Globe

Loodushariduslik kirjaoskus infoajastu õpilastele

Loodusteaduste õpetamise põhieesmärk on kujundada loodusteaduslikku kirjaoskust. Sellise oskusega inimene on üldjuhul uudishimulik. Teda huvitab, mis ja kuidas nähtused ja sündmused toimuvad, ta tahab lugeda ja teada saada viimase aja teadlaste saavutustest.

Infoajastu lapsed oskavad teavet hankida ja teadmisi omandada  väga hästi ja kiiresti, aga vajaka jääb info mõistmisest, seoste loomisest, analüüsioskusest  ja iseseisvast õppetööst. Seega otsisime oma õpilastele väljundeid iseseisvalt õppimiseks ja võimaluseks korrata loominguliselt koolimajas õpitut.

Merelaager toimus 27.–28.07.2012 TÜ Eesti Mereinstituudi (EMI) teadurite juhendamisel. Õpilastele tutvustati Pärnu lahe keskkonnatingimusi ja  elustikku, õpetasid  proovivõtmist. Õpiti mereselgrootute määramist  ning uuriti kalu. Laager hõlmas nii merereise uurimislaeval kui laborianalüüside tegemist. Sindi Gümnaasiumist osalesid õpilased Martin Käremaa, Mihkel Šorin, Joosep Roots ning õpetajad  Sigrid Jamnes ja  Heli Salundi.

Esimesel päeval sattus meie grupp kohe laevasõidule. Käisime Pärnu muulide vahel, Audrus ja Lius veekeskkonna näitajaid mõõdistamas: võtsime planktoni- ja põhjaselgrootute proovi, määrasime vee hägusust, mõõtsime  veetemperatuuri (sel päeval oli see 16,8kraadi). Saime teada, et Pärnu lahe soolsus on väike, 5%.

Ilmaga vedas:  vihma ei sadanud ning saime ka binokliga  linde vaadelda.  Meist möödus paar suuremat laeva, mis tekitasid nii suure lainetuse, et laevaninas oli võimalik märjakski saada. Merehaigeks ei jäänud õnneks keegi.

Hiljem tutvusime Vana-Sauga laboris Liivi ja Pärnu lahe elustikuga, vaatlesime varem kogutud proove (zooplankton, põhjaselgrootud ja kalad) ja analüüsisime neid. Üks huvitavamaid tegevusi oli kalurivõrgu tundmaõppimine ja võrkudest kala kättesaamine. Lahkasime vimba, ahvenat, koha, särge, latikat ja kiiska. Saime teada,  et  kaladel puudub magu. Toppisime käe karpkalaliste suhu ning tõmbasime välja neeluhambad. Martin Käremaa näitas ka oma loomingulist poolt ja kujundas kandikule kala silmadest, neeluhammastest ja lõpustest inimese näo.

Mikroskoobi kasutamisel õppisime kalade vanust määrama  (neil oli väike sarnasus puu vanuse määramisega: tuli lugeda ringe nagu puudelgi). Miks vanuse teadmine vajalik on? Et kalavaru jätkusuutlikumalt majandada ja looduskaitse meetmeid rakendada.

Lõpus vaatasime väikest slaidišõuga loengut  süvavee kaladest.

Täname väga Pärnu Noorte Teaduskeskust, kes korraldas toreda tasuta teaduslaagri, ja juhendajaid EMI-st. Loodame edaspidi nendega toredaid õppepäevi korraldada ning loodusteaduslikke ühisprojekte arendada.

JOOSEPI ARVAMUS

Saime uusi kogemusi. Minule meeldis kõige rohkem meresõit, sellepärast et niimoodi saab merel väga harva käia. Samas meeldis mulle väga ka kala lõikamine, mis oli omapärane. Midagi ebameeldivat ei olnud, kõik oli tore . Nägin, kuidas võetakse merel erinevaid proove ning õppisin uut planktonite kohta, mida koolitunnis õpitust eriti ei mäletanud. Huvitav oli ka teada saada, kuidas kalad vees lahustunud hapnikku hingavad: kaladel on enamasti neli paari lõpuseid;  kõrgema arengutasemega kaladel (näiteks ahvenal) on  lõpused kaetud lõpusekaanega. Madalama arengutasemega kaladel (näiteks hail) avanevad aga lõpusepilud pea külgedel otse nahapinnale.

