Transcript Das Wasser der Vechte - Kardinal-von-Galen

Das Wasser der Vechte
eine chemische Untersuchung im Bereich der
Gemeinde Schöppingen
Kardinal-von-Galen-Schule Schöppingen
Das Projekt
Wir, die 23 Schülerinnen und Schüler der Klasse 6c der Kardinalvon-Galen-Schule Schöppingen, wollten wissen, wie gut das
Wasser der Vechte ist. Wir wollten wissen, welche Stoffe darin
sind und wie es sich vom Zusammenfluss von Rokeler und Burloer
Bach bis zur Gemeindegrenze ändert.
Am 8. Mai 2001 fuhren vormittags 2 Gruppen von je 4 Schülern
mit unserem Lehrer zur Vechte und nahmen an 8 Stellen
Wasserproben.
Wir schöpften das Wasser mit einem Eimer, der an einem Seil
hing, von den Brücken aus dem Fluss oder machten den Eimer an
einer Stange fest und holten das Wasser vom Ufer aus.
Projekt „Vechtewasser“
Anregung durch Wettbewerb des Kreises
Klasse: 6c (23 Schüler)
Zeitaufwand: nicht messbar, da oft in vielen kurzen Abschnitten
im Chemie- und Mathematikunterricht gearbeitet wurde, auch in
Pausen, z.B. bei einzelnen Nachmessungen
Motivation und Einsatz der Schüler: sehr unterschiedlich von
hoher Bereitschaft bei den meisten Schülern bis Desinteresse,
gepaart mit Störung der Abläufe durch einige, wobei die
Bereitschaft allerdings mit der Zeit stieg.
Vorarbeiten
•Überholung der schuleigenen elektronischen Geräte, Kalibirierung mit
Testflüssigkeiten, Vergleich der gemessenen mit bekannten Werten aus Analysen des
Wasserwerks und privaten Anlagen
•Sichten und Neubeschaffung von Reagenzien aus dem Testkoffer, was
dankenswerterweise Herr Bröker übernahm
•Prüfung der Methoden auf Eignung für Schüler der 6. Klasse
•Suche nach einfachen Testsätzen für Nitrat und Härte, da die Titration mit
Reagenzien aus dem Testkoffer für die Schüler zu schwierig erschien.
•Beschaffung eines Leihgerätes vom Angelverein für die Messung von Sauerstoff da
die Chemikalien aus dem Testkoffer (Laugen und Säuren) für die Schüler zu
gefährlich und die Abläufe zu schwierig waren. Das Gerät besorgte wiederum Herr
Bröker.
•Suche nach geeigneten Messstellen, die ohne Gefahr zugänglich waren.
Durchführung
•Informationen aus dem Internet, welche Stoffe im Wasser enthalten sein können und was andere
Schulen,Angelvereine usw. gemessen haben.
•Information aus dem Internet und Lexikon, woher die fraglichen Stoffe bzw. Eigenschaften herrühren können und
welche Auswirkung sie haben. Dazu waren Fragebögen vorbereitet und brauchbare Internetadressen angegeben
worden.
•Einübung einfacher Testmethoden am Leitungswasser, dem Wasser des Gartenteichs und des „Schulbachs“ und
Trinkwasser aus 2 privaten Anlagen
•Planung der Messstellen anhand einer Karte
•Entnahme von Wasserproben aus 8 Messstellen durch 2 Gruppen von je 4 Schülern, Bestimmung von jeweils 4 Werten
mit elektronischen Geräten vor Ort: Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und Sauerstoff, wobei letzterer wegen des
teuren Leihgerätes vom Lehrer bestimmt wurde.
