Newton Camp modul 1006 "Elv møter hav" Kort beskrivelse av Newton Camp-modulen I en brakkvannsbukt skal vi forske på hvordan levemiljøet til dyr og planter påvirkes av forurensing og saltholdighet i vannet. Vi skal rense vann med naturens hjelpemidler. Aktiviteter: Måle saltholdighet og temperatur, studere dyr og planter i fjæra, oppleve laksetrapp, rense vann, observere forurensning. Modulen piloteres sommeren 2008.
1. Navn "Elv møter hav" 2. Kort beskrivelse I en brakkvannsbukt skal vi forske på hvordan levemiljøet til dyr og planter påvirkes av forurensing og saltholdighet i vannet. Vi skal rense vann med naturens hjelpemidler. Aktiviteter: Måle saltholdighet og temperatur, studere dyr og planter i fjæra, oppleve laksetrapp, rense vann, observere forurensning. Modulen piloteres sommeren 2008. 3. Dagsplan Rekkefølgen på aktivitetene må justeres etter tidevannet. Kl. 10.00: Oppmøte. Kl. 10.10: Aktivitet 1: Studere laksetrapp og følge elva ned til havet. Diskutere laksens utfordringer på veien fra havet opp i elva. Kl. 10.40: Aktivitet 2: Bli-kjent-øvelse: "Boksen går" Kl. 11.00: Aktivitet 3: Studere kart og få oversikt over bukta. Vurdere kilder til forurensning (blåskjell som miljøvarsler). Aktivitet 4: Lage vannrenseanlegg og teste ut ulike vannprøver. Kl. 12.00: Lunsj (diskutere ernæring og kosthold) Kl. 12.45: Aktivitet 5: Ta saltholdighetsprøver og dokumentere dyr og planter på 4 ulike steder i bukta. Bruke øvelse med svevende egg for å forklare salimeterets virkemåte. Hvis tid til overs: konkurranse om å finne flest ulike skjell. Kl. 16.00: Henting. 4. Faglige innholdsmomenter 2/7
4.1 Faglig tema Faglig innhold: brakkvannsøkologi, saltholdighet, dyrs og planters tilpasninger, laksens vandringer, forurensing fra jordbruk og bebyggelse, lokalhistorie, vannrensning 4.2 Faglig bakgrunnsinformasjon -for aktiviten(e) og åpne spørsmål Brakkvann er en blanding av ferskvann og saltvann, og dannes hovedsakelig der hvor elver munner ut i havet. Hvert år mottar havet store mengder ferskvann fra elvene. Elvevannet inneholder en del oppløste ioner, som hovedsakelig er blitt dannet ved kjemisk forvitring av bergarter i jordskorpa. Når havvann fordamper, blir ioner tilbakeført til havet. Havet avgir også en del salter ved utfelling på havbunnen. Ca 70 % av jordoverflaten består av hav. Ca 1 % av dette er ferskvann. Saltholdighet Totalvekten i gram av oppløste salter i et kilogram sjøvann. Saltholdigheten i vannet måles i promille. I middelhavet om sommeren kan saltholdigheten komme opp i 40. Utenfor norskekysten finner vi normale verdier. Her ligger saltinnholdet i overflatevannet på 33 36 med et gjennomsnitt på 35. I brakkvann overstiger aldri saltinnholdet 25. Abiotiske faktorer i havet - Lys, temperatur, tetthet, gasser, næringssalter Lys: Lyset bestemmer hvor dypt ned i havet produsentene (algene) kan vokse. Ca 10 20 % av sollyset reflekteres på overflaten. Resten trenger ned i sjøvannet og svekkes hurtig med økende dyp. Vi opererer med to vertikale soner når det gjelder lysforhold. Øvre fotosone, der det er nok lys til algevekst, og afotisk sone (afotisk= uten lys). Grensen mellom disse sonene kalles kompensasjonsnivå, her vil algenes fotosyntese så vidt ballansere med celleåndingen. Temperatur: Langs hele norskekysten er forskjellen mellom høyeste sommertemperatur og laveste vintertemperatur i overflaten sjelden mer enn 5-6 oc. Hovedårsaken til dette er de enorme mengdene med varmt atlanterhavsvann som hele tiden strømmer inn i norskehavet med Golfstrømme. Temperaturen varierer mer i stillere fjorder. Tetthet: Tettheten (egenvekten) til et stoff er forholdet mellom masse og volum av stoffet. Når vannet oppvarmes, blir det lettere og tettheten minker. Løser vi opp salt i vann blir det tyngre og tettheten øker. Altså er det en sammenheng mellom vannets tetthet, temperatur og saltinnholdighet. Rent vann har maksimal tetthet (tyngst) ved + 4 C. Ved videre avkjøling til frysepunktet (0 C) blir ferskvann lettere igjen. For havvann gjelder at tettheten øker med økende saltinnhold men frysepunktet avtar når saltinnholdet øker. Friskt havvann med S = 35 er ca 2,5 % tyngere enn rent ferskvann ved samme temperatur. Det fryser til is ved -1,9 C. Gasser: Mengden oksygen som kan løse seg i vann, synker med økende