VI UNDERSØGER ET VANDLØB

Transkript

1 VI UNDERSØGER ET VANDLØB ver aug 1998 FORMÅL: at foretage en forureningsundersøgelse af Gymnasiets vandsløb. INTRODUKTION: Den vigtigste forskel mellem vandløb og andre ferske vande er, at vandet rinder, dvs. har kraftig strøm. Dette giver plante- og dyreliv en række fordele. Betydning af iltindholdet i vandet bliver ikke så stor som i mere stillestående vand, da der i vandløb kommer nyt vand til hele tiden. Ilten når ikke at blive brugt op. På samme måde fjernes affaldsstofferne fra organismerne hurtigt og ophobes ikke. Der er dog også ulemper ved strømmen, da planter og dyr let føres med. Man kan tydeligt se på vandløbsdyr, at de har tilpasset sig livet i rindende vand. De kan have enten kroge, sugekopper eller kraftige ben til at holde sig fast til bundmaterialet med. De bundlevende dyr er ofte enten afrundede eller fladtrykte. Det hjælper dem til at blive i det grænselag, der er ved bunden, hvor vandets strøm ikke er så stærk. Alligevel sker det tit, at strømmen tager magten fra dyrene, og de bliver ført langt ned ad vandløbet. De fleste dyr har udviklet en tendens til at bevæge sig mod strømmen. Også de dyr, der har voksne stadier på land, flyver gerne op langs vandløbet, op mod udspringet, for at lægge æg. Den mest almindelige forurening af vore ferske vande har været tilførsel af organisk stof fra husspildevand og fødevareindustri. Faktisk er husspildevand meget let nedbrydeligt i naturen. Denne nedbrydning kræver imidlertid store mængder ilt, som tages fra vandet. Vandet bliver således iltfattigt til skade for dyrelivet. Ned gennem vandløbet vil forholdene bedres - dels er det organiske stof, der kom ud med spildevandet, blevet nedbrudt, og dels vil vandet efterhånden blive geniltet af luften. I områder med kemisk industri og landbrug kan vandløbene blive forurenet med egentlige giftstoffer som tungmetaller (f.eks. kviksølv) og insektgifte. Efterhånden som iltindholdet i vandet falder, vil de dyr, der kræver meget ilt, forsvinde. Når man kender de forskellige dyrs krav til ilt, kan man ved at se på hvilke dyr, der er i vandløbet, sige noget om dets forureningsgrad. Da dyrene har levet i vandløbet gennem længere tid, får man et billede af den gennemsnitlige forureningstilstand. At et vandløb af sig selv kan blive renere efter spildevandsudledning, kaldes selvrensning. FIGUR 1: Viser hvad der sker ved selvrensning i et vandløb. Figuren viser meget skematisk ændringer i kemiske forhold, i plante/ bakterievækst og i dyrelivet ned gennem vandløbet efter en spildevandsudledning. Før den lodrette streg til venstre på figurerne er vandløbet rent. Ved den lodrette streg bliver så tilført urenset, eller meget dårligt renset spildevand. Side 1 af 8

2 A. Den øverste figur viser ændringen i vandets iltmætning og indhold af næringssalte (kvælstof- og fosforforbindelser). Efter spildevandsudledningen findes det meste kvælstof som ammoniak - en stærk gift for dyrene. Senere bliver ammoniakken iltet til nitrat (NO 3 - ) - et vigtigt næringssalt for Side 2 af 8

