Nr. 2  2003    

 

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Wasser- und Abwasserchemie (Praktikumsvorlesung)

 

Die Zielsetzung dieser Online-Praktikumsvorlesung ist es, den Studierenden in den Studiengängen Umweltschutztechnik (UMW), WAREM und WASTE einen Kursus (oder Lernhilfe) als Vorbereitung auf die im Umweltschutztechnikpraktikum „Wasser- und Abwasserchemie" experimentell zu bearbeitenden Themen zur Verfügung zu stellen. Die Dokumente können alle durchweg mit den üblichen Internetbrowsern betrachtet werden. Inhaltlich umfasst die Vorlesung die Grundlagen der den einzelnen Praktikumsversuchen jeweils zugrunde liegenden Theorie(n).

Projektzielsetzung

Mit der Online-Praktikumsvorlesung wird angestrebt, den Studierenden einen Kursus (oder Lernhilfe) als Vorbereitung auf die im Umweltschutztechnikpraktikum „Wasser- und Abwasserchemie" durchzuführenden Experimente zur Verfügung zu stellen.
Als 100-online-Projekt ist die Lehrveranstaltung unter anderem darauf ausgerichtet, den künftigen Studierenden der Fachrichtungen:

  • Umweltschutztechnik (UMW)
  • Water Resources Engineering and Management (WAREM)
  • Air Quality Control, Solid Waste and Waste Water Process Engineering (WASTE)

an der Universität Stuttgart zum Teil noch vor Aufnahme des Studiums eine Orientierungshilfe („Schnuppern") in Bezug auf die Inhalte und Anforderungen des Praktikums zugänglich zu machen. Bei den WAREM- und WASTE-Curricula handelt es sich um drei- bis viersemestrige Aufbaustudiengänge, deren Lehrveranstaltungen überwiegend in englischer Sprache stattfinden und die deshalb insbesondere Studierwillige aus dem Ausland ansprechen. Nach Fertigstellung der zweisprachigen Deutsch / Englisch-Paralleldarstellung des Lehrstoffes und der Fachbegriffe soll für diese Zielgruppe eine Einstiegserleichterung bereits im Vorfeld des Studiums erzielt werden.

Projektinhalte

Inhaltlich ist die Praktikumsvorlesung eine detaillierte Einführung in die Praxis der nasschemischen analytischen Bestimmung von folgenden wasser- und abwasser-relevanten Parametern:

  • Biochemischer Sauerstoffbedarf ("BSB")
  • Anaerobe Abbaubarkeit
  • Chemischer Sauerstoffbedarf ("CSB")
  • Wasserhärte, Säurekapazität und Basenkapazität
  • Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphor-Summenparameter
  • Sauerstoffgehalt

Als Beispiel für die Praktikumsinhalte zeigen die folgenden zwei Abbildungen graphische Darstellungen der experimentellen Ergebnisse aus den Versuchsarbeiten zur Untersuchung der anaeroben Abbaubarkeit von zwei Substanzen mit verschiedenem Abbauverhalten. Der Untersuchungsmethode zugrunde liegt die Fähigkeit von bestimmten Mikroorganismen chemische Substanzen unter Produktion von methanhaltigem Faulgas (= Biogas) zu metabolisieren. Insofern die untersuchten Substanzen die Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen nicht hemmen oder gar infolge von toxischen Wirkungen gänzlich unterbinden, ist die konzentrations- und zeitabhängige Methanproduktion ein Maß für die Abbaubarkeit der betreffenden Substanz. Abbildung 1 zeigt die typischen Kurvenverläufe für eine gut abbaubare, Abbildung 2 solche für eine toxische wirkende Substanz (Maltose bzw. Trichloressigsäure). Hierbei entspricht die x-Achse jeweils den verschiedenen Substanzkonzentrationen in der Testmatrix, die y-Achse der jeweiligen Methanproduktion mit fortschreitender Zeit.


Abb. 1: Methangas-Produktion für Maltose


Abb. 2: Methangas-Produktion für Trichloressigsäure

Die Versuchsergebnisse sind sehr aufschlussreich und belegen in eindrucksvoller Weise die Tauglichkeit der Untersuchungsmethode als Hilfsmittel bei der praxisbezogenen Beurteilung der Umweltrelevanz von chemischen Substanzen.

Projektergebnisse und -erfahrungen

Die Praktikumsvorlesung ist im Rahmen des Programms zur Evaluierung der Lehre an der Universität Stuttgart mit „gut“ bewertet worden. Durch ihre allgemein sehr einfach und verständlich gehaltene didaktische Form ist die Vorlesung auch als Einführungs- und Weiterbildungsangebot an hochschulexterne Interessentinnen / Interessenten, die sich mit der Wasser- und Abwasserchemie befassen möchten, geeignet.
Es wurde Wert darauf gelegt, die Vorlesung komplett in einem internetbrowserfähigen Format zu gestalten. Da HTML als Sprache jedoch nicht ohne weiteres die Darstellung von chemischen und mathematischen Formeln und Gleichungen unterstützt, wurde die Realisierung dieser Vorgabe etwas schwieriger und zeitintensiver als von uns vorhergesehen.

Projektausblick

Momentan ist im Internet lediglich die deutschsprachige Version der Vorlesung veröffentlicht, da die Überführung des Lehrstoffes in die Deutsch / Englisch-Paralleldarstellungsform noch etwas Zeit in Anspruch nehmen wird. Nach Veröffentlichung der zweisprachigen Version sollte jedoch der Personenkreis, der sich für die Vorlesung interessiert, mit Hilfe einer entsprechenden Software (z. B. etracker®) unbedingt erfasst und demoskopisch ausgewertet werden. Anhand dieser Informationen kann dann das Projekt sinnvoll ergänzt und ggf. in eine selfstudy-online-Lehrveranstaltung eingebracht werden. In diesem Falle würde das auf eine neuartige Virtualisierung von wesentlichen experimentellen Elementen des Praktikums hinauslaufen.


[ Autor/en:  Enoch Jenkins  Institut:  Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) - Hydrochemie  Link zum Projekt :  http://www.uni-stuttgart.de/siwa/ch/0WACH_Online/INHALTSVERZEICHNIS.htm ] [ Druckversion ]




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