imidazol alapú ionfolyadékok esetében korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a kation oldalláncának hossza egyrészt az olvadáspontra, másrészt a szolvatációs tulajdonságokra jelentős hatást gyakorol. Az utóbbi tulajdonság emellett függ az anion méretétől és anyagi minőségétől is. A mellékelt ábrán látható, oldalláncban észter funkciós csoportot tartalmazó ionfolyadékok szintézisét végeztük el. A szintézist két lépésben, alkilezéssel, majd ezt követően az anion lecserélésével végeztük. A − − BF4 vagy PF6 ellenion bevitele gyakran hidrolízissel, karboxil-csoportot tartalmazó oldallánc kialakításával jár. Ugyancsak vizsgáltuk az ω-klór-alkil-acetátokkal történő alkilezési reakciót. Az utóbbi reakció célja újszerű, fokozott vízoldékonyságú, szabad hidroxil-csoportot tartalmazó ionfolyadékok előállítása. A termékeket 1H és 13C NMR mérésekkel azonosítottuk. Előkísérleteket végeztünk a fenti ionfolyadékok szintézisekben történő alkalmazására.

Felhasznált irodalom: T. Welton (1999): Chem. Rev. 99, 2071-2083

67 A CSÍKSZEREDA HATÁRÁBAN TALÁLHATÓ TŐZEGTELEPEK KÖRNYEZETI PROBLÉMÁI

László Vilmos és András Szabolcs Felkészítő: Lapohos Annamária Koós Károly Építőipari Szakközépiskola, Csíkszereda A legutóbbi felmérések szerint a Földön a tőzeglápok kiterjedése 3 985 000 km2. Romániában a tőzeges talajok, illetve a tőzeglápok az alacsony síkságokon és medencékben fordulnak elő, mint a Nagykárolyi-sík, a Temes–Bega völgye, Kraszna síksága, Csíki-, Gyergyói-, Brassói-medencék, Máramarosi-medence, stb. Dolgozatunk első fele általános összefoglalást nyújt a tőzeglápok előfordulásáról, képződéséről, osztályozásáról, jellemzőiről, valamint a tőzeg fizikai és kémiai tulajdonságairól, kitermelésének és felhasználásának módszereiről. A tőzeg majdnem teljes egészében humuszból épül fel, amely különböző növénymaradványok tömörüléséből képződik a lefolyás nélküli lápok alján. Ezekben a lápokban az elhalt növények maradványai az oxigénhiány következtében nem tudnak lebomlani, így egy sajátos humifikációs folyamatnak vannak alávetve, amely főleg redukciók sorozatából áll. A lápoknak két típusát különböztetjük meg: az első kategóriába tartoznak azok, amelyek táplálása a talajvízből, környező tavakból, folyókból átszivárgott vízmennyiségből történik. Ezek ásványi anyagokban gazdagok, eutrof lápoknak is nevezzük. A másik kategória olyan lápokat foglal magába, amelyek létezésénél az átszivárgó víz jelentősége lecsökken, míg a csapadékból (eső, hó, harmat) származó víz mennyisége megnő. Ezek az oligotrof lápok. A Csíki- és a Gyergyói-medencékben találjuk Románia legjelentősebb eutrof lápjait. Az általunk tanulmányozott, Madéfalva és Csíkszereda között található tőzegláp 960 hektáron terül el. A tőzegréteg átlagvastagsága 1 méter, de néhány helyen eléri a 3–4 métert is. Dolgozatunk második felében ennek a tőzeglápnak a kialakulását, felépítését és kiterjedését, a tőzeg összetételét, fizikai és kémiai tulajdonságait, a tőzegnek és a tőzeges területnek a hasznosítását tárgyaljuk, részletesebben kitérve a tőzegégés problémájára. Ezen égések városunk, Csíkszereda közvetlen közelében számos gazdasági illetve környezeti kárt okoznak. Megpróbáltuk kideríteni a tőzeg meggyúlását kiváltó tényezőket és felleltározni a szénégések által okozott károkat. A gazdasági veszteséget főleg a nagymennyiségű fosszilis fűtőanyag kárbamenetele jelenti, míg a környezeti problémák sokkal összetettebbek: a talajszerkezetre, a növény- és állatvilágra, az épített környezetre hat, de számunkra a legérzékelhetőbb a levegőszennyezés problémája. Dolgozatunk elkészítése során helyszíni megfigyeléseket, saját méréseket is végeztünk, ugyanakkor felhasználtuk a Hargita Megyei Környezetvédelmi Felügyelőség, valamint a Csíkszeredai Talajtani és Agrokémiai Hivatal szakemberei által mért adatokat. Reméljük, hogy dolgozatunk jó kiindulópontként szolgál majd további alapos kutatások elvégzésére, ugyanis a tőzeg meggyúlásának veszélye évről-évre fennáll a nyári felmelegedés következtében. Úgy gondoljuk, hogy a tőzegtelepek tanulmányozása és a tőzegégések problémája aktuális úgy környezetvédelmi, mint gazdasági szempontból.

68 Felhasznált irodalom: Kerényi A. (1995): Általános környezetvédelem. Mozaik Oktatási stúdió, Szeged. Dömsödi J.: Lápképződés, lápmegsemmisülés. MTA Földrajztudományi Kutató Intézet, Budapest. Kristó, A. (1956): A Csíki-medencék geomorfológiai problémái. Comunicarile Muz. Rai. Miercurea Ciuc. Pop, E. (1963): Mlastinile de turba din Romania, Edit. Academiei, Bucuresti,. Pásztohy Z. (1991): A Gyergyói- és a Csíki-medencék tőzegeinek fizikai-kémiai tulajdonságai. Szakértői vélemény, Terra Irattár. Pásztohy, Z. (1988): Influenta lucrarilor de desecare si regularizare a raurilor asupra turbariilor si mlastinilor de turba din Bazinele Ciuc si Gheorgheni. Bálint A. (1994): Büdösség van. Hargita Népe, 1994. szeptember 21. Pásztohy Z. (1994): Égő tőzeglápok. Hargita Népe, 1994. október 8. www. lelegzünk.hu

69 AZ EGÉSZSÉGTELEN TÁPLÁLKOZÁS, AVAGY KÁROS, DE SZERETJÜK Nagy Attila és Shadeh Fadi Felkészítő: Zeke Istvánné PTE I. Számú Gyakorló Általános Iskola, Pécs A világ fejlődésével életünk felgyorsult és a régi hagyományos, egészséges étkezés háttérbe szorult, és egyre népszerűbbek lettek a gyorséttermek által kínált zsíros és egészségtelen ételek. Ezen kívül nagy problémát jelentenek az ételek mellé fogyasztott üdítőitalok, amelyek köztudottan károsítják szervezetünket. Előadásunkban erre szeretnénk felhívni a figyelmet. Valamint közvélemény kutatást is készítettünk, az emberek tájékozottságának felmérése érdekében. Továbbá fontosnak tartottuk a fiatalok és felnőttek által egyaránt kedvelt alkoholt, amely nagy mennyiség elfogyasztása után, rászokást okoz. Így alakultak ki előadásunk fő témái: • Az alkohol • Egészségtelen italok (főként kóla) • Zsíros ételeink

