利用植物生理代谢活动处理含金属离子工业废水的初步研究
北方交通大学附属中学李悟胡凯灵
一、方案的设想、目的和意义(叙述活动方案对环保的意义和作用)
某些工厂(如生产农药、医药、仪表的工厂等各类排放的废水中含有多种金属离子(其中有许多重金属离子),这些污水对环境的污染已经是有目共睹,工业污水的处理和应用也是人们极为关心的问题;香烟中的尼古丁是一种十分重要的化合物,作为烟草中的主要生物碱,是一种神经药品,具有依赖性,同时也是一种环境有毒物质,很早就引起人们的注意,此外,香烟中还有多种有害物质,香烟燃烧时尼古丁等还会产生4000多种物质,其中许多对人体极为有害。我们经过调查研究发现,某些金属离子能与烟草中的某些有害物质发生化学反应,产生低害甚至无害物质,所以,本项实验尝试用工业污水降解尼古丁等有害物质,通过对比含有降解后的烟草浸出液与含有未降解的烟草浸出液的培养液所染毒的植物细胞中微核出现的频率进行比较研究,同时与用正常培养液染毒的植物细胞中微核出现的频率进行对比,利用微核检出率找到能比较有效地降解尼古丁等有害物质的几种工业污水中的重金属离子。本项实验应用到的微核检测技术(用以检测植物细胞核的变异比率,此项技术以中学生物必修课的“观察植物细胞的结构”和“观察植物细胞有丝分裂”实验为操作基础,既不脱离课堂学习又能延伸和提高)。在上述探究实验的基础上,还提出了利用工业污水灌溉烟草种植地的初步设想图。
本方案的目的和意义:通过上述的探究性实验,可以达到既对烟草进行了降害又减少了工业污水中重金属离子浓度的双重目的。如果此方案可以付诸实施,将可以为含金属离子的工业废水寻求一条合理的环保出路,同时还可改良烟草的质量。
二、计划实施的步骤
(一)准备工作:
1、设备与器材:
普通光学显微镜(16*40)、数码显微照相机、温箱、冰箱、手揿计数器、解剖盘、镊子、解剖针、试剂瓶、培养皿、剪刀、镊子、载玻片、盖玻片、滴管、大小烧杯、试管、量筒等。
2、实验材料:
(1)人工模拟配置含几种金属离子的工业污水(由于以下的原因,我们在实验中人工模拟配置工业污水:a.工业污水排放管理制度非常严格,这是主要原因;b.难以确定其成分;c.成分较为复杂,实验中容易产生很多干扰因素)。用量筒和烧杯配置。
(2)蚕豆(我们主要选用松滋豆,这是从蚕豆不同品种中筛选出的较为敏感的种类),种子、成品香烟、新鲜烟草叶、蒙脱石。
3、实验试剂:
(1)5mol/LHCL、(FeCl3[0.3%],HgCL42-[0.5%],CuCL2[0.3%]卤代辛烷)
(2)解离液:质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液(1:1)
(3)卡诺氏固定液:无水乙醇(或95%乙醇)3份加冰醋酸1份配成。
(4)染色剂:质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液。
(5)青霉素注射剂。