Was passiert mit verschmutztem Wasser im Wasserkreislauf?

Wasser ist eine grundlegende Ressource, und das Verständnis seiner natürlichen Reinigungsprozesse ist entscheidend für das Umweltbewusstsein der Schüler*innen. Ziel dieser Aktivität ist es, den Schüler*innen ein praktisches Experiment anzubieten, das das Konzept des Wasserkreislaufs als natürliches Reinigungssystem veranschaulicht.

Dieses Experiment ist vom Wasserkreislauf der Erde inspiriert, einem Prozess, bei dem Wasser ständig recycelt und gereinigt wird, um es für den Verbrauch nutzbar zu machen.

Hier können Sie das Arbeitsblatt zu diesem Experiment als docx und PDF herunterladen.

Hier finden Sie die Antworten für Lehrkräfte als docx und PDF.

Der Wasserkreislauf, ein lebenswichtiger Prozess auf der Erde, umfasst die ständige Bewegung von Wasser von der Erdoberfläche in die Atmosphäre und wieder zurück. Die Phasen des Wasserkreislaufs sind Verdunstung, Kondensation und Niederschlag. Im Folgenden wird erläutert, wie diese Phasen mit dem Experiment zusammenhängen:

Verdunstung

Bei diesem Experiment wird das Wasser im Behälter mit roter Farbe oder Lebensmittelfarbe eingefärbt, um Verunreinigungen darzustellen. Wenn du den Aufbau in der Nähe eines sonnigen Fensters aufstellst, wird das Wasser durch die Sonnenenergie erwärmt. Dadurch gewinnen die Wassermoleküle an der Oberfläche so viel Energie, dass sie von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen (Wasserdampf) übergehen. Dieser Vorgang wird als Verdunstung bezeichnet. Es ist, als würde das Wasser in der Luft „verschwinden“.

Kondensation

Der Wasserdampf steigt im Inneren des Behälters auf bis zur Kunststofffolie, die die Öffnung des Behälters abdeckt. Diese Kunststofffolie simuliert die obere Atmosphäre, in der die Temperaturen niedriger sind als am Boden. Wenn der Wasserdampf mit der kühleren Oberfläche der Kunststofffolie in Berührung kommt, verliert er Energie und verwandelt sich wieder in winzige Wassertröpfchen. Dieser Vorgang wird als Kondensation bezeichnet. Diese Wassertröpfchen sammeln sich auf der Kunststofffolie und simulieren so die Wolkenbildung in der realen Atmosphäre.

Niederschlag

Da immer mehr Wasserdampf zu Wassertröpfchen kondensiert, sammeln sich diese auf der Plastikfolie. Der Stein, der oben auf der Folie liegt, macht eine Delle in die Folie, sodass das kondensierte Wasser über sie durch die Schwerkraft zum tiefsten Punkt fließt. Wenn genügend Wassertröpfchen zusammengeflossen sind und ihr Gewicht so groß ist, dass sie nicht mehr an der Folie haften können, „fallen“ oder „regnen“ sie in den Behälter hinab. Dieser Niederschlag imitiert die Entstehung von Regen oder anderer Formen des Niederschlags im Wasserkreislauf.

Das Experiment

Das Experiment veranschaulicht die natürliche Reinigung durch den Wasserkreislauf. Wasser an der Wasseroberfläche verdunstet und die Verunreinigungen bleiben im Wasser zurück. Dieser Prozess sorgt dafür, dass das Wasser, das wir in Form von Niederschlägen erhalten, relativ sauber und sicher für die weitere Nutzung ist. Ein ähnlicher Prozess findet bei der Bildung von Salz statt: Wasserdampf steigt in die Atmosphäre auf und lässt Salzkristalle zurück.

In dem Erklärvideo scheinen die Wassertropfen eine bestimmte Form zu haben. Diese Tropfenform ist ein weit verbreitetes Missverständnis. Wir sind uns bewusst, dass die Tropfen in Wirklichkeit nicht diese Form haben, sondern rund sind, aber wir verwenden dieses Bild, weil es eine für Kinder vertraute Darstellung ist.

Für den Einstieg

Zur Vereinfachung können Sie noch mehr visuelle Hilfsmittel, Zeichnungen und Bilder einbeziehen, damit die Schüler*innen die Idee der Experimente besser verstehen. Verwenden Sie bebilderte Schritt-für-Schritt-Anleitungen neben schriftlichen oder gesprochenen Anweisungen.

Für Schüler*innen mit speziellen Bedürfnissen müssen Sie die Materialien möglicherweise so abändern, dass sie besser zugänglich sind, z. B. durch größere Behälter oder taktile Elemente für Schüler*innen mit Sehbehinderungen.