+ kísérletek

70 FEROMONOK Nagy Krisztina és Takács Gergely Felkészítő tanárok: Varga Márta, Puskás Árpádné Szinyei Merse Pál Gimnázium, Budapest A feromon szó a görög pheran-átvitel és a horman-izgatni szavakból ered. A feromonok olyan külső elválasztású mirigyek által termelt kémiai anyagok, amelyek az élőlények között a hírközlést szolgálják. Ezek a vegyületek fajspecifikusak, szerte az élővilágban fontos szerepük van. Segítik az állatok mindennapi tevékenységét, mint például a terület megjelölését, a társak felismerését és a nemi érdeklődést is jelzik. Ez az evolúció során kialakult első kommunikációs forma. A természetben megtalálhatók az állatok nagy részénél, például a rovaroknál, az emlősöknél, a halaknál, és az egysejtűeknél, kivételek a madarak, mert közülük csak a villás viharfecske termel feromont, hogy visszataláljon a fészkéhez. Régebben úgy gondolták, hogy az adott vegyi anyagot csak az egy fajhoz tartozó élőlények fogják fel jelzésként. Ma már tudjuk, hogy ugyanaz a vegyület több faj számára is feromon lehet, akár más jelentéssel is. A feromonok szaglás útján továbbítják az információt. Az embereknél az orrüregben egy külön szerv felel a feromonok észleléséért, amit a Colorádoi Utahi Egyetem tudósai fedeztek fel és nevezték el VNO-nak. Ez a szerv a hipotalamuszba továbbítja az ingerületet. Bár ezek a feromonok nekünk, embereknek szagtalanok, mégis befolyásolnak minket. A rovarok is a hipotalamuszuk segítségével érzékelik a feromonokat. A csápjuk pórusain bejutott molekulák hozzákapcsolódnak az ott található receptorok végeihez, és ott ingerületet gerjesztenek. Fontos megemlítenünk, hogy a feromonok hatását döntően befolyásolja a geometriai izoméria. A rovarok csápjain található receptorokhoz ugyanis csak az egyik izomer tud térbeli alakja miatt kapcsolódni, így lehet az, hogy az egyik izomer nem fejt ki hatást, míg a másik igen. A feromonok a széllel és a víz áramlásával messzi helyekre is eljuthatnak, és akár egy molekula is ki tudja fejteni a hatását, ezért az állatok nagyon kis mennyiségben termelik ezeket az anyagokat. Ebből következik, hogy napjainkban már sokkal egyszerűbb szintetikusan előállítani egy feromont, mint kinyerni az élőlényből. Kémiailag a feromonok általában hosszú szénláncú, elágazásokat nem tartalmazó alkoholok, szerves savak, terpének, oxovegyületek, észterek, telített makrociklusos vegyületek és szteroidok. Vízi élettérben aminósav származékok, szteránvázas vegyületek és terpinek lehetnek. 1960 óta számos feromont izoláltak, szerkezetüket meghatározták és sok feromont ma már szintetikusan is elő tudnak állítani. Feromonok csoportosítása hatásuk alapján 1.) Aggregációs (gyülekezést kiváltó) hatású feromonok A természetben ugyanazon fajú egyedek csoportosulásáért felelős. Elsősorban a rovarvilágra jellemző, de megfigyelték már a szivacsoknál és a férgeknél is. A téli nyugalmi állapot előtti összetömörülést, a peterakó hely keresését is aggregációs feromonok hatására teszik ezek az élőlények.

71 Verbenol: (1. ábra) C10H16O telítetlen, ciklusos monoterpénalkohol, 3 királis szénatomot tartalmaz. A transz izomer a szúfajok gyülekezési, a cisz, a hím szú nemi csalogató feromonja. 2.) Diszperziós (szétszóró) feromonok Az egyedeket egymástól való távolodásra vagy a távolság megtartására késztetik. Például, amikor egy fürkészdarázs a potroha végén lévő tűszerű tojócsövét, egy általa felkutatott petébe süllyeszti, egyben feromonos szagnyomokat is hagy ott. Ezt egy petézni akaró fajtestvér szaglóreceptorával érzékeli, és megtudja belőle, hogy ez a pete már foglalt, ezért utódai számára egy másik, még érintetlen petét keres. 3.) Támadást kiváltó feromonok Olyan vegyületek, amelyek kibocsátása a fajtársakban támadásra való hajlandóságot gerjeszt, vagy fokoz (esetleg éppen gátol, vagy fékez). A nőstény egerek vizeletének feromonja a hímek természetes támadó hajlamát csökkenti. Az ilyen, agressziót gátló feromon termelődésének mechanizmusa még nem tisztázott, de annyit tudunk, hogy az ivartalanított nőstények vizelete agresszivitást fokozó hatású. Citrál: (2. ábra) C10H16O telítetlen, nyílt láncú aldehid. Ez a hangyák támadást kiváltó feromonja. 4.) Defenzív (védekezést biztosító) feromonok Hatásuk nagyon hasonlít a diszperziós feromonokéhoz, de azok fajon belüli információkat hordoznak, míg a defenzív feromonok fajon kívüli, ellenséges egyedek távoltartását szolgálják. 5.) Riasztó feromonok: Ezek a feromonok elsősorban a fajtársak túlélését, a veszélyhelyzet elkerülését szolgálják. Izopentil-acetát: (3. ábra) C7H14O2 Ez a vegyület akkor keletkezik, amikor a méhek fullánkjukat az ellenséges egyedbe szúrják, és az kiszakad. A kibocsátott feromon koncentrációja befolyásolja a hatást. Kis koncentrációban csalogató hormonként hat, vagyis egy segélykérés, közepes koncentrációnál aggressziót vált ki, nagy koncentrációban viszont menekülést eredményez. Heptán-2-on: (4. ábra) C7H14O, nyílt láncú keton, a vegyület a hangyák riasztó feromonja. Transz-ß-farnéz: (5. ábra) a levéltetű riasztó feromonja. 6.) Nyomjelző és territoriális feromonok A szagjelzést adó egyed, levegőben repülve, a talajon járva vagy a vízben úszva valamilyen szagnyomot hagy maga után. Ilyenkor a szaganyag nyomjelző funkciót tölt be. Rágcsálóknál, ragadozóknál és a patásoknál nem csak a térbeli tájékozódást segíti, hanem sokkal gyakrabban az ivari életet, a partnerek egymásra találását szolgálja. Egy elfoglalt terület feromontartalmú váladékkal való megjelölése szintén nyomjelző viselkedés, ami azonban a címzett állatokban többirányú reakciót válthat ki: az ivari partnert a területre csábítja, az azonos fajú konkurens egyedeket, annak elkerülésére szólítja fel. A hangyák nyomjelző feromonja a hexánsavtól dekánsavig terjedő molekulák. A termeszeké pedig a butil-diglikol (6. ábra) (dietilén-glikol-monobutil-éter).

