Titel des Projekts: Sind Flechten als Bioindikatoren für die Analyse der Luftqualität geeignet?

Mannschaft: CC MERCEDES

Colegio Mercedes   Santander   Spanien   10 Alter des Schülers: 14-15 Jahre alt, 16-17 Jahre alt

Sind Flechten als Bioindikatoren für die Analyse der Luftqualität geeignet?
¿Son los líquenes bioindicadores adecuados para analizar la calidad del air?

Flechten sind symbiotische Organismen zwischen einem Pilz und einer Alge oder einem Cyanobakterium. Sie sind aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen der Luftzusammensetzung und dem Vorhandensein von Schadstoffen als Bioindikatoren von großer ökologischer Bedeutung. Sie sind nämlich in der Lage, Luftschadstoffe wie Schwermetalle, Stickoxide und Schwefeldioxid in ihrem Gewebe zu speichern, wodurch sie die Konzentration dieser Schadstoffe in der Luft widerspiegeln können. Darüber hinaus sind Flechten langsam wachsend und sehr widerstandsfähig, so dass sie als Langzeitindikatoren verwendet werden können.
Zu den häufigsten Schadstoffen in Städten gehören Luftpartikel mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger (PM10). Sie können aus natürlichen Quellen wie Staub und Sand aus dem Boden oder aus anthropogenen Quellen wie dem Verkehr, Industrieemissionen und der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammen.
PM10 wird in Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m3) gemessen, einer Maßeinheit, mit der die Konzentration von Feinstaub in der Luft angegeben wird. Erhöhte Werte können sich nachteilig auf die menschliche Gesundheit auswirken, insbesondere bei Menschen mit Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, und können zur Luftverschmutzung und zum Klimawandel beitragen. Die Überwachung und Kontrolle der PM10-Werte ist daher wichtig für den Schutz der öffentlichen Gesundheit und der Umwelt.
Die PM10-Werte in der Luft werden im Allgemeinen je nach ihrer Konzentration in vier Kategorien eingeteilt:
- Gut: Weniger als 50 µg/m3
- Mäßig: Zwischen 50 und 150 µg/m3
- Gesundheitsschädlich für empfindliche Personengruppen: Zwischen 150 und 250 µg/m3
- Schädlich für die allgemeine Gesundheit: Mehr als 250 µg/m3
In der Stadt Santander hatten wir nach Angaben des Luftqualitätsnetzes im Jahr 2022 gute bis mäßige Werte.

Wir haben mehrere Straßen unabhängig voneinander (mindestens 3 Straßen pro Schüler oder Gruppe) und ohne vorherige Angabe oder Auswahl des Gebiets analysiert, um über Zufallsdaten zu verfügen. Zunächst haben wir die Analyse in der Straße durchgeführt, in der sich die Schule befindet, um die Kriterien zu vereinheitlichen. Da es sich um sehr subjektive Daten handelt, wurden vier Dichtegrade als Referenz verwendet (0 = keine Flechten; 1 = wenig vorhanden; 2 = mittlere Dichte; 3 = hohe Dichte).

Für jedes Gebiet wurden mindestens 10 und höchstens 30 Bäume analysiert, wobei verschiedene Bereiche wie Parks und Gärten, Fußgängerzonen, Straßen mit hoher Verkehrsdichte, Einkaufsstraßen usw. untersucht wurden. Darüber hinaus wurde die Anzahl der motorisierten Fahrzeuge innerhalb von 5 Minuten als Referenz erfasst. Bei dieser Zählung wurden Elektrofahrzeuge nicht berücksichtigt, da sie keine umweltschädlichen Partikel erzeugen. Es wurden insgesamt 25 verschiedene Standorte mit insgesamt 382 Bäumen analysiert. Die Daten wurden in einer EXCEL-Tabelle erfasst, und die durchschnittlichen Flechtenwerte wurden berechnet und mit der Verkehrsdichte in den 5 Minuten der Beobachtung verglichen.

Bei der grafischen Analyse unserer Ergebnisse konnten wir keine direkte Korrelation zwischen der Flechtendichte und der Verkehrsdichte feststellen. Es gibt einige auffällige Umstände, wie die Tatsache, dass die höchste Anzahl von Autos in 5 Minuten (76) mit dem völligen Fehlen von Flechten zusammenfällt, was zu erwarten war. Es war jedoch auch zu erwarten, dass die Werte der Flechtendichte in den beiden Fußgängerzonen deutlich höher sein würden als in den übrigen Straßen, aber in beiden sind die Werte zwar hoch, unterscheiden sich aber nicht wesentlich von anderen verkehrsreichen Gebieten. Es gibt sogar Bereiche mit viel Verkehr, die eine höhere Flechtendichte aufweisen als eine der Fußgängerstraßen.

Unsere Ergebnisse lassen uns vermuten, dass es einen Fehler im Ansatz der Arbeit gibt, der bei zukünftigen Projekten in dieser Richtung berücksichtigt werden sollte.
- Das Klima oder die Lage der Straßen kann zu einer besseren Luftzirkulation und damit zu einer saubereren Luft führen.
- Vor-Ort-Analyse von PM10-Feinstaub oder Daten für jede Straße/jedes Gebiet der Stadt in den untersuchten Aufzeichnungen.
- Wir haben in ein und derselben Straße Bäume unterschiedlichen Alters und in einigen Fällen junge Bäume mit Flechten beobachtet, während diejenigen, die schon länger in der Gegend stehen, weniger Flechten aufweisen oder umgekehrt, so dass auch der ursprüngliche Grad der Flechten ein Faktor ist, der berücksichtigt werden muss.
- Die Bestimmung der Flechtendichte ist in hohem Maße subjektiv. Es sollte möglich sein, dies auf eine subjektivere Art und Weise zu tun, um die Analyse zuverlässiger zu machen, und zwar durch Computerbildanalyse.
- Auch die Art der Flechte kann unterschiedliche Wachstumsraten aufweisen und daher für das Ergebnis von Bedeutung sein, ebenso wie die Baumart.
- Die von uns durchgeführte Verkehrsanalyse ist möglicherweise nicht aussagekräftig für den tatsächlichen Verkehr in dem Gebiet, obwohl wir versucht haben, dies durch Zählungen auf verschiedenen Straßen zu unterschiedlichen Zeiten auszugleichen. Es wäre besser, über die tatsächlichen Verkehrsdaten zu verfügen, d. h. über 24-Stunden-Kameraaufzeichnungen oder Wiederholungen an denselben Straßen zu verschiedenen Zeiten über einen längeren Zeitraum.

Abschließend lässt sich sagen, dass eine höhere Flechtendichte in weniger befahrenen Gebieten zu erwarten ist, und nach unseren Beobachtungen haben wir dieses Gefühl, wir haben keine signifikanten Ergebnisse gefunden, aber wir denken, dass dies auf Fehler in der Versuchsplanung zurückzuführen ist.
Wir glauben jedoch, dass dieses System nützlich sein kann, wenn Städte mit ähnlichen Merkmalen auf die gleiche Weise verglichen werden.

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