Takenbundel. Aarde Bodem. Milieuonderzoeker MO oriëntatiefase beroepsfase afstudeerfase

Transcriptie

1 Takenbundel Aarde Bodem oriëntatiefase beroepsfase afstudeerfase Milieuonderzoeker MO auteur: Piet de Jongh eindredactie: versie:

2 taak 1. Grond in Beeld plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen. In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen. Doen Het vergrote beeld van grondsoorten zal je verbazen. Door het goed bekijken van bodemdeeltjes kun je al veel over de ontstaansgeschiedenis van het materiaal te weten komen. Ook humeuze gronden geven een interessant beeld onder het binoculair. Je kunt er bijvoorbeeld mee onderzoeken of het organisch materiaal al gemineraliseerd is of nog vers. Benodigdheden - binoculair (met lampje) - gedroogde grondmonsters op petri-schaaltjes van bijvoorbeeld leem, rivierzand (grof), duinzand (fijn) en klei - Grondmonsters op petri-schaaltje van humeuze zandgrond, veen, potgrond en compost. Werkwijze 1. Stel het binoculair scherp en zorg voor voldoende lichtinval. 2. Bestudeer de grondmonsters en beantwoord de onderstaande vragen. DEEL A: Vragen die je voor elk monster moet beantwoorden. 1. Is de (zand)korrelgrootte in elk monster meestal gelijk of gevarieerd? 2. Noteer per (zand)monster de kleur van de korrels. 3. Beschrijf de vorm van de korrels in elk (zand)monster. 4. Kijk speciaal naar de organische stof in de monsters en beschrijf per monster: - aanwezigheid van plantaardige vezels - aanwezigheid van dierlijk leven - aanwezigheid van afgebroken, fijn verdeelde humus - totaal gehalte aan organische stof DEEL B: Vragen over een specifiek monster. 5. Kies een leem-monster. Kun je er afzonderlijke korrels in ontdekken? 6. Kies een klei-monster. Zie je er structuren in? Zo ja welke? Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 2

3 DEEL C: Vragen over de theorie bij dit onderwerp. 7. Noem twee manieren waarop zandkorrels een afgerond uiterlijk krijgen. 8. Geef voorbeelden van gebieden waar deze processen plaatsvinden. 9. Hoe komen zandkorrels aan een kleur? 10. Hoe wordt verse organische stof afgebroken tot humus? 11. Leg uit of de aanwezigheid van (zand)korrels wel of geen functie heeft in compost. 12. Welke (scheikundige) vorm van organische stoffen in de bodem heeft de grootste bindingskracht voor chemische stoffen in het algemeen? Check & act DOSSIERWERKSTUK Beantwoord de vragen en noteer deze in je dossier. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 3

4 taak 2. Bodemprofiel plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen 30 minuten In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen do De gevoeligheid van grond voor de verspreiding van verontreinigingen wordt in sterke mate bepaald door de opbouw en samenstelling van het bodemprofiel. Je gaat in deze opdracht een aantal aanwezige profielen beoordelen. Benodigdheden - geprepareerd bodemprofiel - mapje bodemprofielen in kleur Werkwijze Kies in overleg met de docent een of meerdere profielen die je gaat beschrijven. a Maak een profielbeschrijving van het geprepareerde bodemprofiel met aandacht voor de volgende dikte van de horizonten: kijk goed op welke diepte er een overgang naar zaken: een volgende horizont ismateriaal in de horizonten: let goed op het voorkomen van grof/fijn zand, klei, veen, humusrijke en humusarme delenroestverschijnselen: kijk goed of en waar je roestvlekken waarneemtopmerkingen/bijzonderheden: heeft het profiel een bijzondere achtergrond of zijn er andere opmerkelijke zaken te melden. b. Maak de vragen bij de profielen die je uit het mapje hebt gekozen. De mapjes worden los door de docent verstrekt, maar er is ook een PDF te vinden op wikiwijs. Check De vragen worden nabesproken in de les. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 4

5 Benodigdhedenporseleinen kroesjeverwarmingsapparaat (oven of driepoot met porseleinen driehoek) kroezentangweegschaalexsiccator taak 3. Bepaling organische stofgehalte plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen 30 minuten In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen do Kijk als introductie eens naar Het is zeer moeilijk om op een directe manier het organische stofgehalte te bepalen. Laboranten kiezen dan ook voor de gloeiverliesmethode. Hierbij gloei je alle stof die je wilt meten weg. Hoe je dan uiteindelijk toch kunt meten wat je wilt weten, wordt je duidelijk als je het zelf een keer hebt uitgevoerd. Werkwijze 1. Weeg 10 gram droge grond af in een porseleinen kroesje. Noteer het gewicht. 2. Verhit het kroesje en de grond 20 minuten op minstens 550 C. 3. Plaats hierna het kroesje in een exsiccator en weeg na afkoelen. Noteer ook dit gewicht. a. Bereken uit de gevonden massa s het organische stofgehalte. b. Welke invloed op de eindwaarde zou het hebben als je de grond vooraf niet goed had gedroogd? c. Classificeer je grondmonster aan de hand van het organische stofgehalte met behulp van de figuur 1.8 uit de theoriebundel. check & act DOSSIERWERKSTUK Beantwoord de vragen en noteer deze in je dossier. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 5

