生態池大考驗

策劃/執行人: 徐右任
(黃彥文@台北縣永和市網溪國小 : 07/12/11-15:01)
動機: 教案活動單元/點子
目標範圍: 年級性
難易度: 還好
實施期間: 2006.12.18到2007.01.26
參與人數: 5
關鍵字: 水污染 生態池 水芙蓉 清潔劑污染
分類: 專題研究 | 水污染 | 認識校園

本次教學活動希望達成以下之能力指標:
環 4-1-2 能運用收集資料與記錄的方法瞭解與認識校園與住家環境問題,並能具體提出生活環境問題的解決方案
自 2-2-1-1(對自然現象作有目的的偵測。運用現成的工具如溫度計、放大鏡、鏡子來幫助觀察,進行引發變因改變的探究活動,並學習安排觀測的工作流程)

具體目標:
1.瞭解洗碗精對水芙蓉生長情形的影響。
2.瞭解洗衣粉對水芙蓉生長情形的影響。
3.瞭解水晶肥皂對水芙蓉生長情形的影響。
4.瞭解天然肥皂對水芙蓉生長情形的影響。
5.瞭解一般香皂對水芙蓉生長情形的影響。
6.瞭解污水便當油水對水芙蓉生長情形的影響。
7.瞭解綜合所有污染源對水芙蓉生長情形的影響。
8.綜合比較各種污染物對水芙蓉影響的程度。


◎設計理念
學校在去年把大部份的洗水池改建成可以養活水生植物的生態池。剛開始時,我們都很開心,因為除了沒想到我們洗完手的手,竟然可以用來養活一些水生植物例如布袋蓮以及水芙蓉、槐葉萍等等,而且可以達到淨化水池的效果。但是我們還是很擔心,如果我們洗完手的肥皂水會不會對這些可愛的水生植物產生不好的影響?它們會不會因為我們打掃時間倒入大量的污水、中午小朋友們洗便當的油水或是洗衣粉等而變死變黃?
很湊巧的,這學期我們四上自然與生活科技學習領域第二單元剛好是「水生家族」內容對於水生植物,例如:水芙蓉、布袋蓮等有很詳細的介紹。聽了老師對這些美麗又可愛的水生植物做的介紹,我們很開心學校能有這樣的生態池讓我們學習。但是我們還是很擔心每天排入的污水、廢水對這些植物有所危害,所以想要了解有沒有什麼樣的影響。希望我們的實驗結果能夠對我們的生態池有幫助,也希望大家能更重視而珍惜生態池裏這些可愛又美麗的水生植物。

◎主要教學活動過程
研究觀察期間第一部分從95年12月18日到96年1月11日。實驗第二個部份剔除掉洗碗精和洗衣粉後,加入天然池水以及自來水做為對照組,觀察時間從今年1月12日到1月26日。

1.測量
由於生態池的水量每日的高度不太相同,於是我們利用長竹竿,測量水量的平均高度,再進行容量的計算,會比直接測量外部高度來的準確。生態池容量之計算公式=『圓面積x高=生態池容量』=3.14x70x70x52=800072(ml)。觀察箱容量之計算公式=『長x寬x高』=10x30x20=6000(ml)。

2.每日用水量之測量
因為我們要知道每天同學們洗手台使用的情形,所以我們派人在洗水台那裏調查。但因為我們沒有辨法每節課都派人在那裏,所以我們採取抽樣時間調查。調查時間共三個星期,包括了早自習、打掃時間、下課等重要時間,以星期一、三、五為代表日,再依這些人數,計算出生態池每天同學們不同種類的使用情形。
我們以星期一、三、五為代表,計算這三天的使用人數,再把這三個星期的人數相加除以三,約可以表示每天各類污染源的使用人數。算法如下:(星期一總人數+星期三總人數+星期五總人數)÷3=大約每日人數。我們除了計算人數之外,還測量每個人不同使用方式的用水量。最後計算每日用水量(每人用水量x每日使用人數):洗手(不用肥皂)5580ml、洗手(用肥皂)40000 ml、污水(洗拖把)75000 ml、綜合(肥皂量+污水量)119000 ml。最後根據以上數據加入適當比例之各種污水於觀察用生態箱中(比例的計算公式為『生態池總容量:每日污染源總用水量=觀察用生態箱容量:要加入的污染源水量』)。

3.觀察紀錄表:
由教師引導學生討論觀察紀錄表中應該要包含哪些項目,教師適時地補充,最後得到觀察紀錄表的項目有:觀察部位為葉、根與水質,其中包含葉與根枯黃的程度與顏色的改變還有水質顏色的變化。並請學生用文字描述其變化之過程。