72 7.) Szexferomonok Az aggregációs feromonokkal állnak kapcsolatban, de ebben az esetben kimondottan az ellentétes ivarú állatok összehozása a feladata. Bombikol: (7. ábra) hexadeka-10, 12-dién-1-ol, egy alifás alkohol. A vegyületet Butenandt 1961-ben izolálta 500 ezer nőstény selyemlepkéből, így mindössze 12 mg-ot sikerült kinyernie. Ez volt az első feromon, aminek a szerkezetét sikerült megállapítani. Transz-6-nonénsav-metiléter: (8. ábra) a gyümölcslégy szexferomonja. 8.) Nemi ösztönt fokozó feromonok Akkor termelődnek, amikor az ellenkező nemű egyedek között már létrejött a kontaktus. Az ilyen feromonok különösen a lepkéknél gyakoriak, összefoglalóan afrodiziákumoknak nevezik ezeket a vegyületeket, az elnevezést Aphrodité, a szerelem és a szépség görög istennője után kapta. 9.) Ivadékgondozást segítő feromonok Az ide tartozó vegyületek biztosítják az elsődleges információs csatornát az utód és a szülő között. A vakon születő emlősivadékok ennek segítségével találják meg az anya csecsbimbóit. 10.) Egyedet és csoportot megkülönböztető feromonok Segítik különböző csoportok és az egyedek megkülönböztetését. A populációban az egyedek egyéni feromonokat is termelhetnek, amely a csoporton belül segít nekik egymás felismerésében, és a hierarchikus sorrendet kialakításában. 11.) Egyéb feromonok Nagyon speciális feromonok is léteznek. Ilyen például a méhkirálynő által termelt feromon, ami gátolja a kaptár többi nőstényének ivarérettségét, ezáltal biztosítja, hogy csak a saját genetikai állomány öröklődjön a kaptárban. Feromonok a növényvédelemben A feromonok szintetikus előállítása új lehetőségeket nyitott a növényvédelemben. A vegyületek a felhasználásával, olyan növényvédő szereket készítenek, amelyek egy adott fajra jellemző szex- vagy riasztóferomont tartalmaznak. A szexferomont tartalmazó csapda elve, hogy egy faj hím ivarú tagjait csapdába csalogatja, így lecsökkenti a populáció számát. A riasztóferomont tartalmazó növényvédő szerek az adott faj populációját ugyan nem csökkentik, de távoltartják az egyedeket a növényektől. Ezek sokkal környezetkímélőbbek, mint más rovarirtó szerek, mivel csak egy rovarfajra hatnak és a természetben viszonylag rövid idő alatt lebomlanak. Sok helyen a feromoncsapdát csak arra használják, hogy megállapítsák mikor jött el a permetezésnek az ideje. Emberi feromonok A feromonok láthatatlanok, és szagtalanok az emberek számára és mégis befolyásolják mindennapi életünket, vonzódást, ellenszenvet, vágyat, izgalmat, nyugalmat váltanak ki. Ennek bebizonyítására számtalan kísérlet született. Az egyik ilyen kísérlet során, az egymás mellett élő nők menstruációs ciklusának szinkronba jövéséért felelős feromonokat sikerült azonosítani. Ezt két feromon eredményezi, az egyik lerövidíti, míg a másik meghosszabbítja a ciklust.

73 Vannak, akik ezeket a csodálatra méltó vegyületeket pénzszerzésre használják. Feromon tartalmú parfümöket gyártanak, és úgy reklámozzák, mintha ez lenne a megoldás a párválasztás mindennapos nehézségeinek leküzdésére. Sokak szerint nincs, mások szerint van ilyen hatása, mindenesetre azt meg kell állapítanunk, hogy a mai ember már túl civilizált ahhoz, hogy ezek a feromonok döntően befolyásolják a vonzódást. Az evolúció során annyi kommunikációs lehetőségünk alakult ki, hogy a feromonok már keveset számítanak, vonzalmunkat sok más tényező is befolyásolja, így csupán a szexferomon mennyiségének megnövekedése nem eredményezi a sikeres és tartós párkapcsolatot. De azt nem tagadhatjuk, hogy a feromon jelenléte befolyásolja az embereket is. A felmérések szerint az a férfi és az a nő vonzódik egymáshoz, akiknek a genetikai állománya nagy különbséget mutat. Ezt az információt a feromonok is közvetítik. Ezért ugyanaz a feromon parfüm nem hatásos minden párválasztásnál, mivel minden emberből más hatást vált ki. Kereskedelemben négy típusú feromon parfüm kapható, külön a hetero- és homoszexuális nők és férfiak számára. A tudomány fejlődésével egyre több feromont izolálunk és állítunk elő szintetikusan, így az emberiség nagy hatalom birtokába jutott. Ezek az anyagok már nagyon kis mennyiségben is drámai hatással bírnak, könnyen felboríthatjuk velük a természet egyensúlyát, ha felelőtlenül, szervezetlenül és meggondolatlanul használjuk.

