Vesimittalaitteet

Ohjeet vesimittalaitteiden käyttöön. 

Videolla laitteita käytetään tabletilla. Tietokoneella käytettäessä anturit yhdistetään USB-linkkiin, joka yhdistetään tietokoneeseen. Tämän jälkeen anturit ovat valmiina käyttöön! Videolta löytyvät myös tarvittavat kalibrointiohjeet. 

Jos video jostain syystä ei näy tässä yllä sivulla suoraan, voit katsoa sen myös YouTubesta täältä.

Täytä lainauspyyntö täällä. Teethän lainapyynnön hyvissä ajoin. Lisätietoja saat tarvittaessa Sannalta satelau@utu.fi. Alla olevasta kalneterista näet, milloin välineet ovat jo varattuina. Laina-ajan pituus sovitaan tarpeen/välineiden muiden laina-aikojen mukaan aina tapauskohtaisesti. Alimpana tällä sivulla on kalenteri, josta näet milloin laitteet ovat lainassa muualla.

Tutustuthan lainavälineiden lainausehtoihin ennen lainauspyynnön tekoa. Lainausehdot löydät täältä: Lainavälineiden lainausehdot.

NOUTO
1. YLIOPISTOLTA: Nouto/palautus tapahtuu sovittuun aikaan yliopistonmäeltä Aurum-rakennuksesta (kemian laitos), osoitteesta Henrikinkatu 2, 20500 Turku. Sisäänkäynti pääovista Henrikinkadun puolelta. Välineet voidaan myös postittaa.

2. POSTITUS: Laatikot voidaan myös postittaa mihin päin Suomea tahansa. Tällöin vastaanottaja maksaa postimaksut. Käytämme postituksessa Postin helposti-koodia ja postitukseen pakettiautomaattia. Koodin voi tehdä ja maksaa helposti postin sivuilla TÄSTÄ, ja sitten ilmoittaa sen meille. Vesisalkku mahtuu XL-kokoiseen kaappiin. Postituksen hinnan voitte tarkistaa Postin sivuilta. Palautuksen saatte tehtyä myös helposti-koodilla. HUOM! Älä tee palautuskoodia ennen kuin palautusaika on varmistettu, ettei koodi ehdi vanhentua.

Mobiililaboratoriossa oppilaat pääsevät tutustumaan lähialueen vesien tilaan mittaamalla itse vedestä eri suureita, kuten happamuutta ja nitraattipitoisuutta. Kokonaisuus on suunnattu yläkouluun, mutta sovellettuna sitä voidaan käyttää myös alakoulujen ylemmillä luokilla ja lukiossa. Mobiililaboratorion käyttö perehdyttää oppilaita oman lähiympäristönsä tilaan sekä ihmisen ja luonnon vaikutuksiin. Oppilaat pääsevät tekemään mittauksia maastossa (tai luokassa) ja pohtimaan itse eri suureiden vaikutusta biologian ja maantieteen kannalta. Kokonaisuus sopii biologian ja maantiedon lisäksi myös fysiikan tai kemian oppitunneille, jolloin eri oppiaineita voidaan integroida tehokkaasti.

Käytössä olevilla antureilla voidaan mitata happipitoisuutta, happamuutta (pH), nitraatin määrää, lämpötilaa, sameutta, suolapitoisuutta ja sähkönjohtavuutta. Lisäksi on mahdollisuus mitata fotosynteesissä hyödynnettävän valon määrää, ammoniumpitoisuutta ja virtausnopeutta. Lainattavissa on myös vesikiikarit. Omassa opetuksessaan opettaja voi soveltaa kokonaisuutta ja lisätä omia mittauksia tai jättää joitakin mittauksia tekemättä. Saatujen tulosten avulla voidaan esimerkiksi pohtia suunnitelmaa vesistön tilan parantamiseksi tai ympäristövaikutusten arvioimiseksi. Opetuksessa voidaan myös pohtia miten maatalous vaikuttaa veden nitraattipitoisuuteen. Miten eri maa-ainekset vaikuttavat sameuteen? Miten rehevöityminen liittyy mitattaviin suureisiin?

