Die Filterwerkstatt
Experimentieren in der Grundschule – das bedeutet für die Schülerinnen und Schüler vor allem Spaß am Ausprobieren und Entdecken. Dabei gibt es kein richtig oder falsch. Mit der Filterwerkstatt können die Kinder auf diese Weise das aufregende Element Wasser genauer kennenlernen und erfahren, wie man verschmutztes Wasser reinigen kann.
Vielfältige Förderung von Kompetenzen im Grundschulunterricht – das Thema Wasser in der Grundschule
Je früher Kinder an Themen und Probleme der nachhaltigen Entwicklung herangeführt werden, desto kritischer und engagierter können sie als Erwachsene mit den großen ökologischen, ökonomischen und sozialen Herausforderungen unserer Zeit umgehen. Daher ist es besonders wichtig, sie bereits im Grundschulalter an die Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) heranzuführen.
Das Erhalten der für das Leben auf der Erde benötigten Menge sauberen Wassers wird die Menschheit vor große Herausforderungen stellen. Für Kinder ist es wichtig, dieses Konzept nicht bloß in theoretischer Hinsicht zu begreifen, sondern auch in praktischer und selbstständiger Weise umsetzen zu können.
Kompetenzen aus dem Bereich Natur und Technik, die bei der Filterwerkstatt angewendet werden
Die Schülerinnen und Schüler ...
- führen ein Experiment nach Anleitung durch, beobachten und dokumentieren dies
- wenden erste Methoden der naturwissenschaftlichen Forschung an
- erkennen, wie der Mensch durch Technik Einfluss auf die Natur nimmt
- erfahren über die Reinigungsmöglichkeiten von Wasser
- wissen um die Begrenztheit der natürlichen Ressourcen, um die Dauer ihrer Regeneration und gehen sparsam und bewusst mit ihnen um
Das Wichtigste zur Filterwerkstatt auf einen Blick
Die Filter-Werkstatt regt die Kinder zum Experimentieren mit dem Element Wasser an. Sie können sich damit eine eigene Kläranlage bauen und erfahren, wie man schmutziges Wasser wieder reinigen kann.
Die drei unterschiedlichen Schichten Kies, Sand und Aktivkohle werden genutzt, um schmutziges Wasser in sauberes zu verwandeln. Mit der Filter-Werkstatt werden Anleitungen für verschiedene Experimente geliefert, die Einblick in die mechanische Reinigungstechnik bei Wasser geben.
So funktioniert die Filter-Werkstatt – mit fertigem Arbeitsblatt zum Kennenlernen
Der Aufbau der Filter-Werkstatt ist in der dem Produkt beigefügten Anleitung genauer erklärt. Die Lehrkraft kann dies schrittweise gemeinsam mit den Kindern durchführen. Dann dürfen die Kinder idealerweise in Gruppen experimentieren.
Nachdem die Schülerinnen und Schüler ihr Gemisch angerührt haben, beginnen sie, das Wasser zu reinigen. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen, muss der Reinigungsvorgang mehrfach durchgeführt werden. Wichtig ist, dass die Kinder jeweils etwas Wasser von jeder Reinigungsstufe in einem Glas aufbewahren, um den Reinigungsprozess besser nachvollziehen zu können.
Abschließend sollen die Kinder herausfinden, welche Stufe in ihrer Kläranlage welchen Stoff herausgefiltert hat. Falls die Kinder nicht auf die richtige Lösung kommen, kann die Filter-Werkstatt auch in einzelnen Stationen aufgebaut werden (jeweils nur Kies, nur Sand, nur Aktivkohle).
Hintergründe zu unserer Wasserwirtschaft
Sauberes Wasser ist ein wertvolles Gut
Jedes Leben in der Welt braucht Wasser und auf unserer Erde gibt es davon riesige Mengen. So viel, dass sie aus dem Weltall betrachtet blau erscheint. Allerdings ist nur ein kleiner Teil davon als Trinkwasser nutzbar: nur 2,6 Prozent des gesamten Wassers auf der Erde ist Süßwasser. Davon sind zwei Drittel als Eis in Polkappen, Gletschern und Permafrostböden gebunden. Vom flüssigen Süßwasser befinden sich 99 Prozent als Grundwasser im Boden. Nur ein winziger Rest ist in Seen und Flüssen direkt zugänglich.
In Deutschland als wasserreichem Land herrscht kein Wassermangel. Wir benötigen jährlich nur circa 20 Prozent des nutzbaren Wasserangebots. Dennoch ist es eine wertvolle Ressource, die zwar nicht komplett verbraucht, jedoch durch Verschmutzung unbrauchbar gemacht werden kann. Deshalb ist es wichtig, dass die endlos zirkulierende Ressource Wasser dem Kreislauf sauber zugeführt wird.
Unser Abwasser wird in der Kanalisation gesammelt und zu einer Kläranlage transportiert, dort gereinigt und wieder in Gewässer geleitet. Nutzwasser so aufzubereiten, dass es ohne Schadstoffe wieder in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgeführt werden kann, ist eine der wichtigsten Aufgaben der menschlichen Zivilisation, da zwar die Menge des Wassers auf der Erde nicht sinken kann, die Menge des sauberen Wassers aber schon. Dies ist der Grund, warum auch Wasser letztendlich ein knappes Gut werden kann.
Funktion einer Kläranlage
Das Wasser, das wir zum Beispiel zum Händewaschen und Duschen benutzen, bezeichnet man als Abwasser. Es wird in der Kanalisation gesammelt und zu einer Kläranlage transportiert. In Deutschland fallen pro Tag 10 Millionen Kubikmeter Abwasser an. Fast jedes Haus ist in Deutschland an ein Kanalsystem angeschlossen.
In der Kläranlage wird das Abwasser in drei Stufen gereinigt:
- Die erste (mechanische) Stufe besteht aus Rechen, Sandfang und Vorklärbecken. Im Rechen bleiben grobe Verschmutzungen, z.B. Holz, hängen. Im Sandfang sinken kleine, schwere Teile zu Boden und werden abgepumpt.
- Danach fließt das Wasser ganz langsam durch das Vorklärbecken weiter. Fette und Öle, die an der Oberfläche schwimmen, werden abgesaugt. Die zweite (biologische) Stufe entspricht der Selbstreinigung der Gewässer. Im Belebungsbecken „fressen“ Kleinstlebewesen (Bakterien und Hefen) die im Wasser enthaltenen biologischen Verunreinigungen. Dafür muss Sauerstoff ins Wasser gepumpt werden. Nun ist das Wasser schon ziemlich sauber.
- Es folgt die letzte und dritte (chemische) Stufe im Nachklärbecken. Hier wird der Schlamm, der sich im Belebungsbecken gebildet hat, vom Wasser getrennt. Chemisch werden vor allem Phosphate aus dem Wasser gelöst. Jetzt ist das Wasser sauber genug und kann in den Fluss oder ein anderes Gewässer geleitet werden. Der herausgelöste Schlamm landet im Faulturm und wird, wenn er getrocknet ist, abtransportiert.
So reinigt Aktivkohle
Aktivkohle hat eine sehr poröse und dadurch sehr große Oberfläche. Die Kohleteilchen haben ähnlich wie ein Schwamm viele Hohlräume. In diesen Poren können sich unterschiedliche Stoffe anreichern. Im Versuch ist das gelöste Tinte. Man findet Aktivkohle aber auch in Luftfiltern, da sich darin auch Gerüche und Giftstoffe anreichern können.
