Klimadetektive Projekte 2018-2019

Titel des Projekts: Studie über die Auswirkungen der Verschmutzung der Stadt Madrid auf den Säuregehalt von Niederschlägen und Böden in Tres Cantos

Mannschaft: Tsunami  LPS CD Schulpreis

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Spanien   10 Alter des Schülers: 14-15

In dieser Untersuchung haben wir den Grad der Verschmutzung in Madrid und die schädlichen Auswirkungen untersucht, die diese Schadstoffe in unserer Stadt Tres Cantos im Norden Madrids verursachen. Zu diesem Zweck haben wir zunächst die primären Schadstoffe in der Gemeinschaft Madrid untersucht. Diese Verunreinigungen bestehen aus Oxiden, hauptsächlich aus Schwefel und Stickstoff, die mit Wasserdampf reagieren und Salpeter- und Schwefelsäure bilden, die in Form von saurem Regen den Boden erreichen. In einem zweiten Schritt haben wir fünf Monate lang den pH-Wert und den Nitratgehalt des niedergegangenen Regens gemessen. Die Niederschläge von saurem Regen verursachen erhebliche Schäden an der Vegetation, abgesehen davon, dass sie den Versauerungsgrad der Gewässer und Böden erhöhen, was zur Wüstenbildung und zum Rückgang der Vegetation führt. Um diese Auswirkungen zu ermitteln, haben wir zwei Experimente durchgeführt: die Schaffung eines geschlossenen Ökosystems mit vorhandenen Schadstoffen und die Belastung des Bodens mit künstlich erzeugtem saurem Regen. Schließlich haben wir analysiert, ob dieser Prozess die Wüstenbildung im Norden Madrids verursacht, indem wir die Karten des Online-Tools EO Browser der Erdbeobachtungssatelliten Sentinel 2, 3 und 5P analysierten. Zunächst haben wir ein System zur Sammlung von Niederschlagsproben mit einer Bürette aufgebaut. Sechs Monate lang sammelten wir Niederschläge. Wir analysierten den pH-Wert und den Nitratgehalt dieser Proben mit Hilfe von pH-Metern und einem Nitrat-Kit. Unsere Ergebnisse zeigten, dass nach einem langen Zeitraum ohne Regen der Säuregehalt und die Nitratkonzentration in den Niederschlägen zunahmen. Zweitens simulierten wir sauren Regen in zwei kontrollierten Böden (in Innenräumen und im Freien) und bewässerten sie regelmäßig über einen Zeitraum von sechs Monaten, um die Auswirkungen der kontaminierten Niederschläge zu messen. Unser Experiment zeigte, dass die Vegetation durch die ständige Senkung des pH-Werts der Testböden stark beeinträchtigt wurde. Wir bauten auch ein geschlossenes Ökosystem, in dem wir eine verschmutzte Atmosphäre simulierten und in dem wir die Auswirkungen des sauren Regens maßen, indem wir die Temperatur der Umgebung stetig erhöhten und den pH-Wert und die Nitratkonzentration des Bodens maßen. Auf diese Weise haben wir die verheerenden Auswirkungen des sauren Regens in Ökosystemen beobachtet. Schließlich untersuchten wir die Auswirkungen von Schadstoffen in der Madrider Atmosphäre auf die Vegetation in Madrid (gemessen durch Satelliten von EO Browser) im Laufe der Zeit. Wir haben festgestellt, dass es eine Korrelation zwischen der Zunahme der Verschmutzung und der Abnahme der Vegetationsdichte gibt.

Bei unseren Experimenten haben wir gesehen, wie in einer mit Stickstoff- und Schwefeloxiden belasteten Atmosphäre diese mit Wasserdampf reagieren und sauren Regen bilden, der die Vegetation schädigen kann. Wir haben auch die Auswirkungen dieses sauren Regens in verschiedenen Versuchsumgebungen gemessen, mit denselben Ergebnissen: ein Anstieg des Säuregehalts des Bodens und die Schädigung der Vegetation. Wir haben festgestellt, dass in unserer Stadt nach längerer Zeit ohne Niederschläge der pH-Wert des Regens sinkt und die Nitratkonzentration höher ist. Sauren Regen (pH-Wert unter 5) haben wir jedoch nicht beobachtet. Wir vermuten, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass unsere Gemeinde 20 km von der Stadt Madrid entfernt ist, der Hauptverschmutzungsquelle in der Region. Daher halten wir es für wichtig, die Verschmutzung in Madrid zu reduzieren, um zu versuchen, nicht-saure Niederschläge in der Region zu erhalten. Der durch den globalen Klimawandel verursachte Anstieg der Durchschnittstemperaturen wird die Auswirkungen dieser Verschmutzung verstärken und die Wüstenbildung in der Region beschleunigen. Um diese Wüstenbildung zu bekämpfen, schlagen wir ein System mit biologisch abbaubaren Töpfen und Hydrogelen vor, um die geschädigte Vegetation wiederherzustellen und den Boden zu regenerieren.

Um die Auswirkungen der durch sauren Regen verursachten Entwaldung in unserer Stadt Tres Cantos zu verringern, haben wir eine Lösung vorgeschlagen, die auf einem System aus Siliziumdioxid-Hydrogelen basiert, die Wasser und Nährstoffe aufnehmen und je nach Bedarf der Pflanze wieder abgeben. Das System besteht aus einem biologisch abbaubaren Topf mit Erde, den Hydrogelen und der Pflanze. Über der Pflanze wird ein biologisch abbaubares Netz angebracht, das die Auswirkungen des sauren Regens auf den Boden verringert und so eine Zersetzung des Bodens verhindert.