Oefentoets Biologie: Mens-milieu | HAVO 4/HAVO 5 | variant 3

1/4 Algen helpen bij het mestprobleem.

Algen zijn in buitenbaden en meren meestal een vervelende en hardnekkige plaag. Maar in een algenkwekerij kan het water niet groen genoeg zijn. De algen die hier groeien zijn voor uiteenlopende zaken geschikt: als veevoer, als ingrediënt voor cosmetica en als voedingssupplement in bijvoorbeeld pasta's, babyvoeding, soep of vruchtendranken.

Het systeem van het algenkweken is eenvoudig.
Graaf een bassin, bestaande uit naast elkaar liggende sloten van 25 cm diep. Bekleed bodem en zijkanten met witte folie. Kweek vervolgens de gewenste algensoort en voer de algen met varkensmest. Het gaat om de natte fractie van de mest - 90% van het totaal. De overige 10%, de dikke fractie, wordt op biologische wijze gecomposteerd en door de boeren over het land uitgereden.
Een schoepenrad stuurt het groene water door de bassins. De golfslag is van levensbelang voor de algen. Zo worden ze geregeld aan het zonlicht blootgesteld.
De dunne fractie van de varkensmest dient als voedsel voor de algen.

Welke stoffen uit de dunne fractie wordt door de algen gebruikt?

2/4 Algen helpen bij het mestprobleem.

De dikke fractie wordt gecomposteerd.

Wat wordt verstaan onder compostering?

3/4 Algen helpen bij het mestprobleem.

Leg uit dat het van belang is dat de algen regelmatig aan het zonlicht worden blootgesteld.

4/4 Algen helpen bij het mestprobleem.

In 2001 leverden acht varkenshouders drieduizend kubieke meter mest af. Ze kregen er achttienduizend kilo algen voor terug. De algen worden aan het drinkwater van de varkens toegevoegd, die het smaakje volgens de boeren wel konden waarderen. Zo wordt de varkensmest omgezet in 'nuttige bestanddelen' en kan een bijdrage geleverd worden aan de oplossing van het mestprobleem.

Leg uit dat deze omzetting een bijdrage aan de oplossing van het mestprobleem levert.

1/3 Mestvijvers.
Zie figuur B 3750 van de bijlage.

In Nederland is sprake van een mestoverschot. Om dat probleem op te lossen heeft een aantal boeren besloten een algenkwekerij te beginnen. In die kwekerij wordt dunne varkensmest gebruikt om algen te laten groeien. Na verloop van tijd wordt de algenmassa gescheiden van het water en gedroogd tot een poeder dat talrijke eiwitrijke verbindingen en vitaminen bevat. Het is geschikt voor de verwerking in veevoer, levensmiddelen en vitaminepillen.

In mestvijvers wordt gebruik gemaakt van het zelfreinigend vermogen van oppervlaktewater: zolang de concentratie meststoffen niet te hoog is, zullen na verloop van tijd de organische meststoffen uit het water verdwijnen. In de afbeelding B 3750 staat aangegeven hoe in een mestvijver de concentratie van zuurstof, anorganische stoffen, algen en bacteriën na het toevoegen van varkensmest in de loop van de tijd verandert. Op de Y-as staan relatieve eenheden.

Leg aan de hand van deze gegevens uit hoe het komt dat tijdens de laatste fase van periode I de concentratie anorganische stoffen nog stijgt terwijl het aantal bacteriën afneemt. De bijdrage door dode algen en dode bacteriën is te verwaarlozen.


-

2/3 Mestvijvers.

Tijdens periode I neemt het zuurstofgehalte sterk af. Verklaringen die hiervoor genoemd worden zijn:

1. de bacteriën gebruiken zuurstof voor de dissimilatie van organische meststoffen;
2. het aantal algen neemt af waardoor de zuurstofproductie daalt;
3. de bacteriën gebruiken anorganische stoffen waardoor er een tekort hieraan voor algen ontstaat.

Welke verklaringen zijn juist?

3/3 Mestvijvers.
Zie figuur B 3750 van de bijlage.

In de afbeelding zijn met de letters S, T, U V en W vijf tijdstippen aangegeven.

Vanaf welk tijdstip is de hoeveelheid opgeloste organische meststoffen weer op het niveau van voor de toevoeging?

1/3 Mestkorrels.
Zie figuur C 160 van de bijlage.

Organische stoffen uit de varkensmest worden omgezet in biogas (ofwel methaangas, CH₄ ; zie de tekst in figuur C 160) dat in het bedrijf wordt gebruikt.

Is deze omzetting van mest in biogas een aëroob dissimilatieproces, een anaëroob dissimilatieproces of een assimilatieproces?

2/3 Mestkorrels.
Zie figuur C 154 en figuur C 160 van de bijlage.

Welke van de volgende stikstofhoudende verbindingen bevat de lucht (zie de tekst in figuur C 160) in ieder geval voordat deze de luchtzuiveringsinstallatie is gepasseerd?

3/3 Mestkorrels.

Door processen in de proeffabriek wordt een bijdrage geleverd aan de vermindering van milieuproblemen, zoals het broeikaseffect, zure regen en eutrofiëring van het oppervlaktewater.

Kies twee van de genoemde milieuproblemen. Geef bij elk milieuprobleem aan op welke wijze de proeffabriek een bijdrage levert aan de vermindering van dat milieuprobleem en leg uit waardoor dat het geval is.