Für Fortgeschrittene

Ermutigen Sie fortgeschrittene oder begabte Kinder dazu, die wissenschaftlichen Konzepte zu vertiefen. Sie könnten die Auswirkungen des Wasserkreislaufs auf die Umwelt erforschen. Sie können zusätzliche Variablen oder komplexe Zusammenhänge einführen, wie z. B. die Verwendung verschiedener Farben als Farbstoff, und die Ergebnisse vergleichen. Erlauben Sie fortgeschrittenen Schüler*innen, ihre eigenen Experimente zum Wasserkreislauf zu entwickeln.

Wenn Sie Klassen mit mehreren Jahrgangsstufen haben, bilden Sie Gruppen aus Schüler*innen mit unterschiedlichem Niveau und Alter. Verwenden Sie eine flexible Gruppeneinteilung, die es den Kindern ermöglicht, mit Gleichaltrigen unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Fähigkeiten zu arbeiten, um die Zusammenarbeit zu fördern.

Für gesunde Gewässer arbeiten

Hydrologie

Hydrologe*innen sind auf die Untersuchung von Wasserressourcen spezialisiert. Sie analysieren die Verteilung, Bewegung und Qualität von Wasser in der Erdatmosphäre und auf der Erdoberfläche, was direkt mit dem Konzept des Wasserkreislaufs in diesem Experiment zusammenhängt.

Umwelttechnologie für Wasserversorgung

Umwelttechnolog*innen für Wasserversorgung beurteilen und überwachen die Qualität von Wasser in verschiedenen Bereichen, z. B. in Flüssen, Seen und Wasseraufbereitungsanlagen. Sie stellen sicher, dass die Wasserquellen für den menschlichen Gebrauch sicher und sauber sind.

Manche Umwelttechnolog*innen für Wasserversorgung arbeiten auch als Wassermeister*innen in einem Wasserwerk. Dort sind sie für die Überwachung der nachhaltigen Nutzung und Erhaltung von Wasserressourcen zuständig. Sie sorgen für sauberes Trinkwasser und koordinieren die effiziente Nutzung von Wasser in der Landwirtschaft, der Industrie und in den Kommunen.

Entdecken Sie Berufe zum Thema Wasser

• Gute Berufe in der Wasserwirtschaft, Berufswelten Energie & Wasser
• Wasserberufswelt, KlasseWasser.de, Berliner Wasserbetriebe
• Ohne Wasser geht gar nichts!, planet-beruf.de, Bundesagentur für Arbeit (BA)

Für die Umwelt arbeiten

Umweltwissenschaften

Umweltwissenschaftler*innen untersuchen die natürliche Welt und ihre Ökosysteme. Sie arbeiten daran, Umweltprobleme zu verstehen und zu lösen, z. B. zu den Themen Wasserqualität und Nachhaltigkeit. Dieses Experiment bietet eine Grundlage für diejenigen, die sich für eine Karriere in den Umweltwissenschaften interessieren.

Klimawissenschaften

Klimawissenschaftler*innen untersuchen langfristige Muster von Wetter und Klima um zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf den Wasserkreislauf der Erde auswirkt. Das macht dieses Experiment für ihr Fachgebiet relevant.

Meteorologie

Meteorolog*innen untersuchen atmosphärische Prozesse, darunter auch solche, die mit Niederschlägen und der Bildung von Wolken zusammenhängen. Das Verständnis der Prinzipien von Kondensation und Niederschlag im Wasserkreislauf ist die Grundlage für das Berufsbild.

Umweltingenieurwesen

Umweltingenieur*innen entwerfen Lösungen für Umweltprobleme, wie z. B. Wasseraufbereitungssysteme und Technologien zur Kontrolle von Umweltverschmutzung. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Sicherstellung von Wasserqualität und Nachhaltigkeit.

Wissenschaftspädagogik

Lehrkräfte oder Ausbilder*innen für naturwissenschaftlichen Fächern können dieses Experiment nutzen, um künftige Generationen für die Bedeutung von sauberem Wasser und ökologischer Nachhaltigkeit zu begeistern und zu sensibilisieren.

Wie man das Meer erforscht

• Was passiert eigentlich auf einem Forschungsschiff?, Terra X, ZDF
• Wie wird eigentlich der Meeresgrund erforscht?, Terra X, ZDF
• Was macht ein MEERESBIOLOGE?, TOGGO, Super RTL
• Tauchen und Forschen auf See - Kira als Meeresbiologin, Dein großer Tag, ARD