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Protokoll: Wirkung von Schwermetallsalzen auf die Keimung von Pflanzen ( Kresse)
Name: Katharina Stange
Klasse: AG 02 Mat; Umweltanalytik Kurs
Chemikalien: Kresse, Schwermetallsalzlösung: Bleinitrat Pb(NO3)2 , destilliertes Wasser
Geräte: Reagenzglas, Papier, Erlmayerkolben, Dipetierhilfe (25ml)
Bechergläser, Petrischalen (6), Filterpapier
Durchführung: In jede Petrischale werden ca 30 Kressesamen (ca 1g) auf ein feuchtes Filterpapier gelegt. Auf das Filterpapier wird die jeweilige Portion Schwermetallsalzlösung (Bleinitratlösung), bzw. Wasser gegossen. Immer im bestimmten Verhältnis. Dann werden die Petrischalen abgedeckt, so das aber noch Luft an die Samen gelangt, und in einem Raum eine Woche lang aufgestellt.
Auswertung
Salzlösung Pb(NO3)2
Wasser H2O
Anzahl der Samen
Anzahl der gekeimten Samen
gekeimte Samen in Prozent
1.
10ml
0ml
35
20
57,14%
2.
8ml
2ml
36
24
66,67%
3.
6ml
4ml
31
21
67,74%
4.
4ml
6ml
35
29
82,86%
5.
2ml
8ml
31
26
83,87%
6.
0ml
10ml
38
37
97,37%
1.) Die Pflänzchen waren ca 0,2 cm lang und haben noch keine Wurzeln ausgebildet. Viele Pflanzen haben kaum gekeimt und nur selten war eine Sproßbildung zu erkennen. Es waren nur sehr wenige, hellgrüne Keimblätter vorhanden.
2.) Der Sproß ist ca 1,7 cm hoch und die Wurzel 0,5 cm. Die meisten Blätter sind noch hell aber einige sehen schon dunkelgrün aus und sind aus dem Wasser heraus gekommen. Die Kresse haben nur kurze und sehr wenige Wurzeln.
3.) Der Sproß ist ca 2,3 cm hoch und die Wurzel 0,7 cm. Jetzt sind schon mehr dunkelgrüne Blätter zu sehen und auch schon deutlich mehr Pflanzen vorhanden.
4.) Der Sproß ist ca 2,5 cm hoch und die Wurzeln 3,6 cm. Fast alle Blätter sind jetzt dunkelgrün und es sind schon richtig viele lange Wurzeln vorhanden.
5.) Der Sproß ist 2,9 cm hoch und die Wurzeln 5,3 cm. Es besteht ein dichtes Wurzelnetz, und die Blätter sind jetzt alle dunkelgrün. An den Wurzeln sieht man schon kleine Verzweigungen.
6.) Der Sproß ist 3,2 cm hoch und die Wurzeln sind 6,5 cm lang. Hier sind fast alle Samen gekeimt und man kann schon deutlich die Verzweigungen der Wurzeln erkennen. Die Blätter sind alle kräftig, gesund und dunkelgrün und sehen sehr gut entwickelt aus.
Einfluss von Schwermetallen auf das Pflanzenwachstum
Blei und seine Verbindungen gehören zu den starken Umweltgiften.
Im Bereich der Gewässerbelastung zum Beispiel stammen Blei-Belastungen in Kläranlagen aus Abschwemmungen von Straßen und Dächern. Das Blei akkumuliert sich, wie andere Schwermetalle auch, in Klärschlämmen, Sedimenten aber auch in Lebewesen. Überschreitungen des Grenzwertes von Blei im Trinkwasser können in Altbauten auftreten, in denen das Trinkwasser noch durch Blei-Rohre geleitet wird. Die Einleitung von Blei mit Abwasser ist ab 01. 01. 1990 nach dem Abwasserabgabengesetz abgabepflichtig.
