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Inquinamento da metalli pesanti dalle acque ai fondali: comprendere il fenomeno in laboratorio con attività microsperimentale e relativa didattica

Tra gli inquinanti i metalli pesanti ricoprono un ruolo importante, vengono infatti dissolti nelle acque dalle attività umane, soprattutto quelle industriali.Simulando nel nostro laboratorio scolastico questo fenomeno, durante le attività pratiche di microbiologia, avevamo dissolto...

stefano giuggia   by stefano giuggia
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Strumenti da laboratorio

Tempo di lettura/visione: 3 min

Introduzione

Tra gli inquinanti i metalli pesanti ricoprono un ruolo importante, vengono infatti dissolti nelle acque dalle attività umane, soprattutto quelle industriali.

Simulando nel nostro laboratorio scolastico questo fenomeno, durante le attività pratiche di microbiologia, avevamo dissolto in piccoli contenitori tre distinti  metalli in fase acquosa, una volta raccolti i loro singoli sedimenti, questi venivano purificati e diventavano l'oggetto della nostra ricerca sperimentale.

Le fasi attuative portarono a stabilire l'effetto inibitorio su colture microbiche e alla loro cristallizzazione ben illustrata dai fotogrammi.

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Obiettivi e Competenze Obiettivi e Competenze

Gli obiettivi disciplinari, essendo un'attività pratica erano strettamente legati al successo confermato dalle varie fasi esecutive.
I discenti ripetendo più volte i vari passaggi, finivano per acquisire capacità manuali correlate alla precisione, spendibili in diverse discipline affini, sia a livello laboratoriale che teorico, come richiesto dall'argomento dell'inibizione microbica riportato.

L'immagine in Figura 1 si riferisce alla filtrazione con carta usando l'imbuto e il successivo lavaggio con acqua distillata.
La Figura 2 mostra l'uso delle pipette aspiranti, che permette di introdurre un quantità ben precisa nelle provette allestite.

Strumenti Strumenti

Gli strumenti nel laboratorio di microbiologia comprendono: 

  • il microscopio;
  • i vetrini e la vetreria comunemente utilizzata nelle varie attività;
  • i diversi acidi, idrossidi e reattivi.
Figura 3 mostra un cilindro graduato, utilizzato per illustrare la formazione dei sedimenti (processo di decantazione). 
Figura 4 contiene ulteriori componenti della vetreria, che ci sono stati offerti per operazioni di travaso.

Metodologia didattica Metodologia didattica

Trattandosi di una attività di laboratorio, la lezione frontale rivolta ad una classe di diciotto alunni comportava necessariamente la suddivisione in quattro gruppi distinti, che potevano operare in sincronia.
Illustrato l'argomento, i gruppi venivano coinvolti nella ripetizione che permetteva loro di ottenere sia un maggior coinvolgimento che una chiarificazione tra loro stessi, inoltre il coinvolgimento dei loro insegnati: il sottoscritto e il tecnico pratico ed eventualmente l'assistente, rendeva più sicura l'esecuzione.

In Figura 5 possiamo osservare la dissoluzione del rame, ottenuta nelle fasi preparatorie si nota il colore azzurro creato dal rame. 
Figura 6 mostra la coltura di lieviti in fase acquosa: la catalasi enzimatica di questi microbi si può evidenziare aggiungendo qualche goccia di acqua ossigenata che libera ossigeno, facendo traboccare il liquido. In alcuni casi essa indica la buona capacità di crescita della coltura.

Linee guida delle attività Linee guida delle attività

L'esecuzione comportava la divisione dell'operato in tre fasi:

  1. Dissoluzione dei  tre metalli in soluzione salina costituita da acqua e sale, attuata disponendo in tre beker i singoli metalli,  due fili per il rame, due per lo stagno, mentre per il piombo vi erano due lamine; essi costituivano i poli positivi e negativi, da collegare ad un alimentatore elettrico che ne causava in breve la dissoluzione nell'acqua salata, si otteneva un buona quantità di deposito.
  2. Il deposito filtrato e lavato più volte per purificarlo, veniva essicato e poi solubilizzato in acqua distillata,per rendere possibile la perfetta e curata cristallizzazione.
  3. Il metallo solubilizzato offriva un liquido che era soggetto alle prove di inibizione  della crescita microbica.
Possiamo osservare in Figura 7 il montaggio nel beker dei due fili di stagno che vengono dissolti dalla corrente elettrica a basso voltaggio. Nel beker da microbiologia rappresentato in Figura 8 si nota il deposito formatosi, che nello specifico è costituito da sale mescolato al rame.

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Risultati attesi Risultati attesi

L'esecuzione, semplice nella presentazione necessitava però, di procedure atte a quantificare con discreta precisione sia il grado di inibizione sulle colture microbiche rappresentate da colture di lieviti, sia la concentrazione ideale, per dissolvere i tre tipi di deposito, in modo da ottenere un  buona  cristastallizazione  evidenziabile nei fotogrammi.

L'immagine in Figura 9 vuole illustrare la cristallizzazione, che come è evidente era riuscita in minima parte, risultava quindi un artefatto che sottolineava le difficoltà nell'ottenere la perfetta cristallizzazione, riportata però correttamente nell'allegato.

Valutazione Valutazione

Tutte le fasi esecutive per concretizzarsi richiedettero più tempo di quello inizialmente stabilito, errori e sbagli involontari, necessitavano talvolta della ripetizione dei vari processi, ma finivano per dimostrare creatività nei discenti che, a distanza di tempo sapevano riproporre correttamente tutti i lavori. Frutto questo di una loro forte tendenza, alla componente sperimentale della conoscenza, essenziale per un approccio con le biotecnologie, tipico dell'indirizzo di studi, scelto da questi giovani.

Riferimenti e links Riferimenti e links

Per approfondire il progetto si consiglia di scaricare l'allegato al progetto.

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