3 planterne. B. Den næste figur viser forskellige dyregruppers forekomst efter spildevandsudledningen. Højden på graferne angiver antallet af dyr pr. m 2. Bemærk, at der er størst antal dyr ved stærk forurening. De dyr, der kan klare forurening, har gode fødemuligheder på grund af de store mængder organisk stof. C. Den nederste figur viser, at der umiddelbart efter udledning af spildevand er store mængder bakterier, som dog ret hurtigt aftager ned gennem vandløbet. I nogle vandløb udvikles lammehaler - et meget sikkert tegn på forurening. Når iltforholdene er blevet nogenlunde gode, udvikles ofte tætte bevoksninger af trådalger, som kan udnytte de store mængder næringssalte i vandet. På det efterfølgende skema er angivet de forureningsgrader som amtsbiologerne i praksis benytter ved bedømmelse af vandløbsforurening. TABEL 1: Sammenligning mellem Forureningsgrad (Amternes skala), Forurenings-indeks (vores skala) og den almindelige betegnelse for forureningstilstanden. FORURENINGS-GRAD: FORURENINGS-INDEKS: BETEGNELSE: I (9-10) Praktisk taget uforurenet II (6-8) Let forurenet III (3-5) Ret stærkt forurenet IV (0-2) Meget stærkt forurenet Ved forurenings-indeks-systemet, bedømmes forureningen på grundlag af indsamling af større bunddyr. De har nemlig som nævnt været udsat for alle de forskellige forureningstilstande, som træffes i vandløbet igennem længere tid. Dyrelivets sammensætning er derfor et bedre mål for forureningstilstanden end fysisk/kemiske målinger, der kun giver et øjebliksbillede af tilstanden. Når man benytter forurenings-indeks, går man ud fra to forudsætninger: 1) Den første forudsætning er, at organisk forurening formindsker antallet af forskellige dyregrupper i vandløbet. 2) Den anden forudsætning er, at dyregrupperne forsvinder efter deres følsomhed over for forurening. De mest følsomme forsvinder først og de mest hårdføre til sidst. I dyre-skemaet er nogle af dyregrupperne understreget. De kaldes nøglegrupper, idet de er særlig vigtige ved en forureningsbedømmelse. I forurenings-indeks-skemaet (venstre søjle) er nøglegrupperne opstillet efter stigende følsomhed med den mest følsomme gruppe - slørvingenymfer - øverst og den mest tålsomme - rottehaler - nederst. Den øverste række i skemaet angiver antallet af dyregrupper til stede på stationen. METODE: MATERIALER: ketsjer, søstøvler, blyant. hvide bakker, plastikskeer, feltlup, glas med skruelåg (til at hjembringe dyrene i) samt håndbøger. Iltmåler, målebånd, ph-sticks, Nitrat-sticks, I laboratoriet desuden stereolup, plastikskeer og saltkar. FREMGANGSMÅDE: ARBEJDET I FELTEN: Side 3 af 8

4 Når I ankommer til vandløbet, skal I allerførst ro og mag sætte jer på bredden og iagttage strømmen, planterne og dyrene nede i vandløbet. Når I har orienteret jer lidt ved vandløbet, kan l begynde på indsamlingen. I skal tage ketsjerprøver på bunden og i plantedækket langs bredden. I skal arbejde jer op mod strømmen, når I tager flere prøver på en station, for ikke at "forurene" med løsrevne dyr. På stenbund placeres ketsjeren foran prøvetagerens fødder med åbningen mod strømmen (se fig.). Prøvetageren går på tværs af vandløbet og vrikker og sparker til stenene. På den måde jages dyrene bort og driver med strømmen ind i ketsjeren. På mudderbund tages en ketsjerfuld mudder og den rystes frem og tilbage i vandoverfladen, indtil mudderet er skyllet ud. Med mellemrum slås indholdet i ketsjeren ud i fotobakkerne. Dyrene sorteres fra fotobakkerne over i glas/spande. Brug en ske! Prøven kan også tages direkte fra stenene på stenbund. På steder med stenbund kan man tage sten, der mindst er 10 cm i diameter. Stenene tages op på land, og de fastsiddende dyr børstes eller skrabes af. Iltkoncentrationen måles med en iltmåler. Læreren instruerer i brugen af denne. Iltmætning beregnes ved at dividere den målte iltkoncentration med den iltkoncentration, der findes hvis vandet er mættet ved den målte temperatur (* 100%). ph måles med et universal-indikatorpapir. Strømhastigheden beregnes ved at måle hvor lang tid et lille stykke plantemateriale er om at flyde en nøje udmålt længde. FIGUR 2: De indsamlede dyr studeres. FIGUR 3: Prøvetagning på mudderbund.begge efter Ole Ravn Vanddybde og vandløbets bredde måles med et målebånd og en stok. Vandføringen er strømhastigheden * vanddybden * bredden * ½. Nitrat og fosfat måles med en sticks (evt. Hack-kit) TABEL 2: FORURENINGS-INDEKS-SKEMA FORURENINGS-INDEKS-SKEMA 1) DET SAMLEDE ANTAL GRUPPER TILSTEDE FIGURER: Side 4 af 8