•Bestimmung der anderen Werte mit Hilfe von Teststäbchen, Reagenzien usw. durch Gruppen in der Schule
•Überprüfung fragwürdiger Werte durch den Lehrer und ggf. Neubestimmung
•Auswertung der Ergebnisse und Vorbereitung der Texte in Stichworten anhand der Fragebögen (s. Nr. 2) durch die
Klasse
•Verarbeitung der Stichworte zu flüssigen Texten durch jeweils ein bis zwei Schüler
•Eingabe der Texte in den Computer
•Korrektur und Formatierung der Texte durch den Lehrer
•Färben und Beschriften von Kartenkopien
•Aufkleben der Texte, Karten und Fotos auf Karton
Lernziele
•Einübung einfacher Labortechniken: Abfüllen definierter Wassermengen,
Eintropfen von Reagenzien, Vergleich der Lösungen mit Farbskalen, geduldiger
Umgang mit den Sensoren der elektronischen Geräte
•
•Kenntnisse von den Stoffen im Wasser, ihrer Herkunft und ihren
Auswirkungen
•
•Einsicht, dass Fluss- wie Trinkwasser gefährdet und schützenswerte Güter
sind
•
•Übung im Auffinden von Informationen im Internet
•
•Übung im Entnehmen von Informationen aus längeren Texten
•
•Übung im Verfassen von kurzen Sachtexten
•
•Gewöhnung an Arbeit in Gruppen und kameradschaftlicher Umgang miteinander
•
•Kennenlernen der Umgebung von Schöppingen
Unsere Messstellen
bei Möllenkotte hinter dem Mühlenwehr
bei Hummert, nachdem die Vechte durch
viele Felder geflossen ist
an der Grillhütte hinter dem Zufluss von
der Kläranlage
an der Amts-Str. hinter dem Zufluss der Welle
bei Schlüter hinter dem Schlachthof Tummel
bei Wasserkönig, nachdem die Vechte durch
viele Felder geflossen ist
an der Vechtebrücke hinter Eggerode
bei Löderbusch nach dem
Zusammenfluss der Quellbäche
Einleitungen und
Zuflüsse
8
Mühle
7
Felder
Kläranlage
6
Welle
5
4
Schlachthof
3
Felder
Felder
2
1
Messstellen
1
-
8
Die Messungen am Fluss
Zuerst spülten wir den Eimer mit dem Wasser aus und holten
eine neue Probe, damit nicht anderes Wasser die Werte
verfälscht. Dann füllten wir vorsichtig eine Plastikflasche für die
Messungen in der Schule.
Das restliche Wasser untersuchten wir sofort auf Temperatur,
Leitfähigkeit, pH – Wert und Sauerstoff. Dazu benutzten wir
vier elektronische Geräte. Die Sauerstoffmessung machte aber
unser Lehrer, weil das Gerät dazu vom Angelverein nur geliehen
und sehr teuer war.
Die Messungen am Fluss
Jutta, Sascha und Tom
messen an Hummerts Brücke
die Temperatur und die
Leitfähigkeit
Andre, Caroline, David und
Marina messen den pH-Wert
und die Leitfähigkeit
Die Messungen in der Schule
In der Schule untersuchten wir die verschiedenen Wasserproben
weiter.
Bei der Nitrat-Messung tauchten wir ein Stäbchen in das Wasser.
Das Stäbchen verfärbte sich und an einer Farbskala konnten wir den
Wert für das Nitrat ablesen.
Für die Härte tropften wir eine Testflüssigkeit in 5 ml Wasser. Es
färbte sich zuerst rot. Wir zählten die Tropfen, bis das Wasser grün
wurde. Die Anzahl der Tropfen gab dann die Härte an.
Für Ammonium, Phosphat und Nitrit tropften wir Chemikalien in 10 ml
Wasser. Wir mussten 5 oder 10 Minuten warten. Dann war die Probe
verfärbt und wir konnten den Wert an einer Farbskala ablesen.
Die Messungen in der Schule
Angela, Kerstin und Lars bei
einer Nachprüfung
David und Patrick stellen die
Wasserhärte fest.
Caroline, Nicole und Marina
prüfen einen pH-Wert.
Benjamin und Tom messen den
Nitrat-Gehalt.
Temperatur
Von der Temperatur des Wassers hängt es ab, wie viel
Sauerstoff darin ist. Kaltes Wasser kann viel mehr Sauerstoff
aufnehmen als warmes. Von der Temperatur hängt es auch ab, wie
die Tiere sich vermehren und wie stark die Wasserpflanzen
wachsen.