1. ábra a verbenol szerkezete

2. ábra a citrál szerkezete O C H3C

3. ábra Az izopentil-acetát szerkezete CH3 H3C

C

CH2

CH2

CH2 CH2

4. ábra a heptán-2-on szerkezete

CH3 CH

CH2

CH2

CH3

C

CH2 CH

CH2

CH2

CH2

C

CH

CH2

5. ábra a transz-ß-farnéz szerkezete

HO

CH2

CH2

O CH2

CH2

CH2 CH2 CH3 CH2 O

6. ábra a dietilén-glikol-monobutil-éter szerkezete

H3C

CH2

CH2

CH

CH

CH

CH

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

7. ábra a bombikol szerkezete

H3C

O

CH2 CH2 C H

H C

CH2 CH2 O CH2 CH2 C OH

8. ábra a transz-6-nonénsav-metiléter szerkezete

CH2

CH2

CH2

CH2

OH

74 NÖVÉNYEKBE REJTETT ANTIOXIDÁNSOK Rozmer Katalin Felkészítők: Rozmer Zsuzsanna Fodor Krisztina Mostbacher Éva Dr. Perjési Pál Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnáziuma, Pécs Munkám egy fontos kérdéssel foglalkozik: „Hogyan védekezhetünk a szabad gyökök okozta káros hatásokkal szemben, amelyek akár súlyos betegségek kialakulásához vezethetnek?” A szervezet oxidatív folyamatai során, valamint testidegen anyagok metabolizmusa során olyan oxigén-, illetve nitrogéncentrumú származékok is keletkeznek, amelyek párosítatlan spinű elektront tartalmaznak, azaz szabad gyökök. Ezek igen reaktív részek, könnyen reakcióba lépnek fehérjékkel, nukleinsavakkal és lipidekkel. A szabad gyököket antioxidáns enzimek, anyagok folyamatosan inaktiválják, eliminálják. Ha a reaktív molekulák száma valamilyen környezeti vagy élettani hatás miatt megsokszorozódik, súlyos károsodásokat okozó állapot, „oxidatív stressz” alakulhat ki, ami súlyos problémához, különböző betegségekhez vezethet.[1] A szabad gyököket „legyőzni képes” anyagok az úgynevezett antioxidánsok, amelyek olyan vegyületek, amelyek megvédik szervezetünket a szabad gyökök káros hatásaitól anélkül, hogy maguk káros anyagokká válnának. Az antioxidáns hatású vegyületek közé tartoznak a kémiailag igen különböző szerkezetű anyagok, vegyületek, mint például a Cvitamin, az E-vitamin, a szelén, a karotinoidok és még más érdekes molekulák. [2,3] A növényi antioxidáns hatású vegyületek legnagyobb csoportját a fenolos karakterű vegyületek képezik. Ugyanakkor, ezen vegyületek hidroxilgyökkel történő reakciójában keletkező metabolitok további átalakulásaiban reaktív szabad gyökök képződhetnek, és így az eredetileg antioxidáns vegyület prooxidáns hatású származékká alakulhat. A flavonoidok a fenolos antioxidánsok jelentős csoportját képzik, és számos növény hatóanyagként flavonoidokat tartalmaz, így kísérleti munkám során néhány flavonoid / név szerint: naringin, naringenin, kvercetin és florizin/ antioxidáns hatását vizsgáltam és vizsgálom. Az antioxidáns és esetleg prooxidáns hatás vizsgálatára lehetőséget jelent az ún. dezoxiribóz-teszt, valamint az ún. krocin-teszt. Bár az említett módszerek pontos mechanizmusa nem ismert teljes részleteiben, a módszerek érzékenyek, könnyen kivitelezhetőek és jól követhetőek. Felhasznált irodalom: [ 1] Ádám V. (2001): Orvosi biokémia. Medicina Kiadó. [ 2] Reader’s Digest Válogatás (2001): Vitaminok, gyógynövények, ásványi anyagok. [ 3] Petri G. (1991): Gyógynövény- és drogismeret. Medicina Kiadó.

75 KISKAPUS: RÁK EURÓPA SZÍVÉBEN? Simon Alpár Mihály, Fóri Noémi, Kiss István, Alpár Szász Éva és Miklós Andrea Felkészítők: Simó Edit, Hartel Tibor Mircea Eliade Főgimnázium, Segesvár A már évtizedek óta hangoztatott bioszférakrízis egyik, napjainkban egyre fokozottabban érezhető hatása, a klímaváltozás. A klímaváltozások sokféleképpen nyilvánulnak meg, a gleccserek olvadásától és a tengerek/óceánok vízszint emelkedésén keresztül az extrém éghajlati megnyilvánulásokig (viharok, elsivatagosodáshoz vezető szárazság stb.). Ennek szomorú következménye a fajok tömeges kihalása, a víz, levegő és talaj szennyezése és végül, de nem utolsósorban az emberi életszínvonal súlyos csökkenése (árvizek, betegségek, éhínség, vízhiány nagy területeken, embertömegek vándorlása az extrém változások sújtotta területekről stb.). Kiskapus, Szeben megyében, a megye északnyugati részén, a Nagyküküllő és a Visza folyók találkozásánál helyezkedik el. Egy közép méretű kisváros, lakosságának száma 5 300. A város keretén belül működik a SC. SOMETRA SA. (részvénytársaság). A gyár évente 55 000 tonna cinket, 25 000 tonna ólmot és 20 tonna különbféle fémötvözetet gyárt. A gyár működtetése során többfajta szennyező anyag kerül az atmoszférába. Ezek közül a legkárosabbak a kén-dioxid, a kadmium és az ólom. A legtöbb esetben a szennyező anyag mért mennyisége, (pl. SO2, Pb, Cd) 3–400-szor is meghaladja a megengedett értéket. A természet szennyezése negatívan befolyásolja életünket. Például a kénvegyületek, amelyek nagyon gyorsan oldódnak, károsítják a légutakat. Az ólom, gázok formájában kerül az atmoszférába, és hamar kondenzálódik. Az ólom kétféleképpen juthat a szervezetbe: légzés vagy táplálkozás útján. Az ólommal való mérgezés vérszegénységet okoz. Az idegrendszerre való hatása pedig, gyerekeknél szellemi elmaradást okoz. A kadmium leggyakrabban víz által kerül a szervezetbe, és a májat károsítja. Kiskapuson a talaj 40–50 cm mélyen van szennyezve. Ez a szennyeződés meglátszik az ott termesztett növényeken is. A talaj szennyezése elősegíti egyes kórokozók elszaporodását is, amely betegségek kialakulásához vezethet. A szennyeződés Medgyesen is észrevehető (Kiskapustól 12 km-re). Tudva, hogy Kiskapus csak egyike a tucatnál is több szennyező gócnak Erdély területén, és évek óta szinte változatlan felelőtlenséggel kimaradnak a változást hozó, természetbarát beruházások vagy természetápoló intézkedések, jogosan tehetjük fel a kérdést, hogy hová fog jutni 10–20 év múlva az erdélyi környezet?

