A vas jelentősége


ImageVannak olyan anyagok, a nyomelemek, vagy más néven mikroelemek, melyekből csak igen kis mennyiség szükséges a növények és az állatok számára, de jelenlétük nem nélkülözhető. A mikroelemek általában mg/kg, az ultramikroelemek viszont csak μg  mennyiségben vannak jelen a szervezetben. 

Fő funkciójuk az, hogy a fehérje természetű enzimek fémrészét alkotják. Nélkülük az enzimek nem működnének sem a növényekben, sem pedig az állatokban és így az anyagcsere lehetetlenné válik.
Ezek közül az anyagok közül a vas szerepével foglalkozunk. A vas előfordulását tekintve a természetben a 4. leggyakoribb elem, a Föld szilárd kérgének mintegy 5%-át alkotja. A vas különleges szerepet játszik az élővilágban. Általában nyomelemnek tartják, bár azoknál nagyobb mennyiség szükséges belőle.
A felnőtt ember testében pl. mintegy 5,5 g vas található, amelyből 3 g az oxigént szállító vörös vértestekben lévő hemoglobin egyik alkotórészeként funkcionál. Az izmokban lévő izomfestékben, a mioglobinban további 0,5 g vas van. Az állati szervezetekben, így a halak testében is hasonló a vas szerepe. Az alacsonyabb rendű szervezetek, mint pl. a csigák esetében az oxigénszállítást a vastartalmú hemoglobin helyett a réztartalmú hemocianin látja el. Ebből is látható, hogy a vasra nagyobb mennyiségben van szükség, mint általában a nyomelemekre.
A vas kémiailag gyakorlatilag kétféle formában létezik. Az egyik alak a két vegyértékű (Fe2), a másik pedig a három vegyértékű (Fe3) vas. Ezek tulajdonságaikat tekintve jelentősen különböznek egymástól.
Sok, az életműködések szempontjából fontos enzim is vastartalmú. Elég itt a sejtlégzést végző ún. citokróm enzimekre utalni, amelyek működése során mind a két, mind pedig a három vegyértékű vasnak egyaránt fontos szerepe van. A ciánmérgezésnél éppen az itt működő vas kerül nagyon stabil ún. komplex kémiai kötésbe, ami azonnali fulladást okoz. Ez a folyamat játszódott le a tiszai halak ciánmérgezésekor. Vastartalmú enzimek még a sejtoxidációban résztvevő kataláz és peroxidáz is.
A vasnak a növényi szervezeteknél is fontos szerepe van, ahol mint elektronszállító anyag, és mint a klorofill szintézis katalizátora játszik fontos szerepet. A növény a vasat két-, vagy három vegyértékű ion formájában, illetve komplex alakban ún. kelátmolekulaként is felveszi a talajból. A vashiány különben az a növényi hiánybetegség melyet elsonek ismertek fel és írtak le, ennek ellenére, napjainkban is egyik legnehezebben orvosolható probléma. Egyes növénykultúrákban jelentos károkat, mindenekelőtt terméscsökkenést okozhat.
Számunkra különösen érdekes a vas viselkedése vízben. Az akváriumba tett vasvegyület szinte azonnal "eltűnik" onnan. De vajon hová lesz? A magyarázat alapvető kémiai ismeretek birtokában igen egyszerű. A két vegyértékű szervetlen vas só pl. vasklorid (FeCl2) gyorsan hidrolizál, azaz vas-hidroxid (Fe(OH)2) keletkezik belőle amelynek vízben való oldhatósága igen alacsony, ezért csapadék formájában kiválik és lassan az aljzatra süllyed. A három vegyértékű vas esetében hasonló a helyzet FeCl3 - Fe(OH)3. Ez viszont még inkább oldhatatlan vegyület.