Besonders problematisch für die Luftbelastung sind die mit den Kraftfahrzeugabgasen (Bleitetraethyl), durch Abfallverbrennung und andere Feuerungsanlagen sowie durch bleiverarbeitende Betriebe (z.B. Akkumulatorenherstellung) in die Umwelt gelangenden Belastungen. Blei wird neben diesen Anwendungen in der Bildschirmherstellung und im Strahlenschutz verwendet. Schwere Bodenbelastungen entstehen zum Beispiel immer wieder bei Korrosionsschutzmaßnahmen an Stahlbauten, wenn durch das Sandstrahlen große Mengen Bleimennige in die Umwelt gelangen. Die Umweltbelastung durch Blei ist in den vergangenen Jahren stark zurückgegangen. Eine deutliche Entlastung der Umwelt wurde durch die Verwendung unverbleiter Kraftstoffe sowie durch den Ersatz von Bleimennige durch Blei- und Chromatarme Korrosionsschutzstoffe erzielt.
Viele Schwermetallionen sind in geringen Konzentrationen essentielle Stoffe für den Enzymhaushalt der Pflanzen. Bei der Überschreitung dieser Konzentrationen wirken sie als Gifte (z.B. Eisen, Zink, Kupfer, Kobalt u.a.). Andere Metallionen, die die Pflanzen nicht benötigen, wie Aluminium-, Blei-, Cadmium- und Chromionen, wirken schon in geringeren Konzentrationen toxisch. Sie unterdrücken z.T. die Keimung, beeinträchtigen die Länge der Keimwurzeln, die Größe der Pflanzen bzw. die Farbe der Laubblätter.
Insbesondere in Straßennähe sind die Böden mit Blei belastet. Es stammt aus den Motoren der Kraftfahrzeuge, deren verbleites Benzin das Schwermetall in Form des Antiklopfmittels \"Bleitetraethyl\" enthalten. Durch die Verbrennung des Kraftstoffs gelangt das Blei mit den Abgasen in die Umwelt. Auch viele Erzhütten, die Papierindustrie, die Petrochemie, die Chlorkaliproduktion, die Düngemittelindustrie und die Stahlwerke emittieren weiterhin Blei. Blei ist ein wichtiger Bestandteil von Legierungen z.B. für Akkumulatorbaterien. Bleipigmente werden im großen Maßstab für rostschützende Grundierungen und Farben verwendet. Sowohl Blei als auch seine anorganischen Verbindungen sind toxisch. Für den Körper ist eine kontinuierliche Aufnahme kleinerer Mengen sehr gefährlich. Die anorganischen Bleiverbindungen reichern sich dann in den Knochen, Zähnen und Haare an, ihre Halbwertszeit im menschlichen Körper beträgt mehr als 20 Jahre. Daraus resultiert eine schwere Bleikrankheit.
Schwermetalle können als Stäube durch die Atmosphäre weit verteilt werden und gelangen so in Gewässer und Boden. Im Wasser werden sie schnell verdünnt und fallen teilweise als schwerlösliche Carbonate, Sulfate oder Sulfide aus, reichern sich daher in den Gewässerböden an. Wenn jedoch die Adsorptionskapazität der Sedimente erschöpft ist, steigt die Konzentration der Schwermetallionen im Wasser an. Viele Schwermetalle verursachen unterschiedliche Krankheitssymtome, was auf die unterschiedliche Verteilung der einzelnen Metalle im Körper zurück.
Blei ist ein relativ schwach elekropositives Metall, dessen charakteristische Oxydationszustände +2 und +4 durch die Redoxgleichung gekoppelt sind. Pb2+ Ionen zeigen starke Affinität zu Sauerstoff- und schwefelfunktionellen Liganden, so dass Blei mit anderen Metallen um Bindungsplätze an Enzymstrukuren konkurrieren kann. Die mittlere Häufigkeit des Bleis in der Erdkruste beträgt 16 mg kg-1 mit Maxima von 80 mg kg-1 in Torfschichten, 200 mg kg-1 in kontaminierten Böden und bis zu 3000 mg kg-1 in Bioschlämmen. In der Biomasse der Kontinente und der Meere sind insgesamt fast 500kt Pb gespeichert, davon weniger als 5% in lebenden Organismen. Aufgrund menschlicher Tätigkeit hat sich die mittlere Bleikonzentration der Atmosphäre von ursprünglich 0,6 ng m-3 auf derzeit 3,7 ng m-3 erhöht.
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