76 AZ ENERGIAITALOK HATÁSA, AVAGY TÉNYLEG SZÁRNYAKAT ADNAK AZ ENERGIAITALOK?

Solymosi Dóra és Sóvágó Fanni Felkészítő tanárok: Dr. Varga Márta, Puskás Árpádné Szinyei Merse Pál Gimnázium, Budapest Az utóbbi években rohamosan megnőtt a fiatalok és a fiatal felnőttek körében az értágító, serkentő hatású legális doppingszerek, az energiaitalok fogyasztása. Vajon miben rejlik ezen italok csábereje? Fennáll-e a rászokás veszélye? Hatásosak vagy csak a média szemfényvesztő hadjárata tünteti fel őket így? Ezen kérdésekre keressük a választ. ,,Az energiaitalok fogyasztása nehéz, nagy odafigyelést igénylő szellemi munka végzésekor, sportoláskor, illetve a XXI. század kihívásainak megfelelve koktélok alapanyagaként is kifejezetten ajánlatos.” – szól a reklám. Ez a hirdetés, azt sugallja, hogy az energiaitalok fogyasztása szinte elvárásnak tűnik, s így, azt hihetjük, hogy biztosítják számunkra a szárnyaló teljesítményt egy sportverseny vagy egy komoly vizsga során. Energiaitalokról a 80-as évektől kezdve beszélhetünk, ugyanis Dietrich Mateschitz ekkor talált rá a thai riksa vezetők italára, a Krating Daengre, azaz a vörös bikára. A 90-es években globális terjeszkedésük megállíthatatlanná vált. Ma már az egész világon számos márka közül választhatunk. Összetételükben nem sok különbséget mutatnak ezek a legális serkentőszerek. Mégis mi lehet a titkos recept, mely meghozta a várva-várt népszerűséget az italoknak? Képzeletben készítsünk energiaitalt! Nézzük a legfontosabb hozzávalókat! Vegyünk nagy adag koffeint (1. ábra), amely egy fehér, szagtalan, kesernyés ízű kristályos vegyület. A természetben a kávé, a tea, a kóladió és kisebb mennyiségben a kakaóbab tartalmazza. Iparilag teaporból, szintetikus úton húgysavból állítják elő. A koffein a központi idegrendszert – különösen az agykérget – izgatja. Gyorsítja a szívműködést, javítja a vérellátást és a szellemi funkciókat, fokozza az anyagcserét és az izmok teljesítőképességét. Emeli a testhőmérsékletet, a mellékveséből adrenalint szabadít fel. Csökkenti a fáradtságot és az álmosságot, javítja a hangulatot, élénkíti a gondolkodást. A nem kábító fájdalomcsillapítók hatását erősíti, különösen fejfájás esetén eredményes. Tartós fogyasztásakor tolerancia és addikció – függőség – alakul ki, mely ,,elvonókúrával” megszüntethető. 300 mg fölötti fogyasztása, kézremegést, erős szívdobogást és a fejben vértolulást idéz elő. Ez a mennyiség körülbelül 4 db 2,5 dl-es kiszerelésű energiaitallal szervezetünkbe juttatható. Az önmérséklet nagyon fontos, hiszen a koffein nem veszélytelen, 5-10 g-ja már halált okozhat. Nézzük a következő hozzávalót! Nagy adag glükózra, azaz szőlőcukorra (2. ábra) van szükségünk, hiszen ez a sejtek ,,üzemanyaga”. Ezért mondhatjuk, hogy a glükóz a legelterjedtebb és legfontosabb monoszacharid, aldohexóz, amelyet a növények fotoszintézissel állítanak elő. Szabad állapotban, gyümölcsökben és egyéb növényi részekben található. Állandó alkotórésze a vérplazmának. Innen a sejtek inzulin jelenlétében tudják felvenni, s bontásával – glikolízissel vagy erjesztéssel – energiával ellátni a szervezetet.

77 Kötött állapotban még gyakrabban találkozhatunk vele, hiszen glükózmolekulák építik fel többek között a keményítőt, a cellulózt, a glikogént és számos összetett szénhidrátot. Jöjjön a következő hozzávaló, a taurin (3. ábra)! Az emberi szervezetben is előforduló kéntartalmú aminosavról van szó, mely a latin taurus (bika) szó után kapta nevét. Nem véletlen, hiszen először ökörepéből sikerült izolálni német tudósoknak 1827-ben. Egy másik magyarázat szerint a fizikai teljesítőképességet növelő hatása miatt kapta a bikára utaló elnevezést. Az inzulinhoz hasonlóan elősegíti a glükóz sejtekbe áramlását, mely által nő a fizikai teljesítőképesség, csökken a vércukorszint. Szerepet játszik a membránokon keresztüli Ca-áramlás szabályozásában. Elengedhetetlen az idegrendszer és a szívizom tökéletes működéséhez. Az izmok tartós terhelése csökkenti taurin tartalmukat, valószínűleg ennek is része van az izomgörcs kialakulásában. Az emberi szervezet kis mennyiségben elő tudja állítani, szemben a macskákkal, akik nincsenek ilyen ,,szerencsés” helyzetben, hisz ők csak táplálékuk révén juthatnak ehhez a vegyülethez, melynek hiánya retina degenerációt, végső esetben pedig visszafordíthatatlan vakságot okoz. A szervezet taurin szükséglete fedezhető hal, kagyló, bárányhús, belsőségek és vörösbor fogyasztásával. Ezen fő alkotórészekhez vegyünk még egy csipetnyi ízfokozót, színezéket, vitamint majd az egészet keverjük össze vízzel. Máris kész az energiaitalunk! Kíváncsiak voltunk, hogy ez a csodaszernek titulált ital tényleg varázslatos teljesítményre sarkallja-e iskolánk néhány tanulóját. Kézzelfogható eredményekre vadásztunk. Megkértük a 9.C osztály diákjait, hogy segítsenek nekünk. Logikai feladatokat oldottak meg 45 perc alatt. A feladatlap 7 feladatból állt és 40 pont volt az elérhető maximum. Matematika teljesítményük alapján két homogén, azonos létszámú, csoportban dolgoztak. A különbség csupán az volt, hogy az egyik csoport 30 perccel a munka megkezdése előtt energiaitalt ivott. Az eredményeket az 1. sz. táblázatban foglaltuk össze. Jól látható az eltérés a két csoport összesített pontszámai között. A különbség nem kevesebb, mint 65 pont. A szellemi aktivitásban mutatkozó különbségek után, lássuk a fizikai teljesítmény terén kifejtett hatást. Iskolánk udvarán meghatározott pályán futották a fél Cooper tesztet az erre vállalkozó segítőink. Egyik nap energiaital nélkül, a másik nap pedig futás előtt fél órával energiaitalt fogyasztottak. A lefutott körök alapján született eredmények a 2. sz. táblázatban láthatók. Az eredmények önmagukért beszélnek. A futók többségénél teljesítménynövekedés volt tapasztalható, ám voltak, akik futás után kellemetlen közérzetről számoltak be. Nem véletlen, hiszen az energiaitalok hipertóniás oldatok, melyek a szervezet testfolyadékainál nagyobb koncentrációban tartalmaznak cukrot és különböző sókat. Az ilyen oldatok a sejtek vízvesztését váltják ki, s így végső soron a szervezet kiszáradását okozzák. Kísérleteinkben eddig emberekkel foglalkoztunk. Lássuk mi a helyzet az állati szervezettekkel! Ezzel kapcsolatos kérdéseink megválaszolásában négy egér volt segítségünkre. Az egerek megkülönböztetésére különböző színeket használtunk. Választ próbáltunk kapni arra, hogy, az energiaitalok gyorsítják-e a mozgást és a helyzetfelismerést. Feladatuk a labirintus indítórekeszéből a célállomásra való eljutás volt, ahol finom csemege várta őket. Az út megtételéhez szükséges időt mértük. Az egerek energiaitallal átitatott táplálék elfogyasztása után is elvégezték a feladatot. Az eredmények átlagolása után (3. sz. táblázat) kimutatható, hogy, ha csekély mértékben is, de az egerek fürgébben mozogtak az energiaital fogyasztása után, a betanulási periódus végén mért időeredményekhez képest is. Kísérleteink alapján elmondhatjuk, hogy az energiaital reklámok nem vezetnek minket félre, hiszen, kimutathatóan növelik a fizikai és a szellemi aktivitást. Ám tegyük fel magunknak a kérdést: érdemes szervezetünket kitenni egy szívroham közeli állapotnak az energiaitalok túlzott fogyasztásával? Sőt, alkohollal vagy droggal keverve még súlyosabb

