Badatelská hra Ropná havárie ve třídě Zdravíme badatele, další kolo naší badatelské hry je před vámi a odhalí vám složitost procesu likvidace ropných havárií, se kterými se musí lidstvo občas vypořádat. Ropa nerostná surovina vzniklá před mnoha miliony let rozkladem rostlin a živočichů. Familiární název černé zlato si vysloužila právem díky svému širokospektrému využití. Lidstvo používá ropné produkty každý den především v dopravě a tato látka je rovněž základní surovinou pro výrobu všudypřítomných plastů. Ropná ložiska se nacházejí pod povrchem Země v hloubce několika stovek metrů až kilometrů v oblasti pevnin i oceánů. Těžbu ropy často doprovázejí četná rizika, která mohou mít vysoce negativní dopad na životní prostředí. V posledních letech jsme se stali svědky zejména přírodních katastrof způsobených únikem ropy z hlubokomořských vrtů. Následující pokus vám umožní vyzkoušet si na vlastní kůži, jak je likvidace takové katastrofy náročná, a budete mít možnost navrhnout co nejefektivnější způsob odstranění ropné skvrny. Jak nyní postupovat? Využijte svou zvídavost a ptejte se! 1. Sepište si všechny otázky, které vás k tématu napadají, a vyberte jednu zásadní, tedy tu nejzajímavější, na kterou chcete znát odpověď. Měla by se týkat toho, co ovlivňuje šíření ropných skvrn na hladině moří a jakým způsobem je můžeme likvidovat. Pro lepší představivost uvádíme některé otázky vztahující se k tomuto tématu. Ty vám pomohou stanovit si, co je reálné vyzkoumat ve školních podmínkách. Jaké faktory ovlivňují rychlost šíření ropné skvrny? Jakými prostředky se dá odstranit ropa z vodní hladiny? Čím je možné odstranit ropu z pobřeží? Jaký dopad má ropná havárie na živé organismy?
2. Projděte si znovu otázky a vyberte jednu z nich, to bude vaše výzkumná otázka. Potom stanovte vaši hypotézu tedy předpoklad nebo zajímavé tvrzení, které se pokusíte ověřením potvrdit, nebo vyvrátit. Jinými slovy: Napište, co si myslíte (jasnou, stručnou a výstižnou odpověď na vaši vybranou výzkumnou otázku). Tedy: Myslíme si, že (např. ropná skvrna se šíří rychleji, pokud je hladina moře rozbouřená) a můžete (ale nemusíte) dodat, proč si to myslíte. Goody: Já si myslím, že při silném dešti se ropná skvrna na hladině oceánu šíří rychleji, než když je moře relativně klidné. Hypotéza: Ropná skvrna se šíří při dešti rychleji, než když je moře relativně klidné. Klapka: Já si myslím, že při rozbouřené vodní hladině bude odstranění ropné skvrny obtížnější, než když je moře relativně klidné. Hypotéza: Odstranění ropné skvrny je obtížnější, když je hladina moře rozbouřená, než když je relativně v klidu. 3. Navrhněte, naplánujte a proveďte pokus, který ověří vaši hypotézu (tedy zjistí, jestli se váš předpoklad potvrdil, nebo ne). Vždy si veďte o jeho průběhu záznamy. Využijte popis navrhovaných pokusů uvedený níže a samozřejmě je upravte podle toho, co chcete zjistit. Průběh vlastního pokusu si zapište. Máte nějaký jiný nápad a chtěli byste ho dopředu probrat s odborníkem a poradit se? Kontaktujte nás na mailové adrese: ehakova@cfme.net. Rádi vám poradíme! 4. Vyhodnoťte výsledky a sepište závěry. Zdokumentujte, co se stalo, sepište závěry a v ideálním případě je ještě doplňte o fotografie nebo náčrtky. Napište, co zajímavého jste objevili: Jaký je závěr? Potvrdili, nebo vyvrátili jste vaši hypotézu? Co vás překvapilo? Nezapomeňte, že vyvrácení vaší hypotézy (stejně jako její potvrzení) je naprosto v pořádku je to cenný vědecký výsledek. Zkuste zdůvodnit, proč se (ne)potvrdila. Pokud chcete, doplňte i to, jak se vám bádání podařilo, co se vám líbilo, nelíbilo či jak probíhala práce v týmu. 5. Prezentujte výsledky a případně naplánujte další bádání. Sepište celý proces vašeho výzkumu a výsledky nám zašlete spolu s fotodokumentací nebo nákresy. Pokud máte nějaké náměty na další pokusy, nápady, otázky atd., napište je také!
