emmer met touw, trechter, 6 flessen 5 min Structuur van de analyse verduidelijken

Transcriptie

1 Labo Brussel en Wallonië 1. De leerlingen analyseren de waterkwaliteit van de waterloop waarop wordt gevaren op een stapsgewijze manier. 2. De analyse bestaat uit een zintuiglijk, fysico-chemisch en biologisch onderzoek. 3. De leerlingen begrijpen het belang van de te analyseren factoren voor het ecosysteem. 4. De leerlingen begrijpen de verschillen tussen de drie analysevormen (zintuiglijk = subjectief, fysico-chemisch = exact maar momentopname, biologisch (BBI) = indicatie voor de kwaliteit gedurende de voorbije jaren) 5. De leerlingen begrijpen wat normen zijn en kennen hun herkomst. 6. De leerlingen maken kennis met de overheidsinstanties die de waterkwaliteit van de waterlopen opvolgt. 7. De leerlingen kunnen met behulp van de normen en hun gemeten waarden de toestand van de waterkwaliteit bespreken. Werkwijze Inhoud Materiaal Timing Aandacht richten Structuur van de analyse verduidelijken Doceren instructies voor de zintuiglijke analyse Vraagstelling: Hoe is de waterkwaliteit van de waterloop waarop we varen. Staalname van het water. De begeleider hanteert de emmer om water te scheppen uit de waterloop. De leerlingen verdelen het water over 6 flessen. Lln gaan naar binnen en nemen plaats in groepjes aan de 5 tafels. We gaan het water op drie verschillende manieren onderzoeken: - Onze zintuigen gebruiken. Door te kijken en te ruiken kunnen we misschien eerste indicaties ontdekken. - Vervolgens gaan we als echte wetenschappers exacter te werk door het meten van factoren zoals de temp, de opgeloste zuurstof, hoe zuur het water is. - Als we de temp nu meten en we zouden ze vanavond nog eens meten, zullen we dan dezelfde waarden registreren? Nee, factoren zoals bvb temp zijn eigen aan één moment. De waarde ervan zal verschillen volgens het moment van de dag, het seizoen,. Om een beeld te krijgen van de waterkwaliteit door meting van deze factoren, zouden we veel vaker opnieuw moeten meten. BIM? (Wallonie) doet dit voor alle waterlopen. We kunnen dit niet want we passeren hier niet vaak genoeg. We kunnen wel een andere methode gebruiken om een idee te krijgen van hoe de waterkwaliteit hier de voorbije jaren is geweest: door te kijken naar diegenen die hier al die jaren in het water leefden = de waterdiertjes. Dit zal onze derde manier van analyseren zijn. Toon tijdens je uitleg de factoren per analysemanier op je bord. Met onze eigen zintuigen kunnen we al iets te weten komen over de kwaliteit van een waterstaal. We gebruiken onze neus om de geur van het water te bepalen, onze ogen om de kleur en de troebelheid van het water te bepalen. Plaats het paneel met de schetsen over de werkwijze goed zichtbaar op de labotafel en bespreek de factoren en de werkwijze. Geur 1 emmer met touw, trechter, 6 flessen bord Aquaria: Natuurlijke waterloop, biologische vervuiling door rioollozing van ongezuiverd water, chemische / giftige 5 min 3 min 5 min

2 Door vervuiling kan het water anders ruiken, bijvoorbeeld naar rotte eieren, verf, mest of naar olie. Rotte eierenlucht en ammoniaklucht worden door bijvoorbeeld bacteriën gemaakt wanneer er te weinig zuurstof of teveel organisch afval in zit. Water dat naar olie ruikt, kan vervuild zijn met stookolie. Proper water ruikt fris, lichte aardegeur. MAAR! Al heeft het water geen geur, dan wil het nog niet zeggen dat het een goede kwaliteit heeft. Wanneer is de geur een aanwijzing voor watervervuiling? Schep een beker uit het aquarium dat een natuurlijke waterloop voorstelt en laat de leerlingen ruiken. Je ruikt een aardegeur die natuurlijk is. Neem de fles met water uit het aquarium dat een waterloop met lozing van een