78 tüneteknek? A válasz egyértelműen: nem. Akkor mégis milyen alternatívák állnak rendelkezésünkre, ha egy fontos vizsga vagy sportverseny előtt szeretnénk testünket a legjobb állapotba hozni? Természetesen leginkább az egészséges életmód, a sok, pihentető alvás és a vitamindús táplálkozás a célravezető. Gyors segítséget nyújthat citrusfélék illóolajainak belégzése, akupresszúrás pontok, mint például az orrnyereg stimulálása, egész vállunkat, nyakunkat megmozgató rövid torna, illetve az azonnali energiaforrást biztosító szőlőcukor. Véleményünk szerint érdemes használni ezeket, a módszereket, hiszen még mindig igaz Julianus régi bölcsessége: ,,Anima sana, in corpore sano.” azaz, ,,Ép testben ép lélek.” Felhasznált irodalom: Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret Kémia 10. – Szerves kémiai ismeretek Mozaik kiadó www.wikipedia.com

2. ábra β-D-glükóz C6H12O6

1. ábra Koffein C8H10N4O2 1,3,7-trimetil-xantin

3. ábra Taurin C2H7NO3S 2-aminoetán-szulfonsav

1. sz. táblázat A feladatlap megoldásának eredményei

Eredmények energiaital nélkül Tanulók 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Átlagok: Összesen:

Félévi osztályzat

Pontszám

4 4 5 4 3 4 4 2 3 2 2 3 2 5

31 23 31 17 11 25 14 6 10 9 9 13 9 33

3,35714

17,21 258,21

Eredmények energiaitallal Tanulók 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

Átlagok: Összesen:

Félévi osztályzat

Pontszám

3 4 4 3 3 4 5 2 3 2 2 4 4 4

19 26 23 20 21 21 37 9 19 15 15 36 23 22

3,35714

21,86 327,86

79

2. sz. táblázat Név Cs. Kristóf D. Attila Cs. Gergő K. Gergely T. Balázs I. Benedek K. Dávid D. Péter B. László C. Rita K. Lóránd K. Dávid M. Viktória R. Brigitta T. Gergely E. Péter

Átlag: Összesen:

3. sz. táblázat

A futás eredményei

Osztály 5. b 5. b 6. a 6. a 6. a 6. b 9. a 10. a 10. c 10. c 10. c 10. c 10. c 10. c 10. c 12. c

Lefutott körök

Különbség

Energiai. NÉLKÜL

Energiaitallal

23 19 19 14 17 22 24 22 21 19 23 20 17,5 19 18 18,5

23 18 21 19 21 20 23 21 24 22 23 26 20 20 21 20

0 -1 2 5 4 -2 -1 -1 3 3 0 6 2,5 1 3 1,5

19,75 316

21,38 342

1,63 26

Mérési eredmények a labirintusban (mértékegység: sec.)

80

POSZTER SZEKCIÓ AZ ARANYKITERMELÉS SAJÁTOSSÁGAI ÉS A TISZAI CIÁNSZENNYEZÉS Kira Erika

Felkészítő: Sáska Péter PTE Deák Ferenc Gyakorló Gimnázium és Általános Iskola, Pécs Az arany a világon a legkeresettebb nemesfém és egyben a földkéreg legritkábban előforduló elemei közé tartozik. Az aranyat szép csillogó fénye és színe miatt az ember kb. 6000 év óta használja ékszernek és az idők folyamán a legfontosabb valutafémmé vált. Pénzérmét, dísztárgyakat készítettek belőle és színaranyat használnak fel az elektronikában a csatlakozókhoz, mert jó áram vezető és nem korrodeálódik, igen ellenálló, sem a levegő, sem a víz nem hat rá. Ezért aranyozásra, oszlopfejek, templomi szobrok, dísztárgyak és műholdak bevonására is használják. A természetben főleg elemi állapotban fordul elő, egyes helyeken összegyűlve, vagy vegyület formájában is található arany, például: Erdélyben. Romániában, Nagybánya közelében, 2000. január 30-án bekövetkezett természeti katasztrófa, a ciánszennyezés az aranykitermeléshez kapcsolható. 120 tonna ciánt és nehézfémet tartalmazó zagyos víz került a Lápos folyóba, onnan pedig folyásirányt követve Magyarországra jutott a Szamos, majd a Tisza folyón át és a Tiszából a Dunába folyt. Eközben hatalmas természeti károkat okozott a folyók élővilágában. 2007-ben szintén cianidos kitermelési eljárással kezdődne aranykitermelés a romániai Verespatakon. Az összes engedélyt még nem kapta meg a kanadai-román vegyes vállalat, mert a 2000-ben bekövetkezett katasztrófa után sokkal körültekintőbben kell eljárni, és mert a műemlékek lebontása és a falu lakosságának evakuálása miatt évek óta belföldi és nemzetközi tiltakozás kíséri az építkezést. Poszteren szeretném részletesebben ismertetni az arany előfordulását, fontosságát, felhasználását, kémiai kinyerését, a bányászati technológiát és melléktermékeit, környezeti hatásait, az aranykitermelést és a tiszai cianidszennyezést.