  
(kliki piltidel, et näha suuremalt)

Eesti õhusaaste mõõtmiskampaania vahekokkuvõte

Eesti õhusaaste mõõtmiskampaanias, millega uuriti  NO₂, O₃, NH₃, SO₂ ja tahma sisaldust õhus,  osalesid 20 Eesti kooli seal ka Pärnumaa omad: Sindi Gümnaasium, Kilingi-Nõmme  Gümnaasium ja Pärnu Vene Gümnaasium.

12.08 toimus vahekokkuvõtete tegemine – kahe mõõtmisperioodi tulemuste analüüs –  Muhu põhikoolis. Seda viisid läbi Marko Kaasik TÜ Füüsika Instituudist ja Ülle Kikas, Haridusministeeriumi nõunik loodus- ja täppisteaduste hariduse valdkonnast. Analüüsiti passiivsete kogujate ja tahmasisalduse mõõtmise tulemusi.

Eesmärk  oli teada saada, kui palju intensiivne põllumajandus, heitvesi ja jääkmuda pikaajalise keskmisena kohalikku õhku saastab (NH₃); kuidas levib ning muundub linna- ja maanteesaaste (NO₂, O₃); kui märgatavad on väävlirikaste kütuste põletamise tagajärjed kohalikus ja laiemas mastaabis (SO₂); missugused on saastetasemed eri kohtades (k.a Prantsusmaal) ja lokaalse ja kaugkande osakaal (tahm).

Praeguseks on toimunud kaks mõõtmisperioodi (talvel ja kevadel 2012) ning esialgsed tulemused olid järgmised:

1. Külmal perioodil mõjutavad tahma kontsentratsiooni kohalikud allikad (kütmine). Tahma kontsantratsiooni keskmise järgi  on Pärnu maakonna pingerida suurimast alates järgmine: Sindi, Pärnu, Kilingi-Nõmme. Vabariigis oli esikohal  Võru, järgnesid Saaremaa ja Jõgeva. Kui Sindis oli tahma (musta süsiniku) kontsentratsioon  380ng/m3 , siis Võrus 1380 ng/m3.

2. Kevadperioodil oli tahma kontsentratsioon Pärnumaal suurim samuti Sindis (220 ng/m3), järgnesid Pärnu (170 ng/m3)  ja Kilingi-Nõmme (125 ng/m3).

Võime järeldada, et mõõtmisperioodil võisid tahma hulka mõjutada inimtegevus (kütmine, tööstuslik põletamine), kohalik transport või kaugkandega saabunu. Samuti looduslikud protsessid, nt ilm (vertikaalne segunemine, inversioon ).

Selgus veel, et esimest perioodi mõjutas õhutemperatuuri ja õhumassi päritolu suur muutus. Kõikjal Eestis oli kuu alguses (13.02) tahma kontsentratsioon kõrge,  aga 19.02 toimus hüppeline langus seoses õhutemperatuuri langusega. Ilm läks soojemaks ja inimtegevus muutus: köeti lihtsalt vähem. Nende tulemuste järgi oli Pärnumaa 4. kohal.

Võrreldi  ka asulate  suuruse mõju, hästi tuli see välja suveperioodil. Tahmakontsentratsiooni keskmise järjestuses oli see suurim  Tallinnas (1. Reaalkool – kesklinn,  2. Audentes – eemal kesklinnast), kolmanda tulemuse andis Sindi linn. Oletame, et Sindi kool mõõtis kõrge tahmakontsentratsiooni  naabruses oleva kohaliku katlamaja tõttu.

Saime tulemusi  võrrelda 1994. a toimunud mõõtmisega. Toona oli suurim tahma kontsentratsioon just väiksemates linnades (Viljandis, Rakveres, Võrus).

Üldkokkuvõttes võime järeldada järgmist: mõõtmisandmed tunduvad usaldusväärsed; asula suuruse mõju on nähtav suvel; suvised tahmakontsentratsioonid olid väiksemad kui 1994. a; Tallinnas on kütmise mõju väike, võrreldes transpordi mõjuga; üksikud kõrged väärtused talvel on seotud kohalike saasteallikatega, mis vajavad veel uurimist; talveperioodil oli tuntav kaugelt tulnud õhumassi mõju, mida saab uurida HYSPLIT mudeliga. (Kasutatud Ü. Kikase esitlust „Tahma mõõtmised GLOBE koolides 2012. Talvise ja kevadise mõõtmisperioodi kokkuvõte”)

