Lišćem zlatnoga graha protiv kadmija
Kako napraviti tvar koja će za sebe specifično vezati kadmij iz otpadnih voda? Ne treba ići dalje od polja: voda se može pročistiti i lišćem zlatnoga graha. piše: Nenad Raos za bug.hr
Otrovi su kao krivotvorena moneta: čini ti se da je novac – a nije. Razlika je međutim što otrovi ne varaju ljude (osim kada se zamijene bočice) nego molekule. Tako je i s otrovnim metalima. Cink je nadasve svestran oligoelement u ljudskome tijelu jer ulazi u sastav mnogih i raznorodnih enzima, od superoksid-dismutaze, koja nas štiti od slobodnih radikala, do alkohol-dehidrogenaze, koja nas štiti od pijanstva jer oksidira alkohol, no i pomaže nam da vidimo jer sudjeluje u biosintezi vidnoga purpura. Bez cinka, jasno je, ne bismo mogli živjeti. No to se ne bi moglo reći za srodne mu metale, kadmij i živu, prve njegove susjede u periodnom sustavu elemenata. Iako je kadmij sličan cinku, nije mu istovjetan – pa iz male no bitne razlike dvaju metala proizlazi kadmijeva otrovnost. Taj se teški metal nakuplja u tijelu izazivajući kronična oštećenja jetre i bubrega te deformacije kostura. Usto dugotrajno izlaganje kadmiju može izazvati rak.
Problem je s kadmijem što on nije tek kuriozitet kemijskog laboratorija. To je metal koji se primjenjuje praktički u svim granama tehnike i tehnologije. Čitatelju ove mrežne stranice sigurno su poznate nikal-kadmijeve baterije, no kadmij ulazi u sastav mnogih slitina, a primjenje se još u tekstilnoj industriji te u proizvodnji bojila. I što se na kraju s kadmijem događa? Zna se: završava u otpadnim vodama, u kanalizaciji, rijekama, a na kraju u hrani i pitkoj vodi – da bi izazivao već spomenuta oštećenja jetre i bubrega te dao svoj obol u nastanku malignih bolesti.
Iz rečenoga proizlazi samo od sebe: vodu treba pročistiti od kadmija. Lakše reći nego učiniti. Jer da bi se to učinilo, pročistilo vodu od kadmija, treba pronaći jeftin, jednostavan, a unatoč svemu tome djelotvoran postupak za njegovo uklanjanje. Takav su postupak nedavno objavili pakistanski znanstvenici u suradnji sa znanstvenicima iz Saudijske Arabije u njemačkom časopisu (izlazi još od 19. stoljeća!) Zeitschrift für Physikalische Chemie. Umjesto skupih i složenih sredstava za vezivanje (adsorpciju) kadmija upotrijebili su otpad s polja – lišće zlatnoga graha (engl. mung beans), grahorice sustavnog imena Vigna radiata.
Ipak nije sve jednostavno, nije to preliti prljavu vodu preko lišća – pa gotova stvar. Lišće treba prvo osušiti, potom izmrviti, a zatim prosijavanjem izvojili komadiće veličine 160 mesha. Ti se komadići potom ispiru deioniziranom vodom te ponovno suše na 60 oC. Tek tada su pogodni za vezivanje kadmija.
Kao kemičaru bilo mi je čudno čitati kako se o suhom lišću („čaju od zlatnoga graha“) govori na isti način kao o kemijskom spoju, tvari koja ima, zna se, jasno definiranu kemijsku formulu. Kadmij, koji se u vodi nalazi u ionskom stanju (Cd2+), veže se za spojeve s hidoksilnim (-OH) i amino skupinama (-NH2), no isto se događa ako se te skupine nalaze na ili u listu (bez obzira kojim kemijskim spojevima pripadale). Kemičar će ostati zakinut za molarne omjere i točnu narav interakcija, no unatoč tome moći će odrediti koliko se kadmija i pod kojim uvjetima veže za nejasno definiranu tvar koja se zove list zlatnoga graha.
Upravo su to učinili pakistanski znanstvenici. Ustanovili su da je dovoljno staviti samo 4 miligrama suhoga lista u mililitar vode da je pročisti od kadmija. Još važnije, izmjerili su da gram suhog lista može vezati do 13,44 mg kadmija. Kad to prevedemo u industrijsko mjerilo, ispada da se u toni suhoga lišća može nakupiti 13,44 kilograma kadmija. I što sad?
Ako bi se kadmijem kontaminirano lišće odlagalo ili spaljivalo ne bi se mnogo postiglo. Umjesto toga lišće se ispire razrijeđenom solnom kiselinom. Za lišće vezani kadmij prelazi u otopinu, a ono se potom ispire vodom i suši. Na taj način ne samo da se lišće može više puta upotrijebiti (najmanje četiri puta) nego se iz solne kiseline nakon ispiranja lišća može izdvajati kadmij. Tako je onečišćena voda postala sirovina za čistu, pitku vodu a s druge strane osebujna kadmijeva ruda.
Sad će se čitatelj zapitati: zar se nitko prije nije tomu dosjetio? Zar se lišće drugih kulturnih biljaka ne može iskoristiti za uklanjanje teških metala? Istina je da su mnogi o tome mislili, mnogi su otpaci iz poljoprivredne proizvodnje iskušani, no nijedan se nije pokazao tako dobrom kao rečeno lišće zlatnoga graha. Njegovo lišće ima najveći adsorpcijski kapacitet (13,44 mg/g), a usto veže kadmij u neutralnim otopinama (pH = 6-7), što nije slučaj s pripravcima od drugih biljaka.
