Lernen über komplexe ökologische Prozesse: Einfache Wasserfiltration

Transkript

1 Inhalt 1. Ziel des Experiments Anleitung zum Experiment Einreichung der Ergebnisse Anhang... 5

2 1. Ziel des Experiments Dieses Experiment bietet den Teilnehmern/Teilnehmerinnen die Gelegenheit, mehr über den Prozess der Wasserfiltration in Böden zu lernen und verschafft ihnen so einen ersten Eindruck davon, wie Flusswasser gereinigt werden kann. Indem einer der vielen Schritte der Wasserfiltration vorgestellt wird, zeigt es ihnen, wie kompliziert dieser Prozess ist. Des Weiteren bietet dieses Experiment einen Rahmen, um über die gesellschaftliche Bedeutung von sauberem Wasser zu diskutieren. Wie funktionieren die natürlichen Prozesse der Wasserfiltration? Warum reichen diese natürlichen Prozesse heute nicht mehr aus? Was können wir tun, um die Situation zu verbessern? Hintergrund Bei diesem Experiment können die TeilnehmerInnen die ersten Schritte einer Wasserfiltration selber durchführen. So lernen sie anschaulich, was genau in großen Abwasserreinigungsanlagen oder bei den natürlichen unterirdischen Filtrationsprozessen geschieht. Für diese Aufgabe benötigen die TeilnehmerInnen Wasser von ihrem Fluss oder, wenn Sorge um die Gesundheit besteht, künstlich verunreinigtes Wasser. Sie erwerben einige wissenschaftliche Grundlagen der Wasserfiltration und bauen einen einfachen Wasserfilter aus Materialien, die in jedem Haushalt zu finden sind. Im Folgenden findet ihr eine Liste mit den notwendigen Materialien, eine Beschreibung der vorbereitenden Schritte und Links zu einem PDF-Dokument, welches euch das Experiment genau erklärt, sowie zu einem Flash Player, der euch visuell Hilfestellung gibt. Die Durchführung dieses Experiments wird am besten von jemandem unterstützt, der biologische oder chemische Kenntnisse besitzt. Falls das nicht möglich ist, schaut euch genau untenstehende Links an. Beachtet bitte, dass das erhaltene Wasser kein Trinkwasser ist! Es sollte auf keinen Fall getrunken werden.

3 2. Anleitung zum Experiment Vorbereitung Lest euch zuerst folgende Informationen (auf Englisch) aufmerksam durch, bevor ihr mit dem Experiment beginnt: Water: No Dirt, No Germs DLFE-521.pdf (Seite 4) EPA Flash Filtration Materialien Für das Experiment braucht ihr folgende Materialien: 2 Liter (L) verunreinigtes Wasser, vorzugsweise aus einem Fluss oder See in eurer Umgebung (alternativ könnt ihr 1 Tasse Erde zu 2 L Wasser hinzugeben) 1 Plastikflasche (2 L) mit Deckel 2 Plastikflaschen (2 L), eine als Trichter mit abgeschnittenem Boden, die andere für die Sedimentation mit abgeschnittenem oberen Ende 1 großer Becher (mit einem Volumen von 500 ml, alternativ 2 Tassen) oder 1 Messbecher, der die umgedrehte 2 L-Flasche hält (ihr könnt dazu auch von einer weiteren 2 L-Flasche das obere Ende abschneiden, sodass die andere Flasche hineinpasst) 2 EL Alaun 1½ Tassen feiner Sand 1½ Tassen grober Sand 1 Tasse kleine Kieselsteine 1 Kaffeefilter 1 Gummiband 1 großer Löffel Eine Uhr mit einem Sekundenzeiger oder eine Stoppuhr