riool met ongezuiverd water voorstelt en laat ruiken. De geur van rottend materiaal is heel sterk. Hier is duidelijk vervuiling aanwezig = niet OK. Neem de fles met water uit het aquarium dat een waterloop met chemische verontreiniging voorstelt en laat ruiken. Het heldere water doet niets vermoeden, maar de geur toont aan dat er wel degelijk vervuiling in het water zit = niet OK. Na mijn uitleg gaan jullie zoals aangeduid op de schets (zie paneel) de schroefdop van je fles draaien en ruiken. Probeer de geur te herkennen, vraag jezelf af wat je precies ruikt. Is het mest, aarde, verf,? Schrijf wat je ruikt op het bordje aan je tafel. Kleur Wanneer is de kleur een aanwijzing voor vervuiling? Om de kleur te bepalen kijken we recht op het wateroppervlak met een wit vlak op de achtergrond. We kijken door het natuurlijk aquarium en het aquarium met rioollozing. Ook het water van een natuurlijke waterloop heeft een kleur. (Lichtgeel) Deze kleur wordt bepaald door zwevende deeltjes in het water. Als er te veel zwevende deeltjes aanwezig zijn, zoals in het aquarium met de rioollozing, dan is de kleur veel duidelijker (bruin). Als water paars of fluo geel kleurt, dan is er duidelijk iets mis. Misschien loosde een bedrijf een duidelijk zichtbare onnatuurlijke of giftige stof. Hoe bepalen we de kleur van ons waterstaal (zie schets paneel)? Zorg dat de schroefdop goed vast zit en draai de fles om zodat de zwevende deeltjes niet meer op de bodem liggen. Hou een wit paneeltje achter de fles en kijk door de fles. Schrijf dan de kleur van je waterstaal op je bordje. Troebelheid Troebel water is het tegenovergestelde van helder water. Kleine deeltjes die in het water rondzweven maken het vervuiling. Paneel overzicht werkwijze. Schrijfbordjes aan iedere tafel. 2

3 water troebel. Hoe meer deeltjes er zijn, hoe moeilijker het wordt om iets door het water te zien, dus hoe troebeler het water is. Waarom mag water niet te troebel zijn? In troebel water kunnen bepaalde vissen niet leven. Zij moeten goed kunnen zien om hun voedsel te zoeken. Een snoek bijvoorbeeld is een roofvis en moet zijn prooi goed kunnen zien. Als het water troebel is, zal de snoek zuiverder water gaan opzoeken. Van de vissoort die vroeger opgegeten werd door de snoek, zullen er nu meer in leven blijven. Zo krijg je een ander visbestand in je beek of rivier. Andere vissen hebben minder last van troebel water. Hoe bepaal je de troebelheid (zie schets op paneel)? We gebruiken de troebelheidsmeter die bij iedereen op de tafel staat. Deze bestaat uit buisjes waar van links naar rechts meer zwevend materiaal in zit. Schud met de troebelheidsmeter. Schud met je waterstaal en hou de fles omgedraaid (met de dop naar beneden). Vergelijk de troebelheid van je waterstaal met de troebelheid van de buisjes. Welk van de 5 buisjes heeft dezelfde troebelheid? Schrijf het cijfer van het buisje op je bordje. <Bij de leerlingen van de 2 de graad kan de zintuiglijke analyse uitvoerig worden besproken, zoals hier werd geschreven. Bij de grotere leerlingen hou je de zintuiglijke analyse zeer beperkt tot een eerste indruk: ruiken we iets abnormaals, zien we iets abnormaals (cf. aquaria)? Bij hen wordt deze analyse beperkt tot 5 min uitleg.> 3 troebelheidsmeter Groepswerk De leerlingen voeren de instructies uit. 5 min Doceren - instructies voor de fysicochemische analyse Aquaria: Natuurlijke waterloop, rioollozing Paneel overzicht werkwijze. 