1/4 Mestvijvers.

In Nederland is sprake van een mestoverschot. Om dat probleem op te lossen heeft een aantal boeren besloten een algenkwekerij te beginnen. In die kwekerij wordt dunne varkensmest gebruikt om algen te laten groeien.
Varkensmest bestaat uit anorganische en organische stoffen. Men zorgt ervoor dat het mengsel van water en varkensmest blijft stromen. Als na verloop van tijd de algen voldoende ontwikkeld zijn, wordt de algenmassa gescheiden van het water. De groene brij die in het filter achterblijft wordt gedroogd en vermalen tot poeder.
Dit poeder bevat eiwitrijke verbindingen en vitaminen. Het is geschikt voor de verwerking in veevoer, levensmiddelen en vitaminepillen. Wanneer de geoogste algen weer gebruikt worden als veevoer voor de varkens, is er binnen een bedrijf een complete kringloop van stikstof.

Bewerkt naar: De Volkskrant 26-6-98; HP/De Tijd 2-10-98

Wanneer alle mest van eigen varkens in een mestvijver wordt omgezet en geen andere stoffen of mest worden toegevoegd, is het dan mogelijk om al het benodigde voer voor eigen varkens weer uit de mestvijver te betrekken? Leg je antwoord uit.

2/4 Mestvijvers.
Zie figuur A 746 van de bijlage.

Het gebruik van plastic mestvijvers voorkomt dat ureum in het milieu terecht komt. Een hoge concentratie ureum in het milieu is schadelijk. In de mestvijver wordt ureum omgezet in andere stikstofverbindingen met als laatste een stikstofverbinding die door algen kan worden gebruikt bij de opbouw. In de afbeelding is een schema van zo'n kringloop van bepaalde stikstofverbindingen weergegeven, zoals die voorkomt binnen een dergelijk bedrijf.

Vul dit schema in op de bijlage en vul vijf namen van stikstofverbindingen op de juiste plaats in.

3/4 Mestvijvers.

De aangelengde varkensmest in de mestvijver wordt rondgepompt en daardoor belucht. Om duidelijk te maken waarom het belangrijk is dat dit mengsel belucht wordt, formuleren leerlingen twee stellingen:

Stelling 1: 's Nachts dient het mengsel belucht te worden om de bacteriën, die de organische meststoffen omzetten in anorganische meststoffen, zo optimaal mogelijk van zuurstof te voorzien.
Stelling 2: Overdag dient het mengsel belucht te worden om de algen van voldoende CO₂ te voorzien. Immers hoe meer CO₂ de algen opnemen hoe meer ze produceren.

Welke stelling is of welke stellingen zijn juist?

4/4 Mestvijvers.

Naast beluchting zijn in Nederland ook andere abiotische factoren van invloed op de efficiëntie van mestvijvers.
Een aantal abiotische factoren is: temperatuur, licht, bodem en pH.

Welke van deze factoren zijn van invloed op de enzymwerking van de bacteriën in deze mestvijver?

Eutrofiëring.

Wat verstaat men onder eutrofiëring van water?

Eutrofiëring.

Kan het bemesten van landbouwgrond met stalmest leiden tot eutrofiëring van het water?
En bemesting met kunstmest?

afbeelding

Afvalverwerking.

Beantwoord de volgende vragen over de drie methoden van afvalverwerking.

1. Welke methode is het meest milieuvriendelijk? [invulveld]
2. Welke methode is het gemakkelijkst en goedkoopst? [invulveld]
3. Bij welke methode ontstaat compost? bij [invulveld]
4. Welke methode heeft de meeste luchtvervuiling tot gevolg? [invulveld]
5. Bij welke methode is de controle op giftige afvalstoffen het moeilijkst? bij [invulveld]

Bacteriële zuivering.

In een rioolwaterzuiveringsinstallatie worden bacteriën gebruikt voor de zuivering van het rioolwater.

Welke omzetting van stoffen wil men met deze bacteriële zuivering vooral bereiken?

1/4 Papier uit de lagune van Venetië.

Tekst:
Het ondiepe, warme en halfzoute water van het strandmeer bij de stad Venetië is een ideale groeiplaats voor algen. Door de regelmatige instroom van fosfaat en nitraat is de hoeveelheid algen hier toegenomen tot een ware plaag. Door het afsterven van de algen neemt de hoeveelheid organisch afval sterk toe. Er treedt rotting op waarbij het zuurstofgehalte daalt en een doordringende stank vrijkomt. Italiaanse onderzoekers hebben een heel nieuwe bestemming gevonden voor de algen: de grondstof voor de fabricage van papier en karton.
Van een kilo uitgelekte algen houdt men 150 tot 200 gram droge stof over, die zo'n 150 gram cellulose kan vervangen. Men heeft uitgerekend dat jaarlijks vijftigduizend ton algen uit het strandmeer dertigduizend ton bomen kan vervangen.

bewerkt naar: Intermediair, sept. 1993

Welke verklaring voor het feit dat een toename van fosfaat en van nitraat leidt tot een algenplaag, is juist?

2/4 Papier uit de lagune van Venetië.

Een grote hoeveelheid organisch afval, bijvoorbeeld van afgestorven algen, leidt tot een sterke daling van het zuurstofgehalte van het water.

Geef hiervoor een verklaring.