81 SZUVERÉN ENERGIAELLÁTÁS Koczka Mirjam és Burai Boglárka Felkészítő: Lukátsné Horváth Edit Árpád Fejedelem Gimnázium és Általános Iskola, Pécs A pályázatunkban egy olyan energiatermelő rendszer kialakítását mutatjuk be, amely a több rendszert egy fejlett informatikai rendszeren keresztül történő összekötésével – becsléseink szerint – képes egy átlagos igényű háztartást ellátni egész éven át. A ház hulladékhőjét és a szélenergiát felhasználva a rendszer áramot fejleszt. A számítógép, amely a rendszert irányítja, felméri az elektromos igényeket, s ennek megfelelően metanol előállításával a felesleges energiát eltárolja későbbi felhasználásra. A terv szülőatyja Koczka József, diákunk édesapja.

82 A BIODÍZEL Lacza Bálint és Kissgyura Dávid Felkészítő: Halblender Anna PTE Deák Ferenc Gyakorló Gimnázium és Általános Iskola, Pécs Nehéz lenne elképzelni Földünket a különböző közlekedési eszközök nélkül. Az áruszállítás, a turizmus a távolságok gyors megtételét igénylik. Régen a Föld egyes részein a közlekedők még szekereket, bambusztutajt, stb. használtak. A technika fejlődése és a fosszilis hajtóanyagok elterjedése a robbanómotorokban közlekedési eszközük sokaságával népesítette be az utakat, de a levegő és a víz alatti világ is felfedezhetővé vált. A fosszilis energiahordozók (kőszén, kőolaj, földgáz) a nem megújuló energiahordozók körébe tartoznak. Azokat a készleteket, amelyek több 100 millió év alatt halmozódtak fel, az emberiség néhány 100 év alatt felemészti. A készletek kimerülése, a globális felmelegedés, a környezetszennyezés fokozódása miatt az utóbbi évtizedekben az alternatív energiaforrások felé fordult a kutatók figyelme. A levegő szennyezettségének egyik fő okozói a gépjárművek. A megoldás a bio-üzemanyagok használata lehet, ilyen a biodízel is. A biodízel előállításához elvben bármely növényi olaj alkalmas, a biodízel-iparág legvalószínűbb nyersanyagforrásai különböző növények. A növényi olajokat csak tisztított, gyantamentes állapotban lehet használni. Vannak olyan elképzelések is, hogy a benzint, a dízelolajat a jövőben genetikailag módosított növényekből készített anyagokkal cserélik fel. A poszteren bemutatom a folyamatábrát, hogyan lesz a növényi olajból biodízel. Foglalkozom az előnyeivel (pl.: a biodízel bármely dízel autóba tankolható a motor módosítása nélkül, biológiailag lebontható, azaz fáradtolaj-problémát nem okoz stb.) és a hátrányaival is (pl.: megtámadja a gumitömlőket, termőterületeket vesz el a mezőgazdaságtól). Környezetvédelmi szempontból is változást hozna: a szennyezett levegőjű városokban nagy előrelépést jelentene a bevezetése. A bio-üzemanyagok használatát az Európai Unió több országában szorgalmazzák. A környezetbarát hajtóanyagok termelését adókedvezményekkel és állami támogatásokkal segítik. Hazánkban is megtörténtek az első lépések. A biodízel alkalmazásának kérdését a kormány már 1996-ban tárgyalta, de a program csak 1999-ben indult el. A tervek szerint hazánk az éghajlati adottságoktól függően repcéből és napraforgóból állítaná elő a bioüzemanyagot.

83 WARTHA VINCE MUNKÁSSÁGA ÉS A ZSOLNAY GYÁR KAPCSOLATA Milos Dániel és Iveszics Inez Felkészítő: Nagy Mária Leőwey Klára Gimnázium, Pécs

84 SZINTETIKUS OPÁL ELŐÁLLÍTÁSA Nagygyörgy Viola, Molnár Szilvia, Pap Réka és Németh Hanna Felkészítő(k): Iványiné Batta Beáta Berzsenyi Dániel Gimnázium, Budapest Osztályunk biológia-kémia tagozatos fele a 2005/06-os tanévtől kezdődően kettő éves nemzetközi együttműködésben vesz részt, amely a Tempus Közalapítvány Socrates / Comenius 1. iskolai együttműködéseket segítő, pályázati rendszerben működő, program keretében valósul meg. Partnereink: Georg-Kerschensteiner-Schule, Müllheim (Németország), Lycée d'enseignement général et technologique-Louis Armand, Mulhouse (Franciaország) Az együttműködés első évében a cím témáját kiszélesítve, különböző egykristályok fejlesztésével, az egykristályok tulajdonságaival és gyakorlati jelentőségével foglalkoztunk. Poszterünkben erről nem számolunk be, de az érdeklődők a projekt honlapján megtekinthetik az összegyűjtött anyagot. http://www.berzsenyi.hu/~dibusz/comenius/index.html A 2006/07-es tanévben, vagyis a projekt 2. évében tevékenységeink a címben megadott fő téma köré csoportosultak. Poszterünkben be szeretnénk mutatni mindazt az elméleti és gyakorlati tudást, melyeket munkánk során sikerült elsajátítani. Mi az Opál? kérdésre keresve a választ, kiderül mindenki számára, hogy egy több szempontból is különleges kőzetalkotóról van szó, ugyanis pl. ásványnak aligha nevezhető. Az opálféleségek világa nagyon színes. Hazánk igen gazdag lelőhelye volt különleges és értékes opálfajtáknak. Aktualitása miatt senki sem vitathatja, hogy országunkat még ma is az opálkülönlegességek országának tekintik. A sorból tudományos szempontból kiemelkedik a drágakőnek minősülő nemesopál. Különleges színhatásának a megfejtése csak a 60-as években vált lehetségessé, ekkorra rendelkeztek ugyanis a kutatók olyan nagyfelbontású mikroszkóppal, amellyel feltárhatták a természetnek ezen érdekességét. Mára nevet is kaptak az ehhez hasonló szerkezetű anyagok. Az úgynevezett fotonikus kristályok nem túl gyakoriak a természetben, de a kutatókat mégis lázban tartják. Belső felépítésük következtében a fénnyel szemben különlegesen viselkednek és így úgymond „fizikai színnel” rendelkeznek. Poszterünkben bemutatjuk azt is, hogy milyen módon állítottunk elő szintetikusan nemesopált úgy, hogy az a lehető legtöbb tekintetben hasonlítson a természetes nemesopálhoz. Ezen túlmenően arról is be szeretnénk számolni, hogy mi mindent tudtunk meg a nagy jövő előtt álló fotonikus kristályok kutatásáról, amelyben magyar tudósok is részt vesznek.