5 min Meten is weten = door te meten gaan we veel exacter te werk. Inleiding Als je temp, e.a. parameters meet, hoe kan je dan weten of de gemeten waarde goed of slecht zijn? Daarom moet je ze ergens mee kunnen vergelijken, hiervoor kijken we naar de milieuwetgeving. In de wetgeving vinden we normen (grenswaarden) voor verschillende factoren. Deze waarden werden o.a. gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek, waarin bvb werd onderzocht welke temperatuur best niet overschreden wordt. Een overschrijding brengt het leven in de waterloop in gevaar. Ons land met haar gewesten is lid van de Europese Unie. De E.U. wil dat de rivieren in heel Europa tegen 2015 allemaal een goede waterkwaliteit hebben volgens deze normen (ze gelden voor het type waterloop waarop wij nu varen = grote rivier, gekanaliseerd, ). Onze waterloop staat in verbinding met waterlopen uit andere gewesten/landen dus al deze gewesten, landen, moeten dezelfde normen nastreven door ervoor te zorgen dat er geen of zo min mogelijk vervuild water in de waterloop stroomt. Dus wat we meten, gaan we telkens vergelijken met de norm (zie kleurenschakering op paneel en kaartjes). Schrijfbordjes aan iedere tafel. Zuurstofmeter Rodekoolsap, 3

4 Verwijs naar het paneel met de 5 verschillende categorieën erop (5 kleuren). Leg de kleuren uit. We kunnen hier niet alles wat in de wet staat onderzoeken, we gaan een paar belangrijke parameters eruit halen en iedere keer vermelden we ook waarom die parameter belangrijk is voor het leven in het water. Temperatuur Waarom is het belangrijk om de temperatuur te meten? Volgens de norm mag het water niet te vaak hoger dan 25 C worden. De effecten zijn: -In warm water kan minder zuurstof oplossen. (Secundair onderwijs: Wijzen naar de grafiek. Bij 0 C kan er ongeveer 2 maal zoveel zuurstof opgelost worden in het water, als bij 30 C!) De (koudwater)vissen die bij ons leven, kunnen niet tegen water dat warmer is dan 25 C. Ze sterven of kunnen zich niet meer voortplanten. De meeste dieren hebben een actief en een passief seizoen. In de winter koelt het water af en in de zomer warmt het water terug op. Als de temperatuur altijd hoog is, zal het dier in de war raken. Een vis weet niet meer wanneer hij eieren moet leggen, een kikker weet niet meer wanneer hij zijn winterslaap moet beginnen. Wanneer kan de watertemperatuur te hoog worden? (zomer, bij lozing van koelwater door industrie = thermische verontreiniging). Jullie mogen nu reeds de thermometer in de fles plaatsen. Raak fles en thermometer nu even niet meer aan, anders zal je de temperatuur beïnvloeden. Na mijn uitleg lezen jullie de temperatuur af en noteer ze op jullie bordje. Opgeloste zuurstof De hoeveelheid opgeloste zuurstof in het water is de belangrijkste factor voor de beoordeling van de kwaliteit van het water, want het is levensnoodzakelijk voor het leven in het water. Hoe komt zuurstof in het water? Door contact van de waterdeeltjes met de lucht. Stromend water heeft meer contact met de lucht dan stlstaand water. Waterplanten en oeverplanten (riet): overdag produceren planten zuurstof. Kunstmatig: luchtpomp, brandweer in de zomer, sluizen, Waarom is zuurstof in het water zo belangrijk? Bijna alle levende wezens hebben zuurstof nodig voor ademhaling. Ook planten doen aan ademhaling en halen zuurstof uit het water. Als het zuurstofgehalte te laag wordt, is er geen leven meer mogelijk. Om zuurstof te meten gebruik ik dit toestel. Ik plaats de sensor (voeler) in het water en de hoeveelheid opgeloste zuurstof verschijnt digitaal op het scherm, uitgedrukt in mg/l water. 4 bekers, azijn, soda, leidingwater

