Έργα των Climate Detectives 2018-2019

Τίτλος του έργου: Μελέτη των επιπτώσεων της ρύπανσης της πόλης της Μαδρίτης στην οξύτητα των βροχοπτώσεων και των εδαφών στο Tres Cantos

Ομάδα: Τσουνάμι  Βραβείο LPS CD School

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Μαδρίτη   Ισπανία   10 Ηλικία του μαθητή: 14-15

Σε αυτή την έρευνα μελετήσαμε τα επίπεδα μόλυνσης στη Μαδρίτη και τις βλαβερές συνέπειες που προκαλούν αυτοί οι ρύποι στην πόλη μας, Tres Cantos στα βόρεια της Μαδρίτης. Για να γίνει αυτό, μελετήσαμε αρχικά τους κύριους ρύπους στην Κοινότητα της Μαδρίτης. Η μόλυνση αυτή αποτελείται από οξείδια, βασικά θείου και αζώτου, που αντιδρούν με τους υδρατμούς, σχηματίζοντας νιτρικό και θειικό οξύ, τα οποία φτάνουν στο έδαφος με τη μορφή όξινης βροχής. Το δεύτερο βήμα μας ήταν η μέτρηση του pH και της παρουσίας νιτρικών αλάτων της βροχής που χύθηκε κάτω από το νερό καθ' όλη τη διάρκεια πέντε μηνών. Οι κατακρημνίσεις όξινης βροχής προκαλούν σημαντικές ζημιές στη βλάστηση, εκτός από την αύξηση του επιπέδου οξίνισης των χερσαίων υδάτων και των εδαφών, η οποία οδηγεί σε ερημοποίηση και μείωση της βλάστησης. Για να δούμε αυτές τις επιπτώσεις, σχεδιάσαμε δύο πειράματα: τη δημιουργία ενός κλειστού οικοσυστήματος με την παρουσία ρυπαντών και την έκθεση του εδάφους σε τεχνητά δημιουργημένη όξινη βροχή. Τέλος, αναλύσαμε κατά πόσον η διαδικασία αυτή προκαλεί ερημοποίηση στο βόρειο τμήμα της Μαδρίτης μέσω της ανάλυσης των χαρτών που δίνει το διαδικτυακό εργαλείο EO Browser από τους δορυφόρους παρατήρησης της γης Sentinel 2, 3 και 5P. Πρώτον, κατασκευάσαμε ένα σύστημα για τη συλλογή δειγμάτων βροχόπτωσης με μια μπετονιέρα. Κατά τη διάρκεια έξι μηνών, συλλέξαμε βροχοπτώσεις. Αναλύσαμε το pH και τα επίπεδα νιτρικών αυτών των δειγμάτων, χρησιμοποιώντας pH-μετρητές και ένα κιτ νιτρικών. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι μετά από μια μακρά περίοδο χωρίς βροχή, η οξύτητα και οι συγκεντρώσεις νιτρικών αυξήθηκαν στα κατακρημνίσματα. Δεύτερον, προσομοιώσαμε την όξινη βροχή σε δύο ελεγχόμενα εδάφη (σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους), ποτίζοντάς τα τακτικά κατά τη διάρκεια 6 μηνών για να μετρήσουμε τις επιπτώσεις των μολυσμένων κατακρημνισμάτων. Το πείραμά μας έδειξε ότι η βλάστηση επηρεάστηκε σοβαρά από τη συνεχή μείωση του pH των ελεγχόμενων εδαφών. Κατασκευάσαμε επίσης ένα κλειστό οικοσύστημα στο οποίο προσομοιώσαμε μια μολυσμένη ατμόσφαιρα και όπου μετρήσαμε τις επιπτώσεις της όξινης βροχής- αυξάνοντας σταθερά τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και μετρώντας το pH και τη συγκέντρωση νιτρικών στο έδαφος. Με αυτόν τον τρόπο παρατηρήσαμε τις καταστροφικές συνέπειες της όξινης βροχής στα οικοσυστήματα. Τέλος, μελετήσαμε τις επιπτώσεις των ρυπογόνων ουσιών της ατμόσφαιρας της Μαδρίτης με την πάροδο του χρόνου στη βλάστηση του περιβόλου της Μαδρίτης (που μετρήθηκε από δορυφόρους από το EO Browser). Παρατηρήσαμε ότι υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της αύξησης της ρύπανσης και της μείωσης της πυκνότητας της βλάστησης.

Με τα πειράματά μας, είδαμε πώς σε μια ατμόσφαιρα μολυσμένη με οξείδια του αζώτου και του θείου αντιδρούν με τους υδρατμούς και σχηματίζουν όξινη βροχή που μπορεί να βλάψει τη βλάστηση. Μετρήσαμε επίσης την επίδραση αυτής της όξινης βροχής σε διαφορετικά περιβάλλοντα δοκιμών, με τα ίδια αποτελέσματα σε όλα: αύξηση της οξύτητας του εδάφους και