Das Wasser der Vechte war kühl (9,90 - 10,90) und wurde bei
den letzten zwei Messstellen etwas wärmer (11,70). Das konnte
daran liegen, dass wir die Messungen später vorgenommen haben,
als auch die Luft wärmer wurde (bis 140).
Der pH - Wert
Der pH - Wert sagt uns, ob das Wasser sauer oder mehr eine Lauge ist.
Bei pH 7 ist das Wasser neutral,
unter pH 7 ist es sauer,
über pH 7 enthält es Lauge.
Der pH - Wert bestimmt auch, welche Tiere in diesem Wasser
leben. Manche Fischarten brauchen z.B. leicht saures Wasser.
Das Wasser der Vechte hat einen pH – Wert um 8,2. Es enthält
also etwas Lauge. Dieser Wert ist für die meisten Tiere und
Pflanzen aus unserer Gegend gut.
Sauerstoff
Wasser enthält immer einige Gase und auch etwas Sauerstoff. Er
kommt aus der Luft hinein oder wird von den Wasserpflanzen
produziert. Alle Tiere brauchen den Sauerstoff zum Leben. Die
Fische nehmen ihn mit ihren Kiemen aus dem Wasser. Am
Sauerstoffgehalt liegt es auch, welche Tiere im Wasser leben.
Forellen brauchen viel Sauerstoff, Karpfen viel weniger.
In der Vechte ist genug Sauerstoff, nämlich 10,4 bis 12,1 mg/l. Bei
der 8. Messstelle war der Sauerstoffgehalt höher. Das liegt
wahrscheinlich daran, dass das Wasser vorher wie ein Wasserfall
das Mühlenwehr hinuntergestürzt ist und dabei viel Sauerstoff
aufgenommen hat.
Leitfähigkeit
Wasser leitet den elektrischen Strom. Wenn viel Salz o.ä. darin ist,
leitet es besser.Hohe Leitfähigkeit sagt also, dass viele Salze im
Wasser sind.
Beim Vechtewasser ist die Leitfähigkeit ziemlich gleichbleibend und
nicht sehr hoch, nämlich zwischen 0,71 und 0,81 mS. Im Internet
fanden wir Flüsse mit über 0,9 mS und selbst unser Trinkwasser hat
0,6 mS.
Das zeigt, dass die Vechte nicht sehr viele Salze enthält.
Ammonium / Phosphat
Ammonium ist auch ein Stickstoff-Salz. Wenn Ammonium im Wasser
ist, bedeutet das, dass Gülle nicht im Boden versickert sondern sofort
in den Fluss gekommen ist. Im Trinkwasser darf kein Ammonium sein,
weil dann auch Krankheitserreger darin sind.
Phosphat ist ebenfalls im Dünger. Früher war Phosphat auch in
Waschmitteln und kam mit dem Abwasser in die Flüsse. Phosphat ist
ein guter Dünger für Wasserpflanzen. Die wachsen dann zu stark.
Später fehlt dann den Fischen der Sauerstoff.
Beide Stoffe konnten wir in der Vechte nicht nachweisen.
Nitrit
Nitrit ist auch ein Stickstoff-Salz. Es kann aus Kunstdünger oder
Gülle entstehen. Mit dem Regen kommt es in Bäche und Gräben
oder es versickert im Boden und kommt dann in die Flüsse. Auch
Abwasser enthält oft viel Nitrit.
Nitrit ist giftig. Im Fluss wandelt es sich aber mit der Zeit in
ungiftiges Nitrat um.
Bei Nitrit hatte die Vechte die schlechtesten Werte von allen
Messungen (0,10 – 0,25 mg/l). Für die meisten Fische sind aber erst
0,30 mg/l gefährlich.
Härte
Hartes Wasser enthält viele Kalksalze. Wenn Regenwasser durch
Kalkstein sickert, löst es etwas Kalk auf, und so gelangt er ins
Grundwasser und von da in die Quellen und in die Vechte.