5 Meet zuurstof in aquarium natuurlijke waterloop. Vergelijk met norm (OK?) Hoe is de zuurstofhoeveelheid als ongezuiverd afvalwater in de waterloop komt? Meet zuurstof in aquarium biologisch afval. Vergelijk met norm (niet OK). Wie verbruikte hier alle zuurstof? Welke levende wezentjes leven massaal op het afval en gebruiken hier alle zuurstof op? (bacteriën) Hier is geen ander leven in mogelijk! Indien ruim al behandeld in expo: Het zelfzuiverend vermogen van de waterloop hangt samen met het zuurstofgehalte in de waterloop: de schoonmaakploeg (bacteriën) heeft zuurstof nodig voor de afbraak van afval. Zo kan al de zuurstof opgebruikt worden en gaat het water stinken; want sommige bacteriën die zonder zuurstof werken, maken stinkende gassen. Indien voldoende tijd of secundair onderwijs: Als een rioolbuis met ongezuiverd afvalwater in een waterloop uitmondt, dan kan je dat duidelijk zien. Als sproeistoffen, meststoffen van de boer met de regen afspoelen naar de waterloop dan zie je dat niet, hoewel er ook afvaldeeltjes in het water belanden. Dan kan het gebeuren dat er massaal algen bloeien in de waterloop. check zuurstof in aquarium met eutrofe waterloop en bespreek de zuurstofschommelingen. Hier overleven macroinvertebraten zoals bvb slakken of muggenlarven (zie straks) die de zuurstof uit de lucht meenemen onder water, maar geen andere organismen waarvoor zuurstof noodzakelijk is. Na de uitleg kom ik bij 1 groepje de zuurstof meten van het waterstaal. De zuurstofbepaling doe je zelf. Een zuurstofmeter kost zo n 1000 euro!!! Zuurgraad (ph) Is het water zuur, zepig / basisch of neutraal? Demonstreer met hulp van 1 leerling de werking van de indicatorvloeistof. Zet 3 bekers naast elkaar Giet in elke bekers ongeveer evenveel leidingwater b.v. 100 ml Giet in de eerste beker een scheutje azijn: Dit leidingwater is nu niet meer neutraal maar zuur. Laat de leerlingen zure stoffen opsommen die ze kennen. In de tweede beker doe je niets bij: Dit leidingwater is neutraal gebleven. Doe in de derde beker een schepje soda (natuurlijke zeep), roer goed tot de soda opgelost is: Dit leidingwater is zepig of basisch. Met het blote oog kan je de zure, neutrale, basische vloeistof niet meer onderscheiden. Daarom gebruiken we een verklikkervloeistof. Hoe kleurt de verklikker een zure vloeistof? Laat je assistent een paar druppels verklikkervloeistof in de beker brengen en ontdek samen de verkleuring. Hoe kleurt de verklikker een neutrale en een basische vloeistof? Idem. 5

6 We willen weten of het waterstaal zurig, basisch of neutraal is. Welke toestand is het best voor het leven in de waterloop? We hebben een test uitgewerkt op plantenzaden (tuinkers). De zaden ontwikkelen het best in neutraal water. Zie ook normen en paneel met ph-waarden. De indicatorvloeistof of verklikkervloeistof is rodekoolsap. Het kleurt roze in een zure omgeving, blauwig-paars ineen neutrale omgeving en groen in een basische omgeving. Soda is een zout (formule Na2CO3= natriumcarbonaat) dat in de natuur voorkomt. Maar soda wordt ook gemaakt uit ammoniak, koolzuurgas en keukenzout. Soda bestaat uit kleine kristalletjes, brokjes. Ze lossen op in water. Dit water zal zepig zijn, in de scheikunde zegt men basisch. Nu wordt soda nog gebruikt om b.v. hele vette pannen en potten schoon te maken, om de afvoer van wastafels, gootstenen en bad vrij te houden. Indien secundair onderwijs: De meeste vissen kunnen goed leven in neutraal water. Zuur water tast bij vissen de kieuwen en de beschermende slijmlaag aan. Te zepig of basisch water werkt even irriterend. De ph-waarde van een omgeving beïnvloed chemische omzettingen in het water. Zo zullen ammoniumionen (NH4+) in een basische omgeving omgezet worden tot het giftige ammoniak en niet tot nitrieten en nitraten (mits ook aanwezigheid van zuurstof). Wat is de ph-waarde van het waterstaal? (zie schets op paneel) Instructies voor de leerlingen: Giet 50 ml (?) van het waterstaal over in de kleine fles. Voeg 5 druppels verklikkervloeistof bij het volume toe. Noteer op je bord of het waterstaal neutraal, zuur of basisch is. Voor de kleinste leerlingen (leerlingen 2 de graad) bepaal je enkel temperatuur en opgeloste zuurstof. Sla de demonstratie en meting van zuurtegraad over aangezien dit begrip voor hen moeilijk vatbaar is. Hou ook de uitleg over opgeloste zuurstof eenvoudig. Beperk voor hen de tijd voor uitleg tot 10 min. Door zuurtegraad voor hen over te slaan, hebben ze meer tijd om de waterdiertjes te ontdekken. Daar genieten ze van! Groepswerk Leerlingen voeren de metingen uit. De begeleider meet bij 1 groepje de opgeloste zuurstof. 