Świętokrzyskie Centrum Doskonalenia Nauczycieli
w Kielcach

1. Rozwijanie kompetencji w zakresie nauk przyrodniczych, technologii, inżynierii, sztuki i matematyki poprzez udział w projekcie.
2. Kształtowanie umiejętności łączenia wiedzy i umiejętności z różnych dziedzin dla osiągnięcia celu i rozwiązania problemu.
3. Kształtowanie umiejętności planowania działań badawczych i opisu zjawisk zachodzących w przyrodzie związanych z wodą.
4. Rozwijanie kompetencji niezbędnych do planowania pracy własnej i pracy w grupie.
5. Rozwijanie myślenia logicznego i zachęcanie do poszukiwania nowych rozwiązań.

W naszej szkole zagadnienia związane z dbałością o nasze otoczenie i problemy wynikające z jego zanieczyszczeń są często poruszane, dlatego grupa uczennic uczestnicząca w zajęciach dodatkowych uznała, że spróbuje zmienić świadomość najbliższego otoczenia poprzez wykonanie projektu, który pozwoli zwrócić uwagę na ogromny problem braku wody z jakim mierzy się świat. Zasoby wody wydają się duże i niewyczerpane ale niestety, w niektórych częściach świata jest ona ograniczona a nawet jej brakuje. Dlatego postanowiły sprawdzić czy w warunkach szkolnych są w stanie zbudować naturalny filtr wody, ale taki, który potrafiłby oczyścić wodę np. z metali ciężkich. Zanim jednak powstało finalne dzieło uczennice zabawiły się w małych chemików i przeprowadziły różne eksperymenty z wodą stosując w nich wiedzę z innych przedmiotów takich jak: matematyka, biologia, geografia czy też fizyka.

Na początku została wyłoniona docelowa grupa projektowa odpowiedzialna za realizację całego przedsięwzięcia. Oczywiście w zajęciach dodatkowych, podczas których realizowany był projekt uczestniczyli też inny uczniowie. Sami wybrali jakim tematem chcą się zająć oraz opracowały plan poszczególnych działań. W pierwszej kolejności pod lupę poszły zasoby wody na świecie. Korzystając z różnych źródeł informacji wybrały te najbardziej istotne oraz robiące największe wrażenie np. takie, że co 15 sekund umiera na świecie dziecko z powodu chorób powiązanych z niedostatkiem wody czy też, że 200 mln ludzi cierpi z pragnienia oraz, że 70% zasobów wody pitnej każdego dnia jest zużywana do przemysłowej produkcji mięsa. Wszystkie te wiadomości miały uświadomić o istotnym problemie niedoboru wody świecie.

Pierwszym etapem było zgłębienie tematu „Wygląd roślin a ich środowisko”. Uczennice przeprowadziły eksperyment mający pokazać jak z wody korzystają rośliny, udowadniając w ten sposób, że jej jakość ma na nie bezpośredni wpływ. Białe kwiaty umieściły w roztworach barwników spożywczych. Po dość krótkim czasie płatki zaczęły zmieniać barwę, im dłużej tym barwa była intensywniejsza. Zanurzone w wodzie kwiaty transportują wodę wraz z barwnikiem, początkowo przez łodygi dalej w górę do kwiatów, zatem tak samo wygląda transport jonów metali ciężkich, które później stanowią żywność bądź są zjadane przez zwierzęta hodowlane lub dzikie. Oczywiście nie obyło się bez sprawdzania np. intensywności barwy w zależności od stężenia barwnika i zwrócenia uwagi, że dzięki wykorzystaniu algorytmów matematycznych można przewidzieć efekt końcowy bez stosowania metody „prób i błędów".

Drugi eksperyment dotyczył kwiatów zanurzonych  w roztworach soli kuchennej o różnym stężeniu. lm większe było stężenie soli, tym szybciej kwiaty więdły. Końcowy efekt był widoczny już po 24 godzinach obserwacji . Wszystkie organizmy żywe potrzebują wody i soli mineralnych, które pobierają z gleby dzięki zjawisku osmozy, dążeniu do wyrównania stężeń. Powoduje ona przenikanie wody z ośrodka o niższym do ośrodka o wyższym stężeniu. W normalnych warunkach to w roślinie jest wyższe stężenie soli mineralnych niż w glebie. Aby wyrównać stężenie roślina „rozcieńcza” zbyt wysokie stężenie pobierając wodę z gleby. W eksperymencie odwrócono proces, czyli woda pobierana była z rośliny. Taką sytuację obserwujemy, gdy wody podskórne są silnie zanieczyszczone.