Empfindliche Tiere vertragen kein hartes Wasser. Die Härte wird
in 0dH gemessen.
0 -
7 0dH = weiches Wasser
8 - 14 0dH = mittelhartes Wasser
über 14 0dH = hartes Wasser
Das Wasser der Vechte ist anfangs mit über 20 0dH ziemlich
hart, vermutlich weil es aus dem Kalkstein der Baumberge
kommt. Später wird es weicher (bis 17 0dH). Eine Ursache dafür
konnten wir nicht finden.
Härte und Nitrat
David, Meickel, Oliver und Sascha
messen das Nitrit
Andre, Niclas und Zyrafete bei
der Ammonium-Messung
Nitrat
Nitrat ist ein Stickstoff-Salz. Es ist im Kunstdünger oder es
entsteht aus Gülle. Mit dem Regen wird es in Bäche und Gräben
gespült oder es sickert in den Boden und kommt dann in die
Flüsse. Nitrat ist eigentlich nicht giftig, aber es ist Dünger für
die Wasserpflanzen, die dann zu stark wachsen.
In der Vechte ist ziemlich viel Nitrat (10 – 35 mg/l). Das deutet
darauf hin, dass die Felder am Fluss zu viel gedüngt wurden und
etwas davon in die Vechte gekommen ist.
Tabelle der gemessenen Werte
Messstelle
1
Löderbusch
2
3
4
5
6
7
8
Vechte
-Str.
Wasser
-könig
Schlüt
er
AmtsStr.
Grillhüt
te
Hummer
t
Möllenkotte
11,6
11,7
Temperatur (0C)
9,9
10,4
10,1
10,8
10,8
10,9
pH-Wert
8,2
8,2
8,1
8,1
8,2
8,2
8,2
8,3
Leitfähigkeit
(mS)
Sauerstoff
(mg/l)
Härte (0dH)
0,81
0,80
0,80
0,71
0,72
0,71
0,78
0,76
11,5
11,7
10,4
10,7
10,9
10,9
11,2
12,1
22
22
22
22
20
20
18
17
Phosphat (mg/l)
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
Ammonium (mg/l)
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
Nitrat (mg/l)
Nitrit (mg/l)
10
0,1
10
0,1
25
0,25
25
0,25
35
0,25
25
0,25
25
0,25
25
0,25
Zusammenfassung
Als wir die Untersuchungen planten, hatten wir erwartet, das Wasser
würde sich von einer Messstelle zur anderen sehr verändern, weil ja
anderes Wasser von der Kläranlage, den Feldern usw. hinzukam. Die
Messungen zeigten aber, dass wohl einige Werte leicht anstiegen,
nämlich Temperatur, Nitrat und Nitrit. Die anderen blieben aber fast
auf dem gleichen Stand und die Härte wurde weniger, warum, wissen
wir jedoch nicht.
Im Vergleich mit anderen Flüssen, deren Werte wir aus dem Internet
bekamen, war das Wasser der Vechte an diesem Tag ziemlich gut und
sauber. Wir werden später einmal prüfen, ob das z.B. nach starken
Regenfällen auch so ist.
An diesem Projekt haben mitgearbeitet:
Jasmin Allam – Jutta Becker – Caroline Berghaus – Nicole Büttner – Kerstin
Bußmann - Patrick Enstone – Benjamin Gustke – Niclas Kläver – David
Kloppenburg - Andre Löderbusch - Oliver Lutz – Lars Merschformann –
Zyrafete Mustafa - Angela Pieper - Tom Schadwinkel - Tim Senftleben David Steiner – Anne Terinde - Manuel Uckelmann - Patrick Vörding Marina Weßling – Sascha Westphal - Meickel Wiktor
Leiter: Dieter Langner
Kardinal-von-Galen-Schule
Gemeinschaftshauptschule der Gemeinde Schöppingen
Bergstiege 6
48624 Schöppingen
Tel.: 02555/93910
Fax: 02555/939120
E-Mail: [email protected]
Powerpoint-Präsentation: K.-B. Langhorst u. D. Langner