Praktische opdracht “Bescheten”.

Inleiding.

Een van de grootste milieuproblemen in Nederland is “verzuring”.De voornaamste oorzaak is mest afkomstig van landbouwdieren. De enorme hoeveelheid mest die daarbij ontstaat is echter een probleem. Veel mest spoelt uit naar het oppervlaktewater waar het voor de nodige problemen zorgt.

Opzet van de opdracht.

In deze opdracht onderzoek je de waterkwaliteit aan de hand van bio- en chemische indicatoren.Dit doe je op twee plaatsen, de Noordhoekse Wiel (achter de school), de andere plaats is zelf te kiezen.Op grond van de aanwezige soorten doe je een uitspraak over de hoeveelheid organische stof in het water (zogenaamde bio-indicatoren), Dit ga je verifiëren door de hoeveelheid oxideerbaar materiaal in het water te bepalen (met behulp van chemische indicatoren).Micro-organismen, zoals bacteriën, kunnen de vervuiling (de organische stoffen) afbreken, hierbij verbruiken ze zuurstof. Indien er (te)veel organisch materiaal in water is, zal er naar verhouding te weinig zuurstof in het water zijn voor andere organismen.Het CZU (het chemische zuurstofverbruik) geeft het gewicht van zuurstofgas weer dat verbruikt wordt om het oxideerbaar materiaal af te breken.

Voorbereiding opdracht.

Je bestudeert de theorie over verzuring en mestproblematiek en verwerkt dit in je verslag.

Je oriënteert je op de experimenten en opdrachten. Je maakt een onderzoeksvraag (of meerdere), een hypothese en werkplan (met data,

tijden, werkzaamheden, materialen, plaats) en levert dit in bij de docent.

Uitvoering

Je voert de experimenten uit na overleg met de TOA en laat elke keer de voortgangsstaat aftekenen.

Je legt je activiteiten vast in een persoonlijk logboek.

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

Verslag.

Het verslag dat je moet inleveren, moet voldoen aan de "handleiding verslag schrijven voor biologie".

Daarbij komt in ieder geval in de theoretische inleiding aan bod:

1. Wat is verzuring?2. Welke stoffen veroorzaken verzuring. en van welke processen zijn deze afkomstig?3. Naast mest leveren andere processen een bijdrage aan de verzuring. Welke andere

stoffen veroorzaken ook verzuring en van welke processen zijn deze afkomstig?4. Wat is eutrofiering?5. Wat zegt hoe voedselrijk het water is over de te verwachten hoeveelheid zuurstof?6. Wat zegt hoe voedselrijk het water is en de hoeveelheid zuurstof over de soorten

organismen die je in dat water kunt verwachten?7. Bij het experiment gebruiken we o.a. de Winkler-titratie.

Leg in maximaal 100 woorden uit wat deze methode inhoud en wat je ermee te weten kunt komen.Geef daarbij ook de invloed aan wat de invloed is van de tijd van de dag (op welk tijdstip kun je welke waarden aan zuurstof verwachten?).

Leg daarbij goed uit waarom je elke stap doet (bv: waarom moet bij een monster nemen het slangetjeuiteinde op de bodem van het flesje worden gehouden?)Is deze methode geschikt voor jullie monsterplaatsen?

8. Noem tenminste 1 andere manier dan die van Moller – Pillot, Roos en Vintges om met behulp van bio-indicatoren de waterkwaliteit te bepalen. Wat zijn van die methoden voor- en nadelen? Dit mag kort en krachtig.

9. Motiveer je keuze voor de 2 monsterplaatsen. Wat zijn wetenschappelijke overwegingen bij keuzes monsterplaatsen. Waarom deze plaatsen? Hoe verschillen ze van elkaar, en hoe komen ze overeen? Hoe helpen deze eigenschappen je hypothese en onderzoek?

De antwoorden op de vragen kun je verwerken in het literatuurdeel maar mag ook met vraag en antwoord apart aan het eind onder het hoofdstuk literatuur (theoretische achtergrond) worden verwerkt.

Gebruik voor je verslag de uitgereikte handleiding. Succes.