Trzeci eksperyment z mchem badał pochłanianie i zatrzymanie wody przez rośliny. Dziewczyny zbadały ile wody może pochłonąć mech. Mchy to organizmy pionierskie, które pojawiają się nawet na ubogim podłożu, gromadząc wodę a rozkładając przyczyniają się do powstawania gleb bogatych w próchnicę. Wysuszyły mech, zważyły, a następnie nasączyły go wodą, czekając aż woda zostanie wchłonięta, dolewając jej do momentu, kiedy mech przestanie wchłaniać wodę. Mech włożyły na sito czekając aż nadmiar wody spłynie, a następnie ponownie zważyły mech. Różnica na wadze była zaskakująco duża, mech może magazynować bardzo duże ilości wody, wchłonął 6 razy więcej wody niż ważył. Ta własność zapobiega wysychaniu wody w lesie. Mchy stanowią doskonały rezerwat wody dla roślin w okresie braku deszczu. Dlatego runo w lesie jest tak istotne jak i mokradła w pobliżu zbiorników wodnych i rzek. Nie należy ich osuszać, tworząc wyłącznie turystyczne lub rolnicze tereny bo są „gąbką" wchłaniającą namiar wody w przypadku ulewnych i długotrwałych deszczy, chroniąc tereny przed powodzią, a także stanowią „magazyn” wody dla roślin w okresie suszy. W doświadczeniach z wodą uczennice wykonywały zadania matematyczno-chemiczne. Utrwaliły jednostki miar i wag oraz wykonywały obliczenia stężeń procentowych roztworów. Posiadając odpowiednią wiedzę porównały rozpuszczalność różnych substancji w wodzie z wykorzystaniem odpowiednich proporcji wagowych.

Ostatnim elementem było wykonanie filtra opartego na dwóch rodzajach węgla i minerałach. Pierwszy to powszechnie znany węgiel aktywny o rozwiniętej powierzchni pochłaniania, a drugi to szungit- minerał, którego 99% masy stanowi pierwiastek węgla, ma mocny czarny kolor, błyszczy i umieszcza się go pomiędzy antracytem, a grafitem. Posiada oryginalną matrycę węglową, a jego molekuły zwane fulerenami przypominają swoją budową piłkę futbolową. To alternatywa dla wkładów z węgla aktywnego, dlatego szungit jest powszechnie stosowany w stacjach uzdatniania wody. Oprócz tego, że strukturyzuje wodę, to usuwa z niej szkodliwe elementy takie jak metale ciężkie, pestycydy oraz żelazo. Podobnie działa na fenole w wodzie, dioksyny oraz produkty naftowe. Wirusy i bakterie również zostają wyeliminowane w kontakcie z szungitem. Metodą wielokrotnej zmiany złoża, jego warstw, ilości warstw, sposobu ułożenia uczennice sprawdzały działanie filtra. Początkowo sprawdziły, że sączek umieszczony na dnie filtra, pełni tylko rolę zatrzymania złoża, natomiast nie stanowi filtra dla zanieczyszczeń. Wodę ze stawu udało się przefiltrować, ale postanowiły spróbować tak zbudować filtr, żeby zatrzymywał także metale ciężkie, które niestety są obecne w glebie a zatem i w wodzie, a stanowią ogromne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt. Filtr najpierw spełnił rolę filtrując jony manganu, żelaza, natomiast nie filtrował jonów miedzi. Metale w roztworach, będąc w postaci jonów są barwne, stąd też taki wybór, aby widoczne było, że filtr je zatrzymał. W końcu udało się tak dobrać warstwy, że filtrował również jony miedzi. Euforia była ogromna.

Wielotygodniowa praca nad projektem była trudna, ale też twórcza i często zaskakująca. Pokazała jak nauka może być narzędziem do poprawiania jakości życia naprawiania popełnianych błędów. Korzystamy z wody każdego dnia, ale najważniejsze to zastanowić się głębiej jakie ma właściwości, jak cenna jest dla każdego z nas i dlaczego musimy dbać o nią jako nasze największe dobro, które dostaliśmy od natury z kredytem zaufania. Jeśli mądrze będziemy z niej korzystać, zapewnimy pełny dostęp do niej wszystkim ludziom na świecie. Projekt miał na celu również podniesienie świadomości każdej osoby i naszego pokolenia, bo to każdy z nas może zmieniać świat na lepszy. Miał zwrócić uwagę na racjonalne gospodarowanie zasobami wody oraz rozsądne podejście do korzystania z niej. Wykonanie filtra miało pokazać, że wody nie powinniśmy marnować, można ją np. filtrować i ponownie wykorzystywać. Wyniki realizacji projektu rozpowszechniono wśród zainteresowanych nauczycieli i uczniów.

Świętokrzyskie Centrum Doskonalenia Nauczycieli w Kielcach