Wasserqualität messen: Schüler als Umweltforscher - Praktische Anleitung für den Schulunterricht

Wasserqualität messen: Schüler als Umweltforscher

Stell dir vor, du gehst nicht in die Schule, um Mathe zu üben oder einen Aufsatz zu schreiben, sondern um das Wasser vor deiner Haustür zu untersuchen. Du nimmst eine Probe aus dem Bach hinter dem Sportplatz, misst den pH-Wert, prüfst, ob das Wasser leitfähig ist, und fragst dich: Ist das sicher? Ist das normal? Das ist nicht Science-Fiction - das passiert jeden Tag in über 2.500 deutschen Schulen. Schülerinnen und Schüler werden zu echten Umweltforschern, ohne Laborweißkittel oder teure Geräte. Sie lernen, wie man Wasser analysiert - und dabei verstehen, was wirklich in unserer Umwelt vor sich geht.

Diese Art von Lernen nennt sich citizen science - Bürgerforschung. Und in der Schule funktioniert sie besonders gut, weil sie nicht abstrakt bleibt. Es geht nicht um das Auswendiglernen von Formeln, sondern um echte Fragen: Warum ist das Wasser im Teich trüb? Warum schmeckt es anders als aus dem Hahn? Wer hat das Wasser verändert? Die Antworten finden die Schüler selbst - mit einfachen Werkzeugen, die kaum mehr kosten als ein Kasten Milch.

Was genau messen Schüler eigentlich?

Nicht alles. Aber das Wichtige. In der Schule geht es nicht darum, alle 55 Parameter der Trinkwasserverordnung zu prüfen - das wäre unmöglich und überfordert. Stattdessen konzentrieren sich die Experimente auf vier bis sechs messbare Größen, die schon viel über die Qualität verraten:

• pH-Wert: Zeigt, ob das Wasser sauer oder basisch ist. Normalerweise liegt er zwischen 6,5 und 8,5. Ein Wert unter 5,5 - wie bei einem Schüler aus der 7. Klasse, der sein Schulhof-Teich gemessen hat - deutet auf Versauerung hin, vielleicht durch sauren Regen oder Abwässer.
• Leitfähigkeit: Gemessen in Mikrosiemens pro Zentimeter (µS/cm). Je höher der Wert, desto mehr gelöste Stoffe sind im Wasser - Salze, Mineralien, aber auch Schadstoffe. Ein Wert über 1.500 µS/cm ist oft ein Warnsignal.
• Temperatur: Nicht nur, weil es cool ist, das zu messen. Warmes Wasser hält weniger Sauerstoff - das kann Fische töten. Ein Anstieg um nur 3-4 °C über die Umgebungstemperatur kann ein Zeichen für Abwasserzufuhr sein.
• Wasserhärte: Bestimmt mit Seifenlösung oder speziellen Testkästen (wie Aquamerck). Weiches Wasser (unter 8,4 °dH) löst Seife leichter, hartes Wasser (über 14 °dH) hinterlässt Kalk. Beides ist normal - aber in Kombination mit anderen Werten sagt es etwas über die geologische Herkunft oder Verschmutzung.
• Sichtbare Verunreinigungen: Algen, Ölfilme, Schlamm, Plastik. Diese sehen alle aus wie Müll - und das sind sie oft auch. Schüler lernen, dass manche Probleme nicht mit einem Messgerät, sondern mit den Augen erkannt werden.

Diese Messungen sind nicht perfekt. Ein pH-Meter aus der Schule kann um ±0,3 Einheiten abweichen. Das klingt nach viel - aber für den Einstieg reicht es. Es geht nicht um Genauigkeit, sondern um Muster. Wenn alle Gruppen in der Klasse das gleiche Wasser messen und fast alle denselben niedrigen pH-Wert bekommen, dann ist das kein Zufall. Das ist ein Hinweis.

Wie funktioniert das in der Praxis?

Es beginnt nicht mit dem Messgerät. Es beginnt mit der Frage.