Akkor hogyan veszik fel a vasat a növények? Az említett csapadékokból nyomokban oldott vas-ionok, ha kielégítőek a fényviszonyok és rendelkezésre áll az asszimiláció másik "motorja" a széndioxid (CO2), akkor képes beépülni. Ha ezek a fontos környezeti tényezők nem elegendők, akkor hiánybetegség ún. klorózis lép fel. Ilyenkor a növényeink sápadt színűek lesznek. A klorózis elnevezést egyébként más sápadtsággal járó hiánybetegségre is használják.
ImageA víz pH-értéke is befolyásolja annak vastartalmát. Savanyú vízben a vashidroxid csapadék jobban oldódik, ezért ilyenkor magasabb lesz a víz vastartalma. A lágy és savanyú vizű helyekről származó növények ezért érzékenyebbek a vashiányra.
A vas reagál a vízben lévő szulfid-ionnal, amely a kénhidrogén (H2S) sója. Fontos viszont megjegyezni, hogy magával az igen mérgező kénhidrogénnel nem lép kémiai reakcióba. Mint tudjuk kénhidrogén a savanyú vízben, szulfid-ion viszont a lúgos kémhatású vizekben fordul elő. Az általában gyengén lúgos akváriumvízben a két vegyértékű vas-ion fekete színű oldhatatlan vasszulfid csapadékot képez. A három vegyértékű vas oxidáló tulajdonsága miatt előbb elemi ként választ le, miközben két vegyértékűvé redukálódik. A még mindig van szulfid-ion, akkor ezután képződik a vasszulfid csapadék. Ez egyben azt is mutatja, hogy a vas képes méregteleníteni egy igen veszélyes akváriumi bomlásterméket is.
A növény a vasat két-, vagy három vegyértéku ion formájában, illetve kelátmolekulaként is képes felvenni a vízből.  A vaskelátok olyan nagyméretű molekulákba zárt vas ionok, melyekből nem csapódik ki vashidroxid, ezért oldható, így a növények számára könnyen felvehetők maradnak. Ki kell emelni még a vas káros hatásai közül, hogy a vastartalmú vizekben elszaporodnak a vasbaktériumok, melyek úgy nyernek energiát, hogy a két vegyértékű vasat három vegyértékűvé oxidálják. Ez különösen vezetéki illetve ipari vizekben káros, mert  a baktérium telepek biofilmet alkotva szűkítik a csővezeték keresztmetszetét. Ilyen baktériumfaj pl. a Ferrobacillus ferrooxidans.
Összefoglalva az eddigieket: a vashiány jellemző tünetei minden más elem hiányjelenségeinél határozottabban, tipikus módon és formában nyilvánulnak meg az összes növényfajon. Kismérvű hiány esetén a növény legfiatalabb levelei sárgászöldre kivilágosodnak, a hiány fokozódásával az érközök citrom- vagy narancssárgára színezodnek amitol csaknem minden esetben elüt az erezet zöld színe. Minél fiatalabb a levél, annál intenzívebben jelentkeznek a jellegzetes klorózis-tünetek, melyek végül az erekre is átterjednek. Egészen nagyfokú hiány esetén pedig már a kibontakozó levél sárgásfehér vagy egészen fehér. A növényben elsosorban a fiatal levéllemezeken mutatkozik, amelyek sárgulva vagy teljesen kifehéredve mutatják a vasklorózis jelenségét, miközben az érhálózat gyakran zöld színu marad. Relatív vashiány léphet fel, akkor is, ha a víz foszfáttartalma (PO4) magas. Vashiány esetén a vízi mikroorganizmusok szaporodása is csökken, így a bomlástermékek lebontása is hiányt szenved.
Vastöbblet hatására is problémákat okoz a növényeknél: a mangán felvehetosége csökken, ezáltal mangánhiány léphet fel, de más anyagok felvehetoségét is gátolja.
Az eddigiekből láthatjuk, hogy milyen fontos szerepet játszik a vas az akvárium biológiai egyensúlyának biztosításában. Helyesen kialakított egyensúly esetén halaink egészségesek, színesek, növényeink pedig üde zöldek lesznek.


Dr. Szita Géza

Log in to comment