85 GYÓGYÍTÓ KÖRÚT Sorger Alexandra és Nagy Richárd Felkészítő: Lukátsné Horváth Edit Árpád Fejedelem Gimnázium és Általános Iskola, Pécs Téma: A gyógyszerek útja Témakörök: • Gyógyszer a múltban és ma • Mi a gyógyszer? • Hogyan készül a gyógyszer? • Hogy kerül a gyógyszer a gyógyszertárakba? • Hogyan hatnak a gyógyszerek? • Mi a lejárt gyógyszerek sorsa? • Mivel mérgezzük magunkat?

86 NÖVÉNYEK KÁRTEVŐKKEL SZEMBENI ÖNVÉDELMÉNEK VIZSGÁLATA Spohn Márton Felkészítő: Riedel Miklósné Fazekas Mihály Gimnázium, Budapest A növények egy nagy csoportja, de különösen az ajakosvirágúak családjának tagjai képesek bizonyos vegyületek kibocsátásával kártevőiket elriasztani. Kutatómunkám célja ezen jelenség kémiai hátterének vizsgálata a rendelkezésre álló szakirodalom és kísérletek segítségével. A szakirodalom tanulmányozása a meglevő ismeretek hiányosságáról és ellentmondásosságáról tett tanúbizonyságot. Az önvédelmi funkciót ellátó vegyületcsalád, furanolabdánok lehetséges reakcióútjainak vizsgálata céljából kísérleteket végeztem, amelyek magában foglalták növényi kivonatok kromatográfiás módszerekkel történő vizsgálatát, számítógépes modellszámításokat, valamint szövettani mikroszkópos vizsgálatokat. Az elvégzett vékonyréteg- és gázkromatográfiás vizsgálatok során azonosítottam az egyes növényekben található furanolabdánokat, megfigyeltem szintézisüknek utolsó elemét jelentő prefuranolabdán – furanolabdán átalakulás végbemenetelét semleges, valamint a reakció felgyorsulását savas és oxidatív közegekben. Emellett számítógépes modellszámítások alapján javaslatokat állítottam fel az átalakulás különböző közegekben lehetséges reakcióútjaira. Ezeket a kísérleti eredményekkel összevetve egy elméletet dolgoztam ki a furanolabdánok növény általi felszabadításának módjára, amelynek létjogosultságát növényszövettani mikroszkópos vizsgálatokkal támasztottam alá. Elméletem magyarázatot adhat, hogyan tudja a növény időben koncentráltan felszabadítani önvédelmi vegyületeit, azok lassú termelődése ellenére. A kutatás eredményeinek egy lehetséges alkalmazási területe a nem környezetterhelő növényvédő szerek fejlesztése.

87

MUTATÓK DIÁKOK András Szabolcs ...... 67 Bakó Bálint.............. 43 Berta Máté............... 44 Besztercei Barbara .. 16 Bori Kinga................. 6 Borza Ágnes ............ 16 Burai Boglárka ........ 81 Dávid Ágnes............ 45 Dénes László ........... 44 Domonkos Anita ..... 17 Fóri Noémi .............. 75 Gonda Gréta ............ 16 Hange Dániel........... 18 Iván Imola ............... 43 Iveszics Inez ............ 83 Jéhn Mónika ............ 42 Kemény Fruzsina ...... 6 Kerner Ágnes .......... 36 Kira Erika ................ 80 Kirchkeszner Csaba. 63 Kiss István Alpár..... 75 Kissgyura Dávid...... 82 Kisvári Béla............. 44 Koczka Mirjam........ 81 Kovács Ádám .......... 19 Kovács Lehel........... 45 Kriszta Gábor .......... 65 Kunsági-Máté Éva... 66 Lacza Bálint ............ 82 Láng Róbert............. 24

László Vilmos ......... 67 Lovas Katalin .......... 25 Matesz Anna ........... 34 Milos Dániel............ 83 Molnár Kinga .......... 35 Molnár Lilla ............ 36 Molnár Szilvia......... 84 Nagy Attila.............. 69 Nagy Krisztina ........ 70 Nagy Richárd .......... 85 Nagygyörgy Viola... 84 Ott Júlia ................... 17 Pap Réka ................. 84 Petik Barbara............. 6 Pomázi Dániel ......... 19 Pomázi Gergely....... 19 Rozmer Katalin ....... 74 Shadeh Fadi............. 69 Simon Alpár Mihály 75 Solymosi Dóra......... 76 Sorger Alexandra .... 85 Sóvágó Fanny.......... 76 Spohn Márton.......... 86 Szakács Zsolt........... 38 Szénásy Dalma........ 34 Takács Gergely ....... 70 Tényi Dalma............ 42 Tóth Eszter .............. 25 Vogl Thomas........... 18

88

TANÁROK Barkács Katalin.....................63 Bodó Jánosné ......34, 36, 42, 43 Dancsó Éva .....................16, 44 Dr. Berente Zoltán ................65 Dr. Kollár László ..................66 Dr. Varga Márta....................76 Ferenczyné Molnár Márta.....17 Fodor Krisztina .....................74 Halblender Anna ...................82 Hartel Tibor...........................75 Hosszú Istvánné ....................63 Iványiné Batta Beáta.............84 Kunsági-Máté Sándor ...........35 Lapohos Annamária........45, 67 Lukátsné Horváth Edit ....81, 85 Mostbacher Éva ..............65, 74 Nagy István ...........................24 Nagy Mária ...........................83 Neizer Zita ........................6, 19 Puskás Árpádné...............70, 76 Riedel Miklósné....................86 Sáska Péter............................80 Simó Edit ..............................75 Szakács Erzsébet...................25 Varga Márta ..........................70 Zeke Istvánné............18, 38, 69

ISKOLÁK Árpád Fejedelem Gimnázium és Általános Iskola ...................... 81, 85 Babits Mihály Gimnázium .............................................. 34, 36, 42, 43 Berzsenyi Dániel Gimnázium............................................................ 84 Bonyhádi Evangélikus Gimnázium................................................... 24 Ciszterci Rend Nagy Lajos Gimnázium .......................... 35, 65, 66, 74 Eötvös József Gimnázium ..................................................... 16, 17, 44 Fazekas Mihály Gimnázium.............................................................. 86 Koós Károly Építőipari Szakközépiskola.................................... 45, 67 Leőwey Klára Gimnázium ................................................................ 83 Mircea Eliade Főgimnázium ............................................................. 75 PTE Deák Ferenc Gyakorló Gimnázium és Általános Iskola ..... 80, 82 PTE I. Számú Gyakorló Általános Iskola.............................. 18, 38, 69 Szentendrei Református Gimnázium................................................. 25 Szinyei Merse Pál Gimnázium .......................................... 6, 19, 70, 76 Vak Bottyán Gimnázium................................................................... 63