4.觀察紀錄
每組觀察用生態箱請學生觀察討論並紀錄。

5.綜合歸納討論
請學生一同將觀察紀錄結果整理成報告,請同學負責報告,並由老師引導學生討論,並請學生將討論結果整理並記錄下來。


研究結論如下:
1.洗碗精對生態池中的水芙蓉危害最大。
2.洗衣粉對生態池中的水芙蓉危害僅次於洗碗精。
3.各種肥皂對水芙蓉的生長都會有負面的影響。
4.天然肥皂對水芙蓉的成長和其它市售非天然肥皂沒有有差異。
5.洗碗精會讓水芙蓉快速死亡有可能因為其中的「活性界面劑」造成的。
6.洗衣粉會讓水芙蓉快速死亡有可能因為其中的「活性界面劑」造成的。
7.雖然遭受污染,但水芙蓉的根部還是會持續生長。
8.各類肥皂對於水芙蓉生長情形並沒有顯著的差異。
9.水芙蓉可以幫助各類肥皂沉澱並淨化水質,但是量若太多還是會讓水質變混濁。
10.大部份的肥皂類污染源加入五天後,根部會開始長長,而葉子開始變枯黃。
11.「綜合類」污染源部分雖然水質沒有肥皂類清澈,但是葉片枯爛的程度和肥皂類相似。
12.「自來水-對照組」、「天然池水-對照組」無論在葉、根、水質三方面相較於其它各組,對水芙蓉的成長,沒有任何的污染情形,而「自來水」、「天然池水」二組之間也沒有顯著的差異。


一、「洗碗精」和「洗衣粉」為什麼比起各類肥皂對水芙蓉影響嚴重?
實驗的第一部份得到這樣的結果時,我們真的都很驚訝,因為沒想到加了洗碗精的水芙蓉真的都整個爛掉。所以我們去找了一些資料,所以知道了在市售的洗碗精中,大都含有所謂的「界面活性劑-烷基苯磺酸鈉」,簡稱ABS。這些化學的活性劑在河川中很難被分解,會形成泡沫公害,嚴重影響生態。而洗衣粉也是含有這一類的介面活性劑(有的還含有磷),所以洗淨力很強,但卻會對生態造成很大的影響,資料中有一項提到,烷基苯磺酸鈉在蚜蟲實驗中,其接觸蟲體時可形成不透水、不透氣的一層薄膜堵塞蟲體的氣孔,使蚜蟲窒息死亡。所以我們的水芙蓉會整株潰爛,由此可以這種化學成分的危害是相當大的。

二、天然皂並沒有比市售一般香皂對水芙蓉有較小的影響
  我們剛開始以為「天然仔尚好」,所以想說可能使用天然肥皂應該不會讓水芙蓉的葉子變黃。結果實驗結果顯示,天然肥皂和一般的香皂二者之間沒有很大的差異。雖然天然皂因不含磷、界面活性劑化學藥品,使用時不會造成環境污染,但是可能因為肥皂污水量可能太大,造成水質污染混濁,使得生態池中的水芙蓉分解不易,進而對生態造成一些影響。相關的原因,也許可以再進一步的研究。

三、加入水彩顏料等試驗
  我們在校園中,還發現有些時候上水彩課時,小朋友們會把顏料倒或墨汁倒入生態池中。但是因為次數較少而且量不大,所以就沒有進行實驗,如果下一次有機會,我們也可以把它納入成為操弄變因。

四、在真實的情境中進行實驗
  我們這次的實驗是按照生態池的容量以及同學們每日的污水量,計算比例,縮小在觀察箱中進行實驗。以後若是有機會,我們可以在真實的生態也中進行實驗,也許我們可以更進一步証實自己的研究結果。

五、對未來教學的建議
未來計畫更深入地融入環境教育議題,並擴展至全四年級各班級的課程,培養學生環境素養,變成四年級的特色課程。

本校生態池
本校生態池
測量生態池
測量生態池
生態觀察箱
生態觀察箱
洗衣粉對水芙蓉生長情形的影響
洗衣粉對水芙蓉生長情形的影響
洗碗精對水芙蓉生長情形的影響1
洗碗精對水芙蓉生長情形的影響1
洗碗精對水芙蓉生長情形的影響2
洗碗精對水芙蓉生長情形的影響2

黃彥文@台北縣永和市網溪國小 : 07/12/11-15:01
by 回應委員 on 08/10/03-21:16.

非常優秀的一件提報,特別感謝徐老師的精心規劃和用心帶領~

能夠根據學生的「領域學習單元」配合「學校特色」進行課程規劃
運用「生活經驗」引發的環境問題 與學生規劃實驗,是一個很棒的行動研究喔!
實驗的結果也可以做為其他伙伴學校的參考
或許,下次的實驗可以試試看 加入實驗項目測試是否有更安全的環保洗滌方式
一方面使用者安全、一方面環境更美好,再者可以行銷給其他伙伴,廣為受用,豈不更好?

建議,實施者心得的部分 除了研究結論和建議之外
若能分享學生參與本實驗的感受、經驗 以及心得分享,更能分享實施中學生參與的歷程