Projekty Climate Detectives 2018-2019

Název projektu: Studie vlivu znečištění města Madrid na kyselost srážek a půdy v Tres Cantos

Tým: Tsunami  Ocenění LPS CD School

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Španělsko   10 Věk studenta: 14-15

V tomto šetření jsme zkoumali úroveň kontaminace v Madridu a škodlivé účinky, které tyto kontaminanty způsobují v našem městě Tres Cantos na severu Madridu. Za tímto účelem jsme nejprve studovali primární kontaminanty v madridském společenství. Toto znečištění je tvořeno oxidy, v podstatě síry a dusíku, které reagují s vodní párou a vytvářejí kyseliny dusičnou a sírovou, jež se dostávají na zem v podobě kyselých dešťů. Naším druhým krokem bylo měření pH a přítomnosti dusičnanů ve vylévaném dešti po dobu pěti měsíců. Srážky kyselých dešťů způsobují významné škody na vegetaci, kromě toho, že zvyšují úroveň okyselení pozemských vod a půdy, což vede k desertifikaci a úbytku vegetace. Abychom tyto účinky zjistili, navrhli jsme dva experimenty: vytvoření uzavřeného ekosystému s přítomností kontaminantů a vystavení půdy uměle vytvořenému kyselému dešti. Nakonec jsme analyzovali, zda tento proces způsobuje dezertifikaci v severní části Madridu, a to prostřednictvím analýzy map poskytnutých online nástrojem EO Browser z družic pro pozorování Země Sentinel 2, 3 a 5P. Nejprve jsme sestrojili systém pro sběr vzorků srážek pomocí byrety. Během šesti měsíců jsme sbírali srážky. Pomocí pH-metrů a soupravy na měření dusičnanů jsme analyzovali pH a obsah dusičnanů v těchto vzorcích. Naše výsledky ukázaly, že po delším období bez deště se ve srážkách zvýšila kyselost a koncentrace dusičnanů. Za druhé jsme simulovali kyselý déšť na dvou kontrolovaných půdách (vnitřní a venkovní), které jsme pravidelně zalévali po dobu 6 měsíců, abychom změřili účinky kontaminovaných srážek. Náš experiment ukázal, že vegetace byla silně ovlivněna neustálým poklesem pH testovaných půd. Vybudovali jsme také uzavřený ekosystém, v němž jsme simulovali znečištěnou atmosféru a kde jsme měřili účinky kyselých dešťů; neustálým zvyšováním teploty prostředí a měřením pH a koncentrace dusičnanů v půdě. Tímto způsobem jsme pozorovali ničivé účinky kyselých dešťů v ekosystémech. Nakonec jsme studovali účinky znečišťujících látek v madridské atmosféře v čase na vegetační koberec Madridu (měřeno pomocí satelitů z EO Browser). Pozorovali jsme, že existuje korelace mezi nárůstem kontaminace a poklesem hustoty vegetace.

Při našich pokusech jsme zjistili, jak v atmosféře znečištěné oxidy dusíku a síry reagují s vodní párou a vytvářejí kyselé deště, které mohou poškodit vegetaci. Účinek tohoto kyselého deště jsme měřili také v různých testovacích prostředích a ve všech jsme dosáhli stejných výsledků: zvýšení kyselosti půdy a poškození vegetace. Pozorovali jsme, že v našem městě po delší době bez srážek klesá pH deště a koncentrace dusičnanů je vyšší. Kyselý déšť (pH nižší než 5) jsme však nezaznamenali. Domníváme se, že je to způsobeno tím, že naše obec je vzdálena 20 Km od města Madrid, které je hlavním zdrojem znečištění v regionu. Závěrem si myslíme, že je důležité snížit znečištění v Madridu a snažit se udržet nekyselé srážky v regionu. Zvýšení průměrných teplot způsobené globální změnou klimatu zhorší účinky tohoto znečištění a urychlí dezertifikaci regionu. Pro boj s touto desertifikací navrhujeme systém s biologicky odbouratelnými květináči a hydrogely, který by obnovil poškozenou vegetaci a regeneroval půdu.

Pro snížení dopadů odlesňování způsobeného kyselými dešti v našem městě Tres Cantos jsme navrhli řešení založené na systému křemičitých hydrgelů, které absorbují vodu a živiny a uvolňují je podle potřeby rostlin. Systém se skládá z biologicky odbouratelné nádoby obsahující půdu, hydrogely a rostlinu. Přes rostlinu položíme boodegradovatelnou síť, která snižuje vliv kyselých dešťů na půdu a zabraňuje její degradaci.