saltholdighet og med økende temperatur. Havet tilføres oksygen ved diffusjon fra lufta og ved fotosyntese. I det øverste vannlaget når bølgene brytes på havoverflaten eller knuses mot strandklipper, presses miliarder av ørsmå luftblærer et stykke ned i vannet, som dermed ofte blir overmettet med oksygen. Lenger nede varierer O2-mengden med de biologiske forholdene. Bl.a produksjonen i fotosyntesen. Næringssalter: Nitrogen er det viktigste næringsstoffet fordi det benyttes av alle marine organismer til oppbygging av proteiner. Svevende egg/salimeter Prinsippet for salimteret kan demonstreres med et eggforsøk. Først legges egget i ferskvann. Egget synker fort til bunns. Så helles en god del havsalt oppi og egget flyter. Hva hadde skjedd med vannet? Vannet er blitt tyngre. Vi kan diskutere Arkimedes lov en gjenstand flyter hvis vannet den skyver vekk er like tungt som gjenstanden. Vannet som egget skjøv vekk i saltvannet var tyngre enn det vannet som egget skjøv vekk i ferskvannet. Derfor fløt egget i saltvann. Egg synker langsomt i ferskvann, men flyter i sterkt saltvann. Det kommer av at en liter saltvann 3/7
veier mer enn en liter ferskvann, og egg er noe midt i mellom. Av saltvann, ferskvann og egg har saltvannet størst massetetthet, ferskvann har minst, og massetettheten for egg er noe midt i mellom. Så kan vi dra parallell til salimeteret og vise hvordan en bruker instrumentet. De fleste mennesker liker bedre å bade i saltvann enn i ferskvann. Det er fordi de flyter litt lettere i det salte vannet. Noen av oss har badet i Dødehavet. Det er så salt at bare halvparten av kroppen ligger nede i vannet. Hvis et skip seiler fra brakk eller ferskvann til saltvann, vil det flyte lettere. Vannrensning Forurensning i ferskvann kan være kilden til infeksjonssykdommer. Ved hjelp av enkle metoder kan dette unngås. Barna får komme med egne forslag. Naturrensemetoden: Kapp vekk bunnen på en 1,5 liters plastflaske. Hold flasken opp-ned, og legg et lag med ren mose nederst (evt kaffefilter i stedet. Mosen skal hindre aske-laget (evt aktivt kull) som nå skal legges over, i å renne ut av flasken. Over ske-/kullaget, legges så et lag med fin sand. Hell så det skitne vannet gjennom flasken, og samle opp det rensede vannet i en bøtte under. Rens så mange ganger som behøves. Aktivt kull eller aktivisert kull er en generell betegnelse på karbon materiale som for det meste framstilles fra trekull. Materialet har et eksepsjonelt høyt overflateareal; ett gram aktivt kull har en overflate på omkring 500 m2, og inneholder et stor antall mikroporer. Dette kan i seg selv gi tilstrekkelige aktive egenskaper, men kan også forbedres ytterligere med kjemisk behandling slik at 1 gram kan få en overflate opp til 1500 m2. Aktivt kull vil binde mange stoffer til overflaten ved adsorbsjon, men også ved absorbsjon. Dette kan binde forurensninger og giftstoffer eller andre spesifikke stoffer. Vi kan grovt dele inn forurensningene etter hvordan de virker inn på vannkvaliteten og på plante- og dyrelivet i og langs vann og vassdrag og i sjøen. De viktigste typene av forurensning er kloakktilførsler og næringstilførsler fra landbruket (overgjødsling), sur nedbør (forsuring), partikkeltilførsler (nedslamming) og utslipp av metaller og organiske mikroforurensninger (miljøgifter). De ulike typene av forurensninger har forskjellige virkninger. Ofte kan vi skille mellom: Overgjødsling med næringsstoffer (eutrofiering) gir kraftig oppblomstring av alger i vannet eller på bunnen. Noen av disse algene kan være giftige for mennesker og dyr. Når algene dør, blir det mye dødt organisk stoff i vannet (se pkt. 2). Tilførsler av organiske stoffer (døde alger og/eller utslipp fra kloakk, landbruk og industri) gir sterk vekst av sopp og bakterier som bryter ned («spiser») disse stoffene. Denne veksten kan bruke opp oksygenet i vannet slik at det blir vond lukt, og fisk og de fleste andre smådyrene dør. Sur nedbør, som kommer av sure gasser i røyk og eksos etter forbrenning, dreper fisk og smådyr i ferskvann (forsuring). Partikler som gjør vannet grumsete, kommer fra bygg- og anleggsarbeider eller fra kraftig erosjon i jordbruksområder. Nedslamming kan ødelegge gyteområdene for fisk og legge seg over gjellene på fisken slik at det hindrer