10 min Doceren - instructies voor de biologische analyse Als we willen weten of onze waterloop een goede kwaliteit had gedurende de voorbije jaren, moeten we op zoek gaan naar het leven erin. Met het blote oog zijn éénoogkreeftjes, roeipootkreeftjes en watervlooien in het waterstaal (soms) te zien. Als de puntjes in de fles in een andere richting bewegen dan de troebele deeltjes zijn het diertjes. Laat de leerlingen door hun fles kijken op zoek naar zooplankton. Zien ze op deze manier al enig leven? We gaan ons beperken tot de diertjes die we kunnen zien met het blote oog. Deze heten macro-invertebraten. 10 min 6

7 Bespreking conclusie Macro = groot (zichtbaar met blote oog). Invertebraten = ze hebben geen wervelkolom. Eerst moeten we achterhalen welke diertjes we vinden. Als we weten wie ze zijn, dan kunnen we achterhalen wat we al kennen over hun levenswijze en wat ze ons vertellen over de waterkwaliteit. Neem paneel BBI erbij. Op dit paneel zie je cijfers van 0 tot 10 staan. Je kan dit cijfer vergelijken met je rapport. Vanaf welk cijfer op je toets ben jij (je ouders of leerkracht) blij? 5 = nipt voldoende, het moet beter, 7 = matig, 8 = goed. Hier op het paneel geldt een 5/10 voor een nipt voldoende waterkwaliteit, maar het moet beter, De indexwaarde schommelt tussen 0 (zeer slechte kwaliteit) en 10 (zeer goede kwaliteit). De bekomen resultaten worden met een kleur aangeduid: van goed naar slecht: blauw, groen, geel, oranje, rood, zwart. Bij welke diertjes of wanneer wordt het cijfer/10 beter en dus de waterkwaliteit? De rechterbovenzijde. De diertjes aan de bovenzijde van de tabel zijn gevoelig voor vervuiling (voor lage zuurstofconcentratie). Dus als je hen vindt in je waterloop dan wil dat zeggen dat er de voorbije jaren steeds voldoende zuurstof aanwezig was. Bovenste rij op de tabel toont het aantal verschillende soorten die je vond in het water. Dus hoe beter de waterkwaliteit, hoe meer verschillende soorten dieren er kunnen leven. Ter illustratie van deze BBI determineren we samen aan de hand van een determinatiesleutel een levend macroinvertebraat dat we met behulp van een flexcam projecteren op een televisietoestel. Aan de hand van de gevonden macro-invertebraten kan een BBI-bepaling gebeuren. Je stelt een beoordeling van de waterkwaliteit op adhv. de macro-invertebraten aan boord. Let op : deze macroinvertebraten zijn niet afkomstig van de waterloop waarop je vaart. Je demonstreert enkel de werkwijze. De wereld van de waterorganismen is een onbekende wereld voor de leerlingen. Laat hen vooral kennismaken met deze wondere wereld en geef a.d.v. het boekje met macro-invertebraten wat extra uitleg over hun manier van leven. Je kan de beleving nog spannender maken door bijvoorbeeld een slak (ook waterplanten) te laten aanraken. Voor de leerlingen van de 2 de graad moet deze kennismaking voorop staan. Zorg dat ze vooral begrijpen dat de biodiversiteit stijgt als de waterkwaliteit goed is. Werd er zintuiglijk iets abnormaals vastgesteld? Worden er op dit moment fysico-chemische normen overschreden? Welk cijfer op 10 krijgt de biologische kwaliteit volgens de gegevens van BIM? Leidt hieruit de conclusie af. 2 min 7