Kokonaisuuteen liittyvä teoria koostuu siitä, miten eri suureet vaikuttavat vesistöihin. Teoria voidaan käydä ennen mittauksia, mittaamisen yhteydessä tai mittausten jälkeen. Mittaukset suoritetaan maastossa suoraan vesistön äärellä, jotta mittaustulokset olisivat mahdollisimman tarkkoja. Mittaukset voidaan myös suorittaa luokkahuoneessa, jolloin vesinäytteet tuodaan paikalle esimerkiksi suljetussa juomapullossa. Näyte otetaan vesistöstä hieman pintaa syvemmältä, mutta se ei saa sisältää pohjahiekkaa tai muita roskia. Näyteastia täytetään piripintaan ja suljetaan tiiviisti. Jos näytettä säilytetään pidempään ennen mittaamista, tulee se säilyttää viileässä, esimerkiksi jääkaapissa. Luokkahuoneessa opettaja voi järjestää mittaukset haluamallaan tavalla. Esimerkiksi jokainen oppilas tuo oman näytteen tai opettaja tuo näytteet haluamistaan paikoista.

Idea: Luokkahuoneessa oppilaille voi antaa yllätysnäytteet, joiden hakupaikat ovat merkittynä kartalle. Mittausten jälkeen oppilaiden tulee pyrkiä sijoittamaan näytteet kartalla oleviin hakupisteisiin saatujen mittausarvojen sekä teorian avulla.

Paljonko aikaa tarvitaan?

Ryhmän koosta riippuen mittaaminen vie aikaa vähintään yhden 45 minuutin oppitunnin. Mikäli oppilaita aluksi opastetaan hieman laitteiston käyttöön, on hyvä varata enemmän aikaa. 75 minuutin oppitunnissa oppilaat ehtivät suorittaa mittaukset lähimaastossa tai hakea vesinäytteen lähivesistöstä. Jos ryhmä ja opettaja ovat käyttäneet laitteita aikaisemmin tai perehtyneet niihin aiemmalla tunnilla, on mittausten suorittaminen nopeampaa.

Tulokset voi halutessaan tallentaa järviwikiin havaintolähetin avulla, josta opettaja ja oppilaat pääsevät tarkastelemaan mittaustuloksia. Samalla ne sidotaan maantieteellisesti ja tuotetaan paikkaoppiin soveltuvaa tietoa. Havaintolähettiä on äärimmäisen helppo käyttää ja lisäämällä #mobiLUMA tunnisteen voimme kerätä kaikkien vesimittausten tulokset samalle karttapohjalle – pääset siis myös katsomaan muiden tekemiä mittauksia lähialueeltasi.

Vesimittaus on alunperin osa Mitä sitten? -hanketta, joka on osa LUMA SUOMI -kehittämisohjelmaa. 
Kehittämisohjelmassa suunniteltiin, pilotoitiin ja toteutettiin kaksi luonnontieteitä integroivaa oppimiskokonaisuutta yläkoulun opetukseen: Vesimittaukset sekä Huolehdi ympäristöstäsi -kokonaisuus.

Vaikka suureet mitataankin yksitellen, ne liittyvät läheisesti toisiinsa ja kertovat kokonaisuutena paljon vesistön tilasta. Yksittäinen suure ei kerro suoraan eri tekijöiden vaikutuksesta, ja esimerkiksi sameus saattaa johtua maaperästä, rehevöitymisestä tai yksinkertaisesti sateiden vaikutuksesta hakatuilla joen penkereillä.

Alla on esitetty lyhyesti eri tekijöiden vaikutusta suureisiin. Yksityiskohtaisemmat tiedot suureista ja vaikutuksesta löydät ”linkit” kohdan takaa word ja pdf-tiedostoina.

Idea: Jos lähistöllä on rehevöityvä lampi tai muu vesistö, kannattaa sitä käyttää yhteisenä teemana mittauksia tehtäessä.

Nitraatti kertoo eniten ihmisen vaikutuksesta, sillä vesistön nitraatti on peräisin lähes kokonaan ihmisen toiminnasta. Suurimpana vaikuttajana on alueellinen maatalous, jossa käytetään typpipitoisia lannoitteita. Suurimmat nitraattipitoisuudet havaitaankin viljelysten lähivesissä juuri lannoittamisen ja sateiden jälkeen. Korkea nitraattipitoisuus aiheuttaa vesistöjen rehevöitymistä, koska se on yksi kasvien pääravinteista ja toimii usein minimitekijänä. Liiallisia nitraattipitoisuuksia onkin pyritty estämään esimerkiksi rajoittamalla lannoitteiden määrää ja käyttöaluetta.

Sameus kuvaa vedessä olevien hiukkasten määrää ja kertoo, miten valo pääsee etenemään vedessä. Samea vesi tai tumma väri estävät valon pääsyä syvempiin vesikerroksiin, ja tämä vaikuttaa siellä elävien kasvien ja planktonin yhteyttämiskykyyn ja selviämiseen. Tämän seurauksena kuolleen kasviaineksen määrää pohjalla lisääntyy ja saattaa heikentää pohjan happipitoisuutta, koska pohjan eliöstö käyttää happea hajottaessaan kuolleita kasveja.  Veden sameutuminen voi olla myös seuraus rehevöitymisestä, jolloin vesistössä on paljon eloperäisiä eliöitä kuten planktonia, hajoavia kasveja tai kukkivaa sinilevää. Sameus voi johtua myös eloperäisistä maalajeista, sillä niissä olevat pienet hiukkaset voivat sekoittua veteen. Tällaisia ovat muun muassa muta-, lieju ja humusmaat.

pH-arvo kertoo veden happamuuden eli onko se hapanta vai emäksistä. Yleensä luonnon vedet ovat hieman happamia johtuen humuksesta (pH 6,5 – 6,8). Happamuus johtuu myös maaperän suoloista ja hiilidioksidin liukenemisesta veteen. Soilla vesi voi olla huomattavasti happamampaa, ja tämä vaikuttaa selkeästi myös suon eliöstöön: kasveja ja eliöitä on vähemmän ja ne ovat sopeutuneet elinoloihinsa. Liika happamuus pehmentää kalkkikuoristen eliöiden kuorta ja vaikuttaa haitallisesti kalojen lisääntymiseen, koska mäti- ja maitimunat sekä kalan poikaset ovat erittäin herkkiä happamuudelle. Kalalajit kestävät happamoitumista eri tavoin: esimerkiksi särki- ja lohikalat ovat herkkiä happamuudelle, kun taas hauki ja ahven ovat sopeutuneet hankalampiinkin oloihin.

Happipitoisuus on yksi tärkeimmistä tekijöistä järven ekosysteemissä, sillä eliöt tarvitsevat happea elääkseen. Myös kasvit käyttävät osan tuottamastaan hapesta itse. Mitä suurempi happipitoisuus on sitä paremmin vesistö voi. Happi liukenee ilmasta veteen, ja yleensä virtaavat joet ovat happipitoisempia kuin järvien seisova vesi, joiden pohjalle muodostuu herkemmin happikatoa. Happea kuluu kasvien ja eläinten hengityksessä, kemiallisissa reaktioissa ja bakteerien hajotustoiminnassa, kun ne hajottavat kuollutta eliöstöä. Myös humus vaikuttaa osaltaan happipitoisuuteen, sillä jotkut eliöt käyttävät humusta ravintonaan ja kuluttavat samalla vedestä happea. Vesistöjen happipitoisuus vaihtelee myös vuodenaikojen mukaan: kylmässä ilmassa happea liukenee paremmin veteen kuin lämpimässä, kunhan vesistö ei ole jään peitossa. Seisovissa vesissä myös hapen sekoittuminen koko vesimassaan vaihtelee vuodenaikojen mukaan veden lämpökerrostuneisuuden takia.

