Проекты

Изучение возможностей получения адсорбирующих средств из древесно-растительных отходов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Экология и эволюция»

Направление работы: Экология
Авторы работы: Ресурсный центр «Медицинский Сеченовский Предуниверсарий»
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Лекарственные формы адсорбентов (энтеросорбенты) имеют широкий спектр действия в лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также пользуются большим спросом потребителей. В последние годы для получения адсорбентов всё шире используются растительные отходы. Так, жом плодов яблони, получаемый после отжатия сока, входит в состав адсорбционного детоксикационного препарата «жидкий уголь», а гидролизованный лигнин, получаемый в качестве отхода целлюлозно-бумажного производства, является основой препарата «Полифепан». Для крупных городов актуальной проблемой остаётся утилизация опавшей листвы, которая при минимальных затратах на переработку может использоваться в качестве источника получения адсорбента промышленного значения.

Цель

Изучить возможности получения адсорбирующих средств из древесно-растительных отходов.

Задачи

1. Провести анализ научной литературы и патентной документации, характеризующей современное состояние использования растительных отходов для получения адсорбирующих средств.

2. Провести оценку присутствия в растительных отходах московских парков листьев конкретных растительных культур и морфологический анализ собранного сырья.

3. Провести качественную и количественную оценку адсорбционной способности отобранных видов растений, использованных в озеленении города.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Лабораторная ступка

• Мерные пробирки

• Цилиндры

• Пробиркодержатель

• Фильтровальная бумага

• Бюретка

• Лабораторные весы

• Активированный уголь

• Дистиллированная вода

• Метиленовый синий

• Раствор уксусной кислоты

• Раствор гидроксида натрия

• Фенолфталеин

• Засушенные растения

Описание

На первом этапе работы была изучена научная, нормативная и патентная литература по теме исследования. На следующем этапе были проведены сбор и сортировка опавших листьев 9-ти видов деревьев московских парков: берёзы повислой, дуба черешчатого, ивы белой, клёна остролистного, конского каштана, осины обыкновенной, рябины обыкновенной, сливы домашней и сосны. Для анализа образцов проведено описание внешних признаков в соответствии с требованиями ОФС.1.5.1.0003.15 «Листья». Затем проведены качественный и количественный анализы адсорбционной активности материала.

Для качественной оценки предварительно в течение двух недель проводилась естественная сушка листьев, затем измельчение сырья и последующее смешивание с активированным углем. В полученную смесь добавили метиленовый синий. В зависимости от наличия различных веществ в исходном сырье растворы меняли окраску.
Адсорбционные способности растительных отходов определяли по разности концентрации адсорбтива в растворе до и после проведения пробы. Для определения концентрации использовался титриметрический метод. В качестве стандарта использовали активированный уголь. В колбы с раствором уксусной кислоты с концентрацией 0,224 моль/л, которая была рассчитана при помощи титрования, добавили измельчённое до порошкообразного состояния сырьё. Содержимое колб перемешали в течение 20 минут и отфильтровали через складчатые фильтры. В каждом случае первая порция фильтрата объёмом 5 мл выливалась и не использовалась в эксперименте. Из каждого фильтрата пипеткой отбирали пробу (10 мл) для титрования. Во все пробы добавили 3–4 капли раствора фенолфталеина, затем провели титрование раствором гидроксида натрия до появления устойчивого слабо-розового окрашивания.

Результаты

В ходе качественного анализа было установлено, что все исследованные образцы являются потенциальными адсорбентами, поскольку обесцвечивают добавленный раствор метиленового синего.

В ходе количественного анализа были получены результаты, по которым была составлена диаграмма, наглядно показывающая адсорбционную активность сырья по сравнению с углем активированным. Измельчённые листья берёзы повислой имеют почти такой же показатель, как и уголь активированный, отличаясь на 0,00025. Остальные имеют более заметную разницу с измельчёнными листьями берёзы повислой в среднем на 0,0012286. Худший показатель принадлежит порошку из листьев дуба черешчатого, его результат равен 0,0028, что на 0,00235 меньше результата угля активированного.

Выводы

1. Все проанализированные объекты продемонстрировали адсорбционные свойства.
2. Уголь активированный является лидером в степени адсорбции, но измельчённые листья берёзы повислой имеют почти такой же результат, отличаясь на 0,00025.

3. Различия показателей адсорбционной активности сырья и активированного угля можно объяснить тем, что растительные образцы не прошли предварительной технологической обработки, а были лишь измельчены до порошкообразного состояния.

Перспективы использования результатов работы

Использование растительных отходов в качестве адсорбентов может способствовать развитию высокоэффективного безотходного производства.

Сотрудничество с вузом

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России

Награды/достижения

Вторая Городская Сеченовская конференция проектных и исследовательских работ школьников – призёр.

Мнение автора

«Конференция «Старт в медицину» даёт хорошую возможность школьникам попробовать себя в проектной деятельности»