Ein Lehrer bringt eine Flasche Wasser aus dem Schulgarten mit. Ein anderer hat eine Probe vom Fluss am Stadtrand. Die Schüler stellen Hypothesen auf: „Das Wasser ist sauber, weil es klar ist.“ „Der Bach ist schmutzig, weil er nach Moder riecht.“ Dann geht’s los: Die Gruppen bekommen je ein Becherglas, einen Tropfer, ein Thermometer, Teststreifen oder ein digitales pH-Meter. Sie lernen, wie man das Gerät kalibriert - und warum das so wichtig ist. Viele Lehrkräfte berichten, dass 37 % der Schüler anfangs Probleme mit der Kalibrierung haben. Aber genau das ist der Lernpunkt: Messfehler sind normal. Wichtig ist, sie zu erkennen.

Die Materialkosten liegen bei etwa 12,50 Euro pro Stunde - das ist weniger als ein Kino-Ticket. Die meisten Schulen nutzen Programme wie „Lab in a Drop®“ von Hamburg Wasser, das mit weniger als 0,05 Milliliter Chemikalien pro Test auskommt. Das ist nicht nur günstig, sondern auch sicher. Kein Schüler muss mit Säuren oder giftigen Lösungen hantieren.

Die Ergebnisse werden in Tabellen eingetragen, verglichen, diskutiert. Wer hat das sauberste Wasser? Wer hat das schlimmste? Und warum? Die Schüler lernen, dass Wasser nicht „gut“ oder „schlecht“ ist - sondern kontextabhängig. Ein Bach in der Landschaft kann natürlicherweise härter sein als Leitungswasser. Ein Teich mit Algen ist nicht automatisch verseucht - aber wenn er zusätzlich sauer ist und keine Fische mehr hat, dann ist etwas falsch.

Was ist anders als im Labor?

Professionelle Labore analysieren 24 oder mehr Parameter: Schwermetalle wie Blei oder Quecksilber, Bakterien wie E. coli, Nitrat, Pestizide, Mikroplastik. Das kostet 98 Euro pro Probe. Schulen können das nicht. Und das ist auch nicht der Punkt.

Die Schule ist kein Ersatz für das Labor - sie ist der Einstieg. Sie zeigt: Du kannst selbst forschen. Du kannst Daten sammeln. Du kannst etwas verändern. Ein Schüler, der feststellt, dass sein Schulhof-Teich einen pH-Wert von 5,2 hat, wird nicht einfach weitergehen. Er fragt: Warum? Wer hat das verursacht? Kann ich das ändern?

Das ist der Unterschied. Im Labor geht es um Genauigkeit. In der Schule geht es um Neugier.

Kritiker warnen zu Recht: Wer glaubt, mit pH-Streifen und einem Thermometer die gesamte Wasserqualität beurteilen zu können, läuft Gefahr, falsche Sicherheit zu entwickeln. Dr. Petra Winkler vom Umweltbundesamt sagt es klar: „Schulische Analysen können zu falschen Sicherheiten führen.“ Aber genau das macht das Konzept so stark - weil es diese Grenzen offenlegt. Lehrer sprechen mit den Schülern darüber: „Wir messen nur das, was wir mit einfachen Mitteln sehen können. Es gibt noch viel mehr, das unsichtbar ist.“ Das ist keine Schwäche - das ist Wissenschaft.

Warum funktioniert das so gut?

Studien zeigen: Schüler, die Wasser messen, verbessern ihre naturwissenschaftlichen Kenntnisse um durchschnittlich 37 %. Das ist mehr als bei klassischen Theorie-Unterricht. Warum? Weil sie nicht zuhören - sie tun etwas. Sie fühlen, sehen, riechen, messen, diskutieren. Sie werden zu Experten - nicht weil der Lehrer es sagt, sondern weil sie es selbst herausgefunden haben.