6 Benodigdhedenweegschaaldemi-waterpH-meter magneetroerder met roervlotwee 100 ml bekerglazen 1 molair KCl-oplossinggrondmonster(s) taak 4. Bepaling van de ph van grond plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen 30 minuten In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen do Het maakt nogal wat uit of je de ph van grond meet in zuiver water of in een KCloplossing. In dit experiment zullen we voor verschillende grondsoorten onderzoeken wat dit verschil is. Figuur Verdringing van de positieve ionen aan de grond door K-ionen Werkwijze 1. Weeg op de weegschaal in twee bekerglazen van 100 ml, 20 gram luchtdroge, gezeefde grond af. 2. Voeg aan één van de bekerglazen 50 ml gedestilleerd water toe en roer de oplossing enkele minuten. 3. Merk dit bekerglas met ph-h2o. 4. Voeg aan het andere bekerglas 50 ml molair KCl-oplossing toe en roer eveneens enkele minuten. 5. Merk dit bekerglas met ph-kcl. 6. Meet met een geijkte ph-meter de ph van beide oplossingen en noteer de waarden. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 6

7 a. Noteer de ph s en verklaar het verschil van de beide ph waarden. b. Leg met behulp van een reactievergelijking uit dat je de verzuring van de grond kunt tegengaan door er kalk (CaCO3) op te strooien. c. Waarom vind je een lage ph KCl bij hoge humusgehalten in de bodem? d. Waarom worden metaalionen als ijzer en koper slecht opneembaar als er veel OH- ionen in de bodem zijn zoals bij een hoge ph? e. Waarom is het ongunstig dat organische stof snel wordt afgebroken zoals bij hoge ph waarden? f. Planten lijden bij lage ph aan kalkgebrek. Hoe komt dat denk je? check & act DOSSIERWERKSTUK Beantwoord de vragen en noteer de antwoorden in je dossier. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 7

8 Benodigdhedentrilzeef met zeven van 45, 90, 125, 250, 500 en 1000mu. (andere maaswijdten zijn ook goed) vaste stoftrechter bekerglazenbalans 0,1 gram binoculairs taak 5. Bepaling van de korrelgrootteverdeling plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen 30 minuten In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen do Onder de korrelgrootteverdeling verstaan we de massaverhouding van de grootte van de diverse zandkorrels in een grondmonster. Deze gaan we in dit experiment onderzoeken. Wij gebruiken hiervoor de zeefmethode. Voor het uitzeven van de monsters gebruikt men zeven met verschillende maaswijdten, die boven op elkaar worden gezet. Het doel van dit experiment is een inzicht te krijgen in de grootte van de bodemdeeltjes en deze zo te classificeren. Ook kun je op deze manier de zandmediaan berekenen, waarmee je een inzicht krijgt in de gemiddelde korrelgrootte. Al deze gegevens zijn zeer interessant indien je belangstelling uitgaat naar de doorlaatbaarheid van de grond, zijn absorberend vermogen en vele andere grondparameters. Uitvoering 1. Weeg 100 gram gedroogde grond af in een bekerglas. Zorg dat er geen aan elkaar gekitte korrels meer aanwezig zijn en verwijder eventuele organische delen. 2. Breng deze 100 gram op de bovenste zeef en bevestig alles stevig op de trilplaat. 3. Stel in op 5 minuten triltijd. 4. Weeg de korrelfractie met de zeef en daarna de lege zeef nogmaals. Noteer de massa van de fractie. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 8

9 a. In een eerder uitgevoerd experiment hebben we de korrelgrootte verdeling van een grondmonster bepaald. Resultaten Van een monster werd 40,0 gram droge grond < 2 mm afgewogen. De organische stof werd verwijderd en na gloeien bleek er over te zijn: 35,67 g. Vervolgens werd een zeefproef uitgevoerd. De gemeten massa s staan in de tabel. Klasse (µm) Massa (g) 0,59 2,21 6,02 14,71 9,10 3,09 1.Hoe zou het verschil tussen de beginmassa van 35,67 en de som van de gewogen massa s ontstaan kunnen zijn? 2.Bereken de massafractie organische stof. 3.Bereken de korrelgrootteverdeling in % van de minerale deeltjes en geef deze weer als staafgrafiek. b. Waarom worden water, organische stof en grinddeeltjes buiten beschouwing gelaten? c. Maak een staafdiagram van de massa % van de verschillende fracties uit je eigen experiment. Welke fractie komt het vaakst voor? d. In welke categorie wil je het grondmonster classificeren?(zie onder) a. Waarom moet de grond goed gedroogd worden? b. Waarom mogen grove grinddeeltjes in deze bepaling niet worden meegenomen? Figuur: Indeling en benaming van het gemiddelde van de zandkorrelgrootte (zandmediaan): Korrelgrootte < 50 tussen 50 en 90 tussen 90 en 125 tussen 125 en 250 tussen 250 en 500 tussen 500 en 1000 > 1000 Naam silt en lutum uiterst fijn zand zeer fijn zand matig fijn zand matig grof zand zeer grof zand fijn grind check & act DOSSIERWERKSTUK Beantwoord de vragen en noteer de antwoorden in je dossier Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 9