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

Experiment 1: waterkwaliteit m.b.v. macro-invertebraten .

Waterdieren vangen met een (schep)net.

Benodigdheden:

- speciaal fijnmazig schepnet voor micro-organismen en plankton of een groente- of theezeef.

- pot om het genomen monster of de gevangen diertjes in te doen.

- spuitfles om het net , verzamelflesje of zeef goed uit te spoelen.

De meeste waterdiertjes zitten langs de kant, bij waterplanten of op de bodem. Neem je monster door het schepnet net langs de kant, langs waterplanten te slepen of sleep net boven de bodem. Hierdoor wordt het plankton door de stroming naar achteren in het net verplaatst en verzameld in het bekertje eronder. Het net niet dwars door de planten heen of aan het oppervlak slepen!! Grote plantenresten spoel je af en gooi je terug in het water. In deze plantenresten kunnen ook diertjes of larven voorkomen.

Hoe:

1 Neem bij de monsterplaatsen een monster en neem dit mee naar school.2 Determineer de diertjes, plankton en wiertjes door deze in een Petrischaal te

bekijken onder een stereo microscoop en determineer volgens de bij biologie aanwezige naslagwerken. Gebruik daarbij de methode volgens Moller – Pillot, Roos en Vintges (zie hieronder) Deze resultaten verwerk je in je verslag. Teken van tenminste 3 gevonden groepen een voorbeeld.

3 Met de gevonden organismen maak je een conclusie over de waterkwaliteit. Het monster kun je wel langer dan 1 dag bewaren ( koelkast )om mee verder te werken maar het plankton en de micro-organismen gaan wel dood.

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

Beoordeling van de macrofauna (bio-indicatoren).

Voor de beoordeling van de organische verontreiniging op grond van de macrofauna, kan ook gebruik gemaakt van een methode, die afgeleid is van het systeem, dat ontwikkeld is door de heer Moller - Pillot.Moller - Pillot gebruikt voor de beoordeling van beken in Nederland groepen van soorten, die in deze beken bij een bepaalde graad van verontreiniging het meest voorkomen.Hij onderscheidt de volgende 5 groepen van indicatoren en gaf deze groepen een bepaalde wegingsfactor.

Tabel 1

AfnemendeOrganische

Verontreiniging

Groepen volgens Moller-Pilot

Wegingsfactor t.b.v.Kwaliteit

Eriatalis-groep (Rattestaartlarven; Larven van Steekmuggen.Geen zuurstof.)

1

Chrironomus-groep

(Rode muggenlarven, vedermuglarven; Tubifex. Weinig soorten. Individuen in grote aantallen.)

1

Hirudinea-groep (Bloedzuigers,Waterpissebedden enWormen.)

3

Gammarus-groep

(Veel vlokreeftjes, libellen, wantsen en kevers.)

5

Calopteryx-groep

(Veel haftelarven en kokerjuffers, steenvliegen.)

5

Door de resultaten hiervan op te tellen wordt de kwaliteitsindex K(1,3,5) verkregen

K(1,3,5) = 1x (% Eristalis + % Chironomus) + 3 x (%Hirudinea) + 5 x (% Gammarusu + % Calopteryx)

De kwaliteitsindex varieert van 100 in (zeer sterk )verontreinigd water (100% organismen uit de Eristalis groep(rattestaartlarven) en Chironomusgroep(rode muggenlarven, tubifex) tot 500 in bijna niet verontreinigend water (100% Gammarus (vlokreeftjes) en Calopteryx-groep (haftelarven en kokerjuffers).

Ieder groep bestaat uit een aantal soorten, die bij ongeveer dezelfde hoeveelheid organische stof dominant vóórkomen. Men zal niet al deze soorten bijeen vinden, doordat de aanwezigheid van een soort o.a. afhankelijk is van jaargetijde,

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

stroomsnelheid en andere factoren.

