Klimadetektivernes projekter 2018-2019

Projektets titel: Undersøgelse af virkningerne af forureningen fra Madrid by på surhedsgraden i nedbør og jord i Tres Cantos

Team: Tsunami  LPS CD School Award

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Spanien   10 Elevens alder: 14-15

I denne undersøgelse har vi studeret forureningsniveauerne i Madrid og de skadelige virkninger, som disse forurenende stoffer forårsager i vores by, Tres Cantos i den nordlige del af Madrid. For at kunne gøre det, har vi først undersøgt de primære forurenende stoffer i Madrid Kommune. Denne forurening består af oxider, grundlæggende af svovl og nitrogen, der reagerer med vanddamp og danner salpetersyre og svovlsyre, som når jorden i form af syreregn. Vores andet skridt var at måle pH-værdien og forekomsten af nitrater i den regn, der blev hældt ned gennem fem måneder. Nedbøren af syreregn forårsager store skader på vegetationen, udover at øge niveauet af forsuring af landvand og jord, hvilket fører til ørkendannelse og nedgang i vegetationen. For at se disse effekter har vi designet to eksperimenter: skabelsen af et lukket økosystem med forurenende stoffer til stede og eksponering af jord for kunstigt fremstillet syreregn. Endelig har vi analyseret, om denne proces forårsager ørkendannelse i den nordlige del af Madrid ved at analysere de kort, som onlineværktøjet EO Browser giver fra jordobservationssatellitterne Sentinel 2, 3 og 5P. For det første byggede vi et system til indsamling af nedbørsprøver med en buret. I løbet af seks måneder indsamlede vi nedbør. Vi analyserede pH-værdien og nitratindholdet i disse prøver ved hjælp af pH-målere og et nitratkit. Vores resultater viste, at efter en lang periode uden regn steg surhedsgraden og nitratkoncentrationerne i nedbøren. For det andet simulerede vi syreregn i to kontrollerede jorde (indendørs og udendørs) og vandede dem regelmæssigt i 6 måneder for at måle virkningerne af den forurenede nedbør. Vores eksperiment viste, at vegetationen blev alvorligt påvirket af det konstante fald i pH-værdien i testjordene. Vi byggede også et lukket økosystem, hvor vi simulerede en forurenet atmosfære, og hvor vi målte effekten af syreregn ved konstant at øge temperaturen i miljøet og måle pH-værdien og nitratkoncentrationen i jorden. På den måde har vi observeret de ødelæggende virkninger af syreregn i økosystemer. Endelig har vi undersøgt virkningerne af forurenende stoffer i Madrids atmosfære over tid i Madrids vegetationskove (målt af satellitter fra EO Browser). Vi har observeret, at der er en sammenhæng mellem stigningen i forurening og et fald i vegetationstætheden.

Med vores eksperimenter har vi set, hvordan kvælstof- og svovloxider reagerer med vanddamp i en forurenet atmosfære og danner syreregn, der kan skade vegetationen. Vi har også målt effekten af denne syreregn i forskellige testmiljøer med de samme resultater i dem alle: en stigning i jordens surhedsgrad og beskadigelse af vegetationen. Vi har observeret, at i vores by, efter en længere periode uden nedbør, falder pH-værdien i regnen, og koncentrationen af nitrater er højere. Vi har dog ikke observeret syreregn (pH under 5). Vi tror, det skyldes, at vores kommune ligger 20 km væk fra Madrid, som er den største kilde til forurening i regionen. Afslutningsvis mener vi, at det er vigtigt at reducere forureningen i Madrid for at forsøge at opretholde ikke-sure nedbørsforhold i regionen. Stigningen i gennemsnitstemperaturerne forårsaget af de globale klimaforandringer vil gøre virkningerne af denne forurening værre og fremskynde ørkendannelsen i regionen. For at bekæmpe denne ørkendannelse foreslår vi et system med bionedbrydelige potter og hydrogeler, der kan genskabe den ødelagte vegetation og regenerere jorden.

For at reducere virkningerne af skovrydning forårsaget af syreregn i Tres Cantos, vores by, har vi foreslået en løsning baseret på et system af silica-hydrogeler, som absorberer vand og næringsstoffer og frigiver dem, når planten har brug for dem. Systemet består af en bionedbrydelig potte, der indeholder jord, hydrogeler og planten. Over planten lægger vi et bionedbrydeligt net, der reducerer effekten af syreregn på jorden, så vi undgår nedbrydning af jorden.