Ein Bericht der Siemens-Stiftung bewertet ihre „Wasser 3“-Anleitung mit 4,7 von 5 Sternen. Lehrer loben die klaren Anleitungen, die selbst ohne Vorkenntnisse funktionieren. Schüler berichten: „Ich dachte, Wasser ist nur Wasser. Jetzt weiß ich, dass es unterschiedlich sein kann.“

Und es geht weiter. Seit 2022 gibt es Apps, mit denen Schüler ihre Messwerte fotografieren, dokumentieren und in eine digitale Karte eintragen. Hamburg Wasser hat sogar ein Modul für Mikroplastik hinzugefügt - mit einem einfachen Filter und einer Lupe. Schüler filtern Wasserproben, zählen Plastikpartikel unter der Lupe und vergleichen ihre Ergebnisse mit anderen Schulen. Das ist nicht nur Bildung - das ist Bürgerforschung auf dem Niveau einer wissenschaftlichen Studie.

Was braucht man, um das in der Schule umzusetzen?

Es ist einfacher, als du denkst. Hier ist die Grundausstattung pro Schülergruppe:

• 5 Bechergläser (50 ml)
• 10 PE-Flaschen mit Tropfverschluss (100 ml)
• 2 Erlenmeyerkolben (200 ml)
• 1 pH-Meter oder pH-Teststreifen (Bereich 0-14)
• 1 Leitfähigkeitsmessgerät (0-2000 µS/cm)
• 1 Thermometer (-10°C bis 110°C)
• Seifenlösung für Wasserhärte (Boutron-Boudet-Methode)
• Referenzproben (z. B. destilliertes Wasser, Leitungswasser)

Die meisten Schulen nutzen fertige Kits von Anbietern wie Siemens-Stiftung, HAMBURG WASSER oder Merck. Die Materialien sind so gestaltet, dass sie in einer Unterrichtsstunde durchgeführt werden können - inklusive Vorbereitung, Messung und Auswertung. Einige Lehrer erstellen ihre eigenen Anleitungen - aber oft mit schlechteren Ergebnissen. Eine Umfrage ergab: Selbstgemachte Materialien bekommen im Durchschnitt nur 2,8 von 5 Sternen für Klarheit. Professionelle Anleitungen wie von der Siemens-Stiftung erreichen 4,5.

Wichtig ist: Drei Unterrichtsstunden sollten vorher eingeplant werden - für die Einführung, die Sicherheit, die Kalibrierung. Kein Schüler sollte ein Messgerät benutzen, ohne zu wissen, wie man es richtig hält. Und: Die Proben müssen sauber entnommen werden. Ein Becher, der vorher für Cola benutzt wurde, verfälscht die Ergebnisse.

Was kommt als Nächstes?

Die Zukunft ist digital, vernetzt und verpflichtend. Die Kultusministerkonferenz plant bis 2025, Wasserqualitätsmessungen in den bundesweiten MINT-Standard aufzunehmen. Das bedeutet: In allen Bundesländern wird das irgendwann zum festen Bestandteil des Unterrichts. In Berlin und Hamburg ist es schon jetzt verankert.

Und die Zusammenarbeit mit Wasserwerken wächst. 68 % der Schulkooperationen werden von kommunalen Versorgern initiiert - nicht von den Schulen allein. Sie stellen Materialien, Schulungen und Experten zur Verfügung. Das Fraunhofer IGB bietet kostenlose Online-Schulungen für Lehrer an - 120 Pädagogen pro Quartal nehmen teil.

Die Corona-Pandemie hat diese Projekte zwar um 42 % zurückgeworfen - aber auch digitale Alternativen hervorgebracht. Virtuelle Labore, interaktive Apps, Online-Datenbanken - sie ergänzen die praktische Arbeit, ersetzen sie aber nicht. Denn das Wichtigste bleibt: Die Hand, die das Messgerät hält. Das Auge, das den Algenfilm sieht. Der Kopf, der fragt: „Warum?“

Frequently Asked Questions

Was bleibt?

Wasser ist nicht nur H2O. Es ist Geschichte. Es ist Politik. Es ist Verantwortung. Und es ist ein Spiegel dessen, wie wir mit der Welt umgehen. Wenn Schüler lernen, es zu messen, lernen sie, es zu verstehen. Und wenn sie es verstehen, fangen sie an, es zu schützen.

Das ist der größte Erfolg dieser Methode. Nicht die Messwerte. Nicht die Geräte. Sondern die Frage, die am Ende bleibt: „Was kann ich tun?“