5 2) NØGLEGRUPPER SLØRVINGENYMFER tilstede DØGNFLUELARVER tilstede FORURENINGSINDEKS VÅRFLUELARVER FERSKVANDS-TANGLOPPE tilstede VANDBÆNKEBIDER tilstede RØDE DANSEMYGLARVER og/eller RØDE BØRSTEORME tilstede ROTTEHALE tilstede ARBEJDET I LABORATORIET: Dyrene medbringes til laboratoriet og overføres fra spand eller hvide bakker med en plastikske til et saltkar (firkantet glas med fordybning i midten) og studeres heri under stereolup. Noter hvilken dyregruppe de tilhører og hvilke tilpasninger de har til livet i rindende vand (se indledning). På tavlen laves en fælles liste over dyrene Forurenings-indeksskemaet: BEREGNING AF FORURENINGS-INDEKS: Når forurenings-indekset skal findes, går du frem på følgende måde: l. På skemaet (DYRELISTEN) tælles antallet af dyregrupper sammen i nederste højre rubrik. Tallet genfindes i øverste række i indeksskemaet. 2. Den mest følsomme nøglegruppe, der er fundet på stationen, noteres. 3. Gå ind i indeksskemaets venstre kolonne under den mest følsomme nøglegruppe, som er fundet. 4. Gå mod højre i skemaet til søjlen, der svarer til det samlede antal dyregrupper fundet på stationen. Forurenings-indekset aflæses og indføres i skemaet nederst. EKSEMPEL: På en station er fundet 9 forskellige dyregrupper (antalssøjle: 6-10) og der er fundet vårfluelarver, men hverken døgnflue- eller slørvingenymfer (nøglegrupperække: vårfluelarver). I indeksskemaet aflæses stationens forureningsindeks til 6. RESULTATER. Side 5 af 8

6 RESULTATSKEMA 1: VI HAR MÅLT: (A) Temperatur: TIL FØLGENDE VÆRDI:. o C (B) Ilt (overflade):. mg 0 2 /L (C) Iltmætning:. % (D) ph:. (E) Strømhastighed: (længde m / tid sek) (F) Vandløbsbredde: (G) Vanddybde: (H) Vandføring: ((E*F*G)/2000). m/sek.. m. m. L/sek (I) Nitrat:. mg N0 3 - /L (J) Fosfat:. mg P /L (K) Evt: (L) Forureningsindeks:.. Side 6 af 8

7 1) På en station i et vandløb er følgende dyregrupper fundet: BILLER, VANDBÆNKEBIDER, Side 7 af 8

8 ANDRE DANSEMYGLARVER, MUSLINGER, BØRSTEORME og IGLER. Brug indeksskemaet og find forureningsindekset. 2) På en vandløbsstation er fundet: SNEGLE, KVÆGMYGLARVER, SLØRVINGENYMFER, TANGLOPPER og ANDRE DANSEMYGLARVER. Find forureningsindekset. 3) Forklar de biologiske principper som forureningsindekset er baseret på. a) b) 4) Hvilken økologisk vandkvalitet, dvs. forurenings-indeks, viser skemaet for den undersøgte station. 5) Er der nogen overensstemmelse mellem den biologiske bestemmelse og de kemiske måleresultater. 6) Hvorfor lægger biologerne større vægt på den biologiske vurdering end på den kemiske vurdering af vandløbets forurening? 7) Hvilken vandkvalitet har amtet fastlagt i sin recipientplan for det pågældende vandløb. Se amtskortet. Hvordan stemmer dette overens med den målte vandkvalitet holdet har fundet? 8) Forklar forløbet af kurven "ILT - O 2 " på FIGUR 1. Hvad er årsagen til de kraftige døgnsvigninger, som iltindholdet udviser omkring forureningsgrad II-III? 9) Beskriv sammenhængen, som den fremgår af figur 1 mellem 1. næringssalte, 2. mængden af planter, 3. iltindholdet i vandet. 10) Hvordan er røde dansemyglarver og røde børsteorme tilpasset forholdene i forurenet vand? LITTERATUR Hindkjær m.fl. Biologi på tværs, Nucleus 1994 Frydenlund og Flemming Petersen: Vi undersøger - et vandløb. Kaskelot Side 8 af 8