oksygenopptaket. Nedslamming kan også drepe smådyr. Miljøgifter, som kommer fra blant annet industri, veger, transportmidler og landbruk, er farlige for planter og dyr i vannet og for oss mennesker hvis vi drikker vannet. Miljøgifter akkumuleres i næringskjeden, og det er skadelig å spise mye fisk fra områder med mye miljøgifter (forgiftning). Miljøvarslere i saltvann Blåskjellet tilhører de såkalte bløtdyrene, slekten er Mytilus og arten er kalt Mytilus Edulis. Blåskjellene finnes langs hele kysten. De lever i de øverste vannlagene, og trives også godt i brakkvann, saltinnholdet trenger nødvendigvis ikke være så høyt. Skjellene lever av planteplankton (dvs alger som har klorofyll og er fotosyntetiserende). I tillegg spiser skjellene også dødt organisk materiale bakterier og andre 4/7
mikroorganismer. Blåskjellene er hardføre, og har vent seg til å leve i tidevannssonen. De tåler minusgrader. Tilpasningsevnen til blåskjellene m.h.t. temperatur, saltinnhold, at de kan leve i perioder uten vann, gjør at blåskjellene er meget motstandsdyktig mot skjellsykdommer. Blåskjell har spesielle egenskaper som «varslere» når havmiljøet blir utsatt for forurensning av ulik art. Blåskjellene reagerer ved at de lukker seg helt eller delvis når det skjer endringer i miljøet. Målinger viser også at hjerterytmen endrer seg betydelig. Det er utviklet avanserte instrumenter for å måle dette «live» fra skjellene. Skjellene utstyres med sensorer som kan overvåker mønsteret i åpning og lukking av og som følger med hjerterytmen kontinuerlig. Instrumentene kobles til en målestasjon som så bearbeider dataene og overfører disse til ekspertsenteret på land via bøye og satellitt, eller kommunikasjonskabel mellom installasjon og land. Så sendes rapport til plattformen eller til land. Laksens vandringer I Norge finnes det tre arter sjøvandrende laksefisk; laks, ørret og røye. Sjøvandrende ørret og røye kalles sjøørret og sjørøye. Laks og sjøørret er utbredt over hele fastlands-norge. Sjørøye finnes bare i Nord-Norge og på Svalbard. Alle artene gyter i ferskvann og ungene vokser opp der. Når de blir 10-20 cm lange går de ut i sjøen for å finne næring og vokse seg store. Dette skjer vanligvis etter at ungfisken har vært 2-4 somre i elva. Vandringen til sjøen skjer om våren, i mange elver under vårflommen. Laksen vandrer langt til havs og kan være i havet i 1-4 år før den vender tilbake til den elva den er født i for å gyte. En stor del av laksen oppholder seg i havområdene mellom Færøyene og Jan Mayen. Sjøørreten og sjørøya oppholder seg i fjord- og kystområdene nær heimelva si, ofte ikke lengre unna enn en mil. De fleste vandrer tilbake til ferskvann hvert år og tilbringer høsten og vinteren der. I enkelte fjordområder kan man finne sjøørret i sjøen hele året. Fisketraper lages for å hjelpe fisken opp i elva når vannføringen er lav. 5. Egnet sted for gjennomføring Marin bukt med ferskvannskilder. 6. Anbefalt aldersgruppe 10-12 år 7. Anbefalt antall deltakere pr leder 20 8. Utstyr og materiell 8.1 Utstyr til denne modulen Salimeter, spader, bøtter, artshåndbøker (bøker + laminerte), forskningsoppgave, 1,5 liters flasker uten bunn, aktivt kull, kart, vannprøver, vannkikkerter, kaffefilter og tusj 8.2 Materiell/oppgaver Laminert A3-ark med kart over høyvann og lavvann i Valosen Kart over Valosen.pdf 5/7
Oppgaveark/-tabell for registrering av saltholdighet, dyr og planter på 4 ulike steder Tabell.pdf 9. Praktisk informasjon 9.1 Oppmøtetid og -sted Kl. 10 9.2 Hentetid og -sted Kl. 16 9.3 Utstyr for deltakere 9.3.1 Fast utstyr som må være med deltakerne hver dag: Sekk med kopp, tallerken/skål og bestikk, drikkeflaske med vann (ikke første dag), klesskift (pakket i pose), klær og sko etter vær, sitteplate, pølsespidd, solkrem. NB. Ikke egen turkniv. 9.3.2 Utstyr for denne modulen: Frivillig: Støvler, badetøy og håndkle 10. Sikkerhet 10.1 Krav til veiledere En veileder må ha livredningsprøven. Veilederne må ha førstehjelpskunnskaper. 10.2 Krav til aktiviteten Deltagere som unnlater å etterkomme sikkerhetsreglene i tråd med veiledernes tilrettevisninger, kan bli sendt hjem. Ingen får bade uten oppsyn av en veileder. 10.3 Ansvar og forsikring Deltagerne må ha egen ferie-/fritidsforsikring. 11. Utviklet av 6/7
FIRST Scandinavia ved Anne Kristiansen 7/7