Náměty na pozorování a pokusy (vyberte si z nich ty, které vám pomohou při ověření či vyvrácení). Do hlubšího plechu na pečení nasypte cca do 1/3 štěrk s pískem. Do zbylé části plechu nalijte čistou vodu. Pokuste se, aby štěrk zůstal od vody oddělený. Při našich pokusech bude štěrk s pískem simulovat břeh, voda naopak moře či oceán. Ropnou skvrnu bude simulovat přesně odměřené přiměřené množství stolního oleje vylité přibližně do středu hladiny moře (tj. do části s vodou). Prozkoumejte faktory, které ovlivňují rychlost šíření ropné skvrny. a) Bez působení vnějších faktorů (ropnou) skvrnu změřte v průměru pravítkem. Měření opakujte ještě čtyřikrát v pravidelném intervalu jedné minuty. Výsledky měření zaneste do přehledného grafu. b) Vítr (ropnou) skvrnu změřte v průměru pravítkem. Vysoušečem vlasů nastaveným na nejnižší stupeň foukejte minutu do vytvořené ropné skvrny. Následně ropnou skvrnu opět změřte v průměru a svá pozorování si zapište. Dá se předpokládat, že se skvrna nebude šířit pravidelně, proto ji měřte v nejširším místě. Tuto činnost opakujte ještě čtyřikrát. Výsledky měření zaneste do přehledného grafu. c) Déšť (ropnou) skvrnu změřte v průměru pravítkem. Rozprašovačem naplněným vodou stříkejte do vytvořené ropné skvrny po dobu jedné minuty. Následně ropnou skvrnu opět změřte v průměru a svá pozorování si zapište. Dá se předpokládat, že se skvrna nebude šířit pravidelně, proto ji měřte v nejširším místě. Tuto činnost opakujte ještě čtyřikrát. Výsledky měření zaneste do přehledného grafu. d) Kombinace vody a deště (ropnou) skvrnu změřte v průměru pravítkem. Rozprašovačem naplněným
vodou stříkejte do vytvořené ropné skvrny a vysoušečem vlasů do ní foukejte po dobu jedné minuty. Následně ropnou skvrnu opět změřte v průměru a svá pozorování si zapište. Dá se předpokládat, že se skvrna nebude šířit pravidelně, proto ji měřte v nejširším místě. Tuto činnost opakujte ještě čtyřikrát. Výsledky měření zaneste do přehledného grafu. Navrhněte nejvhodnější způsob odstranění ropné skvrny. Pokus: Tento pokus můžete navázat na pokusy předchozí nebo si můžete vytvořit novou ropnou skvrnu nalitím přesně odměřeného množství stolního oleje (např. 100 ml, záleží na velikosti plechu) do středu vodní plochy. Za použití různých prostředků se pokuste olej (ropu) odstranit. Navrhněte co nejefektivnější způsob odstranění ropy z vodní hladiny a z pobřeží. Vytěžený olej s vodou nalijte do odměrného válce a posuďte efektivitu svého snažení. K odstranění můžete použít například lžičku, potravinářskou folii, vatu, silonovou punčochu, piliny, oční kapátko, papírové ručníky nebo jiné vhodné předměty. Prostředky pro odstranění je možné používat a testovat jednotlivě nebo je lze různě kombinovat. Každý svůj pokus pečlivě zdokumentujte a výsledky zapiště. Jelikož v přírodních podmínkách není většinou mořská hladina přirozeně klidná, například z důvodu mořských proudů, větru, deště apod., vyzkoušejte si odstranění ropné skvrny z hladiny vody také za působení některého z výše uvedených vnějších faktorů. Posuďte dobu a efektivitu odstraňování ropy v klidu a při rozbouřené hladině. Ověřte náročnost odstraňování ropy ze živých organismů. Pokus: Při působení vnějších vlivů se ropa často dostane až na pobřeží, které obývají živé organismy. Rozmístěte na rozhraní vody a pevniny předměty, které by mohly tyto organismy simulovat (např. list, jehličnatou větvičku, malé plyšové zvířátko, ptačí peříčko). Poté nalijte přesně odměřené množství stolního oleje (např. 100 ml, záleží na velikosti plechu) do středu vodní plochy. Olejovou (ropnou) skvrnu rozfoukejte vysoušečem vlasů směrem k pobřeží, na jehož okraji jsou rozmístěny různé předměty (živé organismy). Následně se pokuste tyto předměty od oleje (ropy) očistit. Nezapomeňte, že jde o živé organismy a jejich čištění vyžaduje maximální opatrnost. Vyfotografujte předměty před a po čištění a pečlivě zaznamenávejte časovou náročnost a všechny prostředky, které k čištění použijete.
Námět na obměny: Všechny varianty pokusu můžete kombinovat podle toho, co vás zajímá. Náročnost pokusu závisí na množství faktorů, které zapojíte, a na tom, na kolik výsledků se zaměříte. (Například můžete nejprve zaznamenat rychlost šíření skvrny vlivem některého z vnějších faktorů, následně se můžete pokusit co nejrychleji a co nejefektivněji odstranit ropu ze všech částí krajiny. Nakonec máte možnost pokusit se odstranit ropu ze všech živých organismů, které umístíte na pobřeží.) VÝSTUPEM úkolu by tedy měl být protokol, kde zapíšete: - Jaký byl váš postup, co jste zkoumali (jaká byla vaše hypotéza) a jaký byl výsledek. Formulujte závěr. - Doplnit můžete grafy, náčrtky, fotografie a postřehy ze zpracování úkolu (jak se vám pracovalo v týmu, co vás nejvíce zaujalo atd).