4 Durchführung des Experiments (mindestens zwei Unterrichtsstunden je 45 Minuten) 1. Beginne mit einer kurzen Einführung zur Bedeutung von sauberem Wasser. Frage die TeilnehmerInnen, was sie über folgende Schlüsselkonzepte wissen: Prozess der Wasserreinigung Bedeutung von sauberem Wasser für den menschlichen Gebrauch Risiken beim Gebrauch von verunreinigtem/unbehandeltem Wasser 2. Zeige den TeilnehmerInnen vor Beginn des Experiments die notwendigen Materialien und bespreche mit ihnen, wie sie verwendet werden. 3. Führe nun mit den TeilnehmerInnen die Wasserfiltration durch (siehe nächste Seite/vorbereitende PDF). Gehe dabei Schritt für Schritt vor und erkläre ihnen den Zweck des jeweiligen Schrittes. Lass die TeilnehmerInnen das Experiment selbstständig durchführen. 4. Diskutiere mit den TeilnehmerInnen ihre allgemeinen Eindrücke. Erkläre ihnen, dass das Wasser in großen Aufbereitungsanlagen noch weitere und kompliziertere Schritte durchläuft, um es zu reinigen und es wieder trinkbar zu machen. Fokussiere dabei auch die Stoffe, die nicht herausgefiltert werden können, wie pharmazeutische Rückstände. Diese landen über unser Hygiene- und Kanalisationssystem letztendlich in den Flüssen und Seen und können schwer herausgefiltert werden. An dieser Stelle kannst du auch eine Diskussion über unsere Verantwortung als Gesellschaft, als Konsument und Produzent anregen, Flüsse und Seen sauber zu halten. Was für praktische Schritte schlagen die TeilnehmerInnen vor? Beachtet bitte, dass das erhaltene Wasser kein Trinkwasser ist! Es sollte auf keinen Fall getrunken werden 5. Fotografiert euren selbstgebauten Wasserfilter und das Wasser in den unterschiedlichen Stadien und schickt die Bilder an das Big Jump Challenge Team, um Punkte zu sammeln. Anmerkung: Filtrationsexperimente können auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Ihr könnt euer Experiment gerne anders gestalten. Dokumentiert in diesem Fall eure Vorgehensweise, sodass sie mit anderen geteilt werden kann.

5 Möglicherweise als weitere Aktivität: Organisiert eine Besichtigung einer lokalen Abwasserreinigungsanlage. 3. Einreichung der Ergebnisse Ihr erhaltet Punkte, wenn: - ihr uns Fotos von eurem Wasserfiltrationsexperiment schickt 1 Punkt, - ihr uns euren Vorsatz schreibt, persönlich Verantwortung für die Wasserqualität zu übernehmen, indem ihr eine Kleinigkeit in eurem Alltagsleben ändert 2 Punkte, - ihr zusätzlich ein anderes Big Jump-Team dazu bringt, auch solch einen Vorsatz zu fassen 3 Punkte (das Partnerteam erhält dann ebenfalls 3 Punkte, wenn es das Experiment durchgeführt hat, und 2 Punkte, wenn es euren Vorschlag zur Änderung der Alltagsroutine annimmt und umsetzt). 4. Anhang Vorgehensweise der Wasserfiltration 1. Füllt das verunreinigte Wasser in die Plastikflasche und schüttelt diese 30 Sekunden lang für den Belüftungsprozess. Haltet eine weitere Probe mit verunreinigtem Wasser bereit, um sie mit eurem durchmischten Wasser zu vergleichen. 2. Gießt das verunreinigte Wasser in den Becher und wieder zurück in die Plastikflasche. Wiederholt diesen Vorgang 10 mal. 3. Füllt das Wasser nun in die Plastikflasche mit dem abgeschnittenen oberen Ende und fügt Alaun hinzu. Anschließend fünf Minuten rühren. Lasst dann das Wasser fünf Minuten lang stehen. Eine

6 separate Probe mit sedimentiertem Wasser hilft euch als Vergleich. 4. Baut einen Filter (wie in den ergänzenden Informationen für den Lehrer beschrieben). 5. Lasst einen Teil des sedimentierten Wassers durch den Filter laufen. 6. Vergleicht nun die drei verschiedenen Stadien des Wassers (verunreinigtes Wasser, sedimentiertes Wasser, gefiltertes Wasser) Diskussionvorschläge für jeden Schritt: Schritt 1 und 2 Diskutiert und erklärt den Prozess der Belüftung und die Bedeutung der Menge des gelösten Sauerstoffs im Wasser. Schritt 3 Diskutiert den Prozess der Sedimentation und ihre Bedeutung sowie die Rolle von Alaun in diesem Schritt. Schritt 4 Diskutiert darüber, wie mit den vorhandenen Materialien ein Filter gebaut werden kann und wie dieser funktioniert. Stell sicher, dass die TeilnehmerInnen beim Bau des Filters Schritt für Schritt mit dir mitgehen. Schritt 5 Ermuntere die Gruppe dazu, den Effekt der Filtration genau unter die Lupe zu nehmen. Schritt 6 Vergleicht und diskutiert die physischen Merkmale der drei Wasserproben (verunreinigt, sedimentiert, gefiltert). Dieses Tool wurde in einem Seminar zu Social Entrepreneurship im Sommersemester 2014 an der Universität Greifswald entwickelt (Seminarleiter: Dr. Rafael Ziegler). Dieses Modul basiert auf Ideen von Roberto Cruz Garcia (Mexiko) und Nicolin Strubelt (Deutschland). Es wurde vom CRESSI- Projektteam an der Universität Greifswald mit Unterstützung vom EU-Projekt CRESSI fertiggestellt.