10 BenodigdhedenpH-meter of ph-papier bekerglazen van 50 of 100 ml "zure regen van ph = 4" roerstaafjes of roermotor met vlogrondmonsters: bijvoorbeeld zandige klei, kalkhoudend zand, kalkloos zandtrechter met filterpapier (niet te fijnmazig) taak 6. Zuurbuffering plan resultaat vooraf werktijd belang Je krijgt inzicht in waar de bodem uit is opgebouwd en welke processen er zich afspelen 30 minuten In ons land komen verschillende grondsoorten voor. Er is meer dan zand alleen. Bodemeigenschappen en de aard van het materiaal waaruit de bodem is samengesteld, hebben een grote invloed op bijvoorbeeld het leven dat er zich op en in afspeelt. Daarom is het van belang dat je de belangrijkste grondsoorten kunt herkennen en iets weet van hun eigenschappen doen ONDERDEEL I ZURE REGEN Dat de invloed van "zure regen" op de verschillende grondsoorten niet gelijk is, blijkt uit onderstaande figuren. Figuur: Verloop van de ph tijdens een experiment waarbij over verschillende grondsoorten vijfmaal een hoeveelheid zuur water (bui) is gegoten. Grond kan een bepaalde hoeveelheid H-ionen uit het zure regenwater opvangen. Na verloop van tijd verdwijnt dit bufferend vermogen. Hierna zal het doorsijpelende water dezelfde zuurgraad hebben als het regenwater. In dit experiment gaan we dit verschijnsel voor verschillende grondsoorten onderzoeken. Werkwijze Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 10

11 Zie de opstelling en bouw deze na. Figuur: Opstelling zuurbuffering van grond 4. Weeg 20 gram grond af en breng deze in een trechter met filter. 5. Giet hierop 50 ml "zure regen" en vang deze, na passage, op in een bekerglas. 6. Meet de ph van dit percolaat. 7. Zonder de grond aan te raken wordt de proef 4 x herhaald. 8. Desgewenst kun je dit experiment gelijktijdig op meerdere grondsoorten uitvoeren. a. Zet de gemeten ph-waarden van de percolaten per grondsoort in een overzichtelijke tabel. b. Verklaar waarom de ph van een bepaalde grondsoort niet of nauwelijks verandert. c. Stel vast bij welke grondsoort de ph de hoogste waarde bereikt en probeer te verklaren, wat hiervan de oorzaak is. d. Verklaar, waarom de ph bij de eerste meting nog altijd hoog is en later bijna altijd weer terug zakt naar de beginwaarde. e. Wat voor ionen kun je verwachten in het percolaat van de kleigronden? Licht je antwoord toe. f. Welke gronden zijn het beste bestand tegen verzuring? Licht je antwoord kort toe. g. Toets je resultaten aan de hand van de bij de oriëntatie vermelde grafieken. Kloppen ze? Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 11

12 Benodigdhedengedroogde niet verkitte grondmonsters 10% HCl-oplossingkleine bekerglaasjes ONDERDEEL II: Kalkgehalte van de bodem Dit experiment is afgeleid van NEN 5104, hoofdstuk 5. In de bodembeschrijving is het kalkgehalte een belangrijke variabele. Niet alleen voor de landbouwkundige toepassing maar ook voor het inzicht in de mogelijkheden tot verspreiding van een bodemverontreiniging is het belangrijk te weten wat globaal het kalkgehalte van een bodem is. Bij de bodembeschrijving schat je het kalkgehalte van grond naar de mate van opbruisen met verdund zoutzuur. Er worden drie klassen onderscheiden: 1. Kalkloos materiaal: geen opbruisen; komt overeen met minder dan 0,5% CaCO 3 volgens een analytische bepaling 2. Kalkarm materiaal: hoorbaar opbruisen; overeenkomend met 0,5-1 à 2% CaCO 3 3. Kalkrijk materiaal: zichtbaar opbruisen; overeenkomend met meer dan 1 à 2% CaCO 3 Werkwijze Voeg druppelsgewijs het verdunde zoutzuur aan het grondmonster toe. Hoor en kijk of je bruisverschijnselen waarneemt. a. Classificeer de grondmonsters naar hun kalkgehalte. b. Schrijf de vergelijking op voor de reactie tussen zoutzuur en kalk. c. Welke twee belangrijke functies heeft kalk in de bodem? d. Hoe komt het dat het kalkgehalte van zandgronden op natuurlijke wijze afneemt? check & act Voer de experimenten uit en beantwoord de vragen. Noteer de antwoorden in je dossier. Helicon Opleidingen MBO Den Bosch, Milieu-onderzoek en Inspectie 12