Passiivsete kogujate (NO₂,O₃,SO₂ ja NH₃) mõõtmiste tulemused

Saasteainete  NO₂, O₃, SO₂ ja NH₃ kontsentratsioonid on väikesed ka peamiste lisandgaasidega võrreldes: tavaliselt mõni kuni mõnikümmend mikrogrammi kuupmeetris (µg/m2) ehk 10⁻⁷– 10⁻⁶%. Iseloomulik on suur muutlikkus ning otsene mürgine mõju inimorganismile ja elusloodusele konkreetses kohas ja ajas. Ei tohi segi ajada kasvuhoonegaaside ega teiste kliimateguritega.

Osalevad koolid jagati asukohatüüpide alusel kuude erinevasse rühma: suure linna keskosa (Tallinna Reaalkool, Miina Härma Gümnaasium); keskmise linna kese või suure linna serv (Audentese Erakool, Narva Humanitaargümnaasium, Pärnu Vene Gümnaasium, Jõhvi Gümnaasium, Tartu Kivilinna Gümnaasium); väikelinn või keskmise linna serv (Kilingi-Nõmme Gümnaasium, Rakvere Reaalgümnaasium, Jõgeva Gümnaasium, Keila Kool, Valga Põhikool, Paide Gümnaasium, Sindi Gümnaasium, Võru Kreutzwaldi Gümnaasium, Viljandi Paalalinna Gümnaasium, Saaremaa Ühisgümnaasium); alev või väga väike linn (Lihula Gümnaasium, Rõngu Keskkool, Mooste Põhikool, Rakke Gümnaasium); küla suurematest keskustest kaugel (Kääpa Põhikool, Muhu Põhikool, Palupera Põhikool, Vormsi Lasteaed-Põhikool); sügaval metsas (Marko Kaasik, koht järve kaldal Lõuna-Eestis).

NO₂, μg/m3

Talveperioodil oli suurlinnades, Tallinnas ja Tartus, NO₂ kontsentratsioon suurim (1. rühm – 20 μg/m3), Pärnus kui keskmises linnas oli see peaaegu poole võrra väiksem (2. rühm – 12 μg/m3) ja Sindis, Kilingi-Nõmmes kui väikelinnades veelgi väiksem (8 μg/m3). Enamik on tekkinud õhulämmastiku kuumutamisel, mingil määral ka mootorite kütuste ja kütteseadmete põlemisprotsesside tulemusel. Kevadperioodil  oli seis sama mis talveperioodil.

O3, μg/m3 

Talveperioodil  SPV1h = 120 μg/m3( saastetaseme piirväärtus). Suurlinnades ja väikelinnades oli sama tulemus:  82μg/m3. Keskmistes linnades, nt  Pärnus oli see pisut suurem,  87μg/m3. Kevadperioodil saadi  suur- ja väikelinnades  jällegi  võrdne tulemus:  93μg/m3, aga keskmistes linnades, nt Pärnus, oli tulemus väiksem,  87μg/m3. Pärnus talve- ja kevadperioodil muutust ei olnud.

Tallinnas saame osoonisisalduse suuremat arvväärtust põhjendada sellega, et osoon on sekundaarne saasteaine, enamik temast ei pärine mitte otse saasteallikatest, vaid tekib õhus keemilisel reaktsioonil  NO₂ lagunemisel UV-kiirguse toimel (lühidalt NO+2O₂=NO₂+O₃) ja laguneb NO-ga kokku puutudes (NO+O3=NO₂+O). „Värskes“ saastes (näiteks Tallinna tihedas linnaliikluses) on küllaltki palju NO-d, mis lagundab osooni samal ajal, kui see NO₂ mõjul tekib. Väiksemate heitkogustega kohtades nagu Pärnu  on rohkem „vana“ saastet, mis pärineb Tallinnast, Riiast jm ja milles on NO jõudnud oksüdeeruda NO₂ – ks. Seega on  lagundavat NO-d vähem, osoonimolekuli keskmine eluiga pikem ja tase pikema akumuleerumisaja tõttu kõrgem. Lenduvad orgaanilised ühendid teevad reaktsioone keerukamaks, aga laias laastus on see nii. Samas on talve- ja suveperioodil osoonil sama tulemus. See sõltub sellest, et veebruari lõpus on juba palju päikesepaistet ja lumelt peegeldamine võimendab seda. Teiselt poolt on lagunemisreaktsioonid külmema ilmaga aeglasemad, mis tasakaalustab ka vähest päikesepaistet.