Aan de hand van de volgende tabel kun je een goede indruk krijgen van de waterkwaliteit op grond van de waterdieren.

tabel 2: Het voorkomen van enkele waterorganismen bij verschillende waterkwaliteiten (naar: Roos en Vintges, 1991)

WATERKWALITEIT KENMERKENDE SOORTEN

(redelijk) schoon waterjuffers, haften, kokerjuffers, vlokreeften, libellen, vedermuggen, wantsen, water(roof)kevers

matig vervuild met organische stoffen bloedzuigers, waterpissebedden, vedermuglarven, wormen (tubifex)

sterk vervuild met organische stoffen steekmuglarven, rattestaartlarven

Het kunnen voorkomen van waterdieren in schoon (weinig organische stoffen aanwezig )water of vervuild water (veel organische stof ) hangt nauw samen met de manier waarop de verschillende organismen zuurstof kunnen opnemen.

Experiment 2: zuurstofbepaling ( Winkler titratie).

Je gaat op verschillende plaatsen watermonsters nemen.Dit doe je per plaats tenminste twee keer; een keer vroeg op de dag (voor schooltijd) en de andere keer laat op de dag (denk aan de schooltijden, overleg met de toa, dus plannen !)Direct met het verse monster de zuurstof bepalen !Voor elk monster geldt tenminste twee keer de Winkler titratie uitvoeren. (als de waarden van de monsters van hetzelfde monster teveel verschillen een derde keer !)Daarvan onderzoek je de concentratie zuurstof, nitraat en fosfaat.

A. In het veld

1. Een zuurstofflesje wordt ondergedompeld zonder veel beroering te veroorzaken en voorzichtig gevuld.

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

2.Laat het flesje enige tijd overlopen. Daarna wordt de dop zodanig op het flesje geplaatst dat er geen luchtbellen onder achterblijven.

3. Meet in het veld de temperatuur van het water.

B. Uitvoering Winkler titratie (zuurstofbepaling) (practicumzaal)

1.Neem de stop weer voorzichtig van het flesje af en voeg net onder het oppervlak, met behulp van een pipetpomp en pasteurpipet 0,5 ml MnCl2-oplossing toe. ( 80 % = ZEER GIFTIG ) Daarna, op dezelfde wijze ( maar met een tweede pasteurpipet, 0,5 ml NaOH 2M (M = molair). Dop erop schroeven zonder luchtbel en goed schudden. Er ontstaat een bruin neerslag in het flesje.

2.Laat het neerslag wat bezinken en breng de oplossing over in een erlenmyer. ( wel goed naspoelen ) Voeg 5 ml. 2M H2SO4 toe aan de oplossing (met maatcilinder), waarna het neerslag oplost. Hierna voeg je nog 5 ml. 0,1 M. KI-oplossing toe. De vloeistof in de Erlenmeyer is nu (licht)geel tot bruin, afhankelijk van de hoeveelheid gevormd jodium.

3. Titreer de oplossing met natriumthiosulfaat uit een buret. De titer van de thio-oplossing is 0,01 M. ( Voorspoelen! )

Voeg de thio toe tot de kleur van de oplossing lichtgeel is. Hierna voeg je 3 druppels zetmeeloplossing 2% toe als indicator, de vloeistof wordt duidelijk blauw en titreer dit naar kleurloos. Noteer de stand van de buret.

Elke ml. gebruikte thio komt overeen met 1 mg zuurstof per liter water.

Voer minimaal één duplo-bepaling uit voor elke bepaling. Ze mogen niet meer dan 0,2 ml.natriumthiosulfaat van elkaar verschillen. (in dat geval nogmaals uitvoeren)

N.B. Het watermonster is veelal niet geheel helder; let hierop bij het waarnemen van de kleuromslag van blauw naar kleurloos.

Men berekent het zuurstofgehalte van het water als volgt:

Elke gebruikte ml thio = .... mg 02/L

4 Mn(OH)2 + O2 + 2 H2O ----- 4 Mn (OH)3

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

Experiment 3: bepaling nitraatconcentratie . (practicumzaal)

Bepaal de nitraatconcentratie met behulp van sticks. (zie handleiding doosje)

Experiment 4: bepaling fosfaatconcentratie . (practicumzaal)

Bepaal de fosfaatconcentratie met behulp van de kit. (zie handleiding doosje)

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.

CSG De Lage Waard Praktische opdracht biologie.