Lämpötila vaikuttaa kaasujen, kuten hapen ja hiilidioksidin, liukenemiseen. Ilmaston lämmetessä happea liukenee vähemmän veteen, ja hiilidioksidia alkaa vapautua takaisin ilmakehään. Valtamerien valtavien hiilidioksidivarastojen takia tämä ennestään kiihdyttää ilmastonmuutosta. Eliöllä on ympäristötekijöiden suhteen lajikohtaiset sietorajat ja yleisesti pohjoisen lajit ovat tottuneet kylmiin olosuhteisiin. Esimerkiksi taimenelle viihtyisä lämpötila on 5 – 20 ˚C ja sudenkorennolle 10 – 20 ˚C. Lohi puolestaan vaatii happipitoista vettä, ja siksi sitä tavataankin usein viileissä vesissä. Suurin osa kaloista ei kuitenkaan kestä liian kylmiä lämpötiloja ja lajeja tavataankin käytännössä sitä vähemmän, mitä kylmemmät olosuhteet ovat. Esimerkiksi suolainen merivesi voi olla alle nolla-asteista, jolloin monet kalalajit eivät selviä siellä.

Suolapitoisuuden avulla voidaan suoraan päätellä, onko kyse makeasta vedestä vai merivedestä. Myös murtovesialueilla havaitaan vähäisiä suolapitoisuuksia. Itämeri ei ole lähellekään niin suolainen kuin valtameret, mutta se on silti helposti erotettavissa makeasta vedestä. Osa kalalajeista on sopeutunut elämään suolaisessa ja osa makeassa vedessä, osa taas tulee toimeen molemmissa. Itämeren murtovedessä taas on omat, niihin oloihin sopeutuneet lajinsa, mutta myös osa merien tai makeiden vesien lajeista tulee siellä toimeen. Tällainen esimerkki on esimerkiksi merilohi, joka elää merivedessä, mutta vaatii makeaa vettä lisääntymiseen. Suolapitoisuus vaikuttaa myös vesistön lämpötilaan, sillä suolainen vesi voi olla alle nolla-asteista kuitenkaan jäätymättä.

Sähkönjohtavuus kertoo veden kyvystä johtaa sähköä, hieman samaan tapaan kuin resistanssi. Käytännössä sähkön johtuminen vaatii varauksenkuljettajia, joita ovat vedessä olevat ionit. Selkein esimerkki sähkönjohtavuudesta havaitaan verrattaessa suolaista ja makeaa vettä. Suolainen vesi johtaa huomattavasti paremmin sähköä, koska liuenneen suolan natrium- ja kloori-ionit toimivat varauksenkuljettajina. Myös makeissa vesistöissä havaitaan muutoksia sähkönjohtavuudessa. Ne ovat merkki kallioperästä irronneista suoloista tai epäpuhtauksista, jotka parantavat sähkönjohtavuutta. Esimerkiksi jätevedet johtavat yleensä paremmin sähköä, koska niihin on liuenneena epäpuhtauksia.

Idea: Yhteistyö eri aineiden opettajien kanssa on kannattavaa. Esimerkiksi mittausten suorittaminen fysiikan tai kemian tunnilla ja tulosten läpikäynti biologian ja maantiedon tunneilla tehostavat oppiaineiden integrointia.

Alla on linkki oppimiskokonaisuuteen veden ominaisuuksien mittauksista. Lisäksi alta löytyvät ohjeet antureiden käyttämiseen, kytkemiseen ja mitattavien suureiden merkitykseen. Lisätietoja saa kysymällä.

• Antureiden käyttöohjeet (word / pdf)
• Antureiden kytkeminen (word / pdf)
• Mitattavattavien suureiden merkitys (word / pdf)