SO₂, μg/m3 SPV aasta = 20 μg/m3 (saastetaseme piirväärtus)

Talveperioodil oli suurim tulemus  üllatavalt alevites ja väga väikestes linnades: 6,8μg/m3. Suurlinnades oli tulemus väiksem (3,8μg/m3 ) kui keskmistes linnades (4,18μg/m3) ning väikelinnades – Sindis, Kilingi-Nõmmes –   veel väiksem (2,6μg/m3). Suurim tulemus talvisel perioodil oli Rõngu ja kevadisel perioodil Tallinna kesklinnas.

Hüpotees on, et väikealevite piirkonnas kasutatakse odavat, mittekvaliteetset kütust nii olmes kui ka transpordis. Eestis pärineb SO₂ põhiliselt kaugkandest, millel on ühtlaselt madal tase.

Kevadperioodi tulemused:  suurlinnas  2,86μg/m3, keskmistes linnades, nt Pärnus: 1,89μg/m3; väikelinnades 1,3μg/m3. Vastavalt linna suurusele SO₂ sisaldus vähenes või suurenes. Kevadisel perioodil mängib rolli suurlinna transport, heitgaasid, tööstustes põlemisreaktsiooni saadused, Tallinna sadamas olevad laevad.

NH₃, μg/m3 SPV24h=40 μg/m3(saastetaseme piirväärtus)

Talvel keskmises linnas, nt Pärnus  7,8 μg/m3, väga väikestes alevites  1,8 μg/m3, võrdselt väikelinnas ja külades  1,7 μg/m3. Pärnule järgnesid Vormsi  lasteaed, Paide, Valga, Jõgeva.

Kevadperioodil oli Eesti suurim tulemus Pärnus 8,2 μg/m3, millele järgnesid Võru 7,3 μg/m3, Sindi 5,8 μg/m3 ja Kilingi-Nõmme 5,9 μg/m3.

NH₃  suur sisaldus nii talvel kui kevadel Pärnus võib olla tingitud Pärnu Vene Gümnaasiumi asukohast, mis on merele suhteliselt lähedal. Mõjutegurid on seega heitvesi ja jääkmuda, mille tagajärjel orgaaniliste ainete lagunemisprodukt ongi NH₃. Ka mõjutavad seda Pärnu jõel ja merel toimivad biopuhastid. Loomulikult on ka oma osa Šoti mägiveistel (linnalehmadel), keda on juba kaks suve mõõtmispiirkonna läheduses karjatatud. Nende väljaheidete lagunemisel tekib samuti  ammoniaaki.

Pärnule järgnes Võru. Võru puhul saame rääkida väetatavast põllumaast, loomafarmidest ning  paljudest  kuivkäimlatest. Sama järelduse saame teha ka Sindi linna kohta, kus on palju vanemaid individuaaleramuid, milles on endiselt säilinud palju kuivkäimlaid,  majanduskriisi  tagajärjel on suurenenud ka kohalik põllumajandus: inimesed on hakanud põllu- ja aiasaadusi ise oma aedades kasvatama.

Mõõtmistulemustel on teaduslik ja praktiline väärtus. Tihendatakse seirevõrku erinevate asulatüüpidega. Kahenädalased mõõtmised neli korda aastas tagavad usaldusväärsed aasta keskmised, väljendades nii ka aastaajalist muutlikkust. Võrdlus mudelarvutuste andmetega on vajalik mudeli täiustamiseks. (Analüüsis kasutatud M. Kaasiku mõõtmistulemuste esitlusmaterjali)

Teadmistest tekib lugupidamine. Usun, et loodusteadlikud inimesed tegutsevad keskkonda säästvalt, seepärast peame loodushariduse kättesaadavust väga oluliseks. Eriti koolipõlves, sest selles eas kujunevad inimese väärtushinnangud. Looduse tundmaõppimine võimaldab inimesel sügavamalt mõista maailma ja selle toimimist. Kui inimene ei austa ümbritsevat keskkonda, siis sageli puudub tal lugupidamine ka ümbritsevate inimeste suhtes.

Tänu läbiviidud uuringutele teadvustame oma kodukoha looduslikku hetkeolukorda ja arendame loodushariduslikku kirjaoskust oma koolide õpilaskonnas.


(kliki pildil, et näha suuremalt)