Integriertes Praktikum: Karbonatchemie in aquatischen Systemen

Abstract

Warum ist der pH-Wert von aquatischen Systemen von Interesse? Welche Faktoren bestimmen den pH-Wert von Gewässern? Dieses Praktikum vermittelt eine theoretische und praktische Einführung in das faszinierende Gebiet der Karbonatchemie in natürlichen Gewässern. Der Kurs verbindet Feldmessungen mit der statistischer Auswertung eigenständig erhobener Datensätze.

Objective

Die Studierenden … • erhalten einen Überblick über das wissenschaftliche Arbeiten im Feld («best practice») • lernen gebräuchliche Methoden zur Erhebung chemischer Messwerte in Gewässern • lernen einfache statistische Werkzeuge zur Datenanalyse zu benutzen • verstehen die Prinzipien der Karbonatchemie in Gewässern und deren Bedeutung • sammeln Erfahrungen mit der Variabilität von Umweltsystemen

Content

Das Praktikum gibt eine Einführung in die wichtigsten chemischen Prozesse in aquatischen Systemen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Karbonatsystem, welches eine wichtige Rolle bei der Regulierung des pH-Wertes spielt. Hierbei werden wir verschiedene Süsswassersysteme wie Flüsse, Seen, Grundwasser usw. genauer unter die Lupe nehmen, um deren typischen pH-Werte und die zugrunde liegende Chemie besser zu verstehen. Des Weiteren werden wir die Bedeutung des pH-Werts beleuchten: Aufgrund seines Einflusses auf vielerlei chemische und biologische Prozesse wird der pH-Wert auch als “Master Variable” bezeichnet. Folgenden Fragen werden wir nachgehen: Welche Faktoren bestimmen den pH-Wert dieser aquatischen Systeme? Warum ist deren Kenntnis von Bedeutung? Warum unterscheiden sich die pH-Werte verschiedener Systeme, oder auch nicht? Wie werden die relevanten Grössen gemessen? Wie werten wir die Daten am besten aus? Im ersten Teil des Praktikums werden wir einige grundlegende Prinzipien der aquatischen Chemie diskutieren. Danach folgt eine Einführung in die akkurate Anwendung unterschiedlicher Messinstrumente. Dazu führen wir Messungen an verschiedenen Wassersystemen rund um Dübendorf durch. Im zweiten Teil werden einfache graphische und statistische Methoden zur grundlegenden Datenanalyse vermittelt und damit die eigenen Messdaten ausgewertet. Im letzten Teil werden wir unsere Messungen und die neu gewonnenen Erkenntnisse mit Datensätzen von anderen aquatischen Systemen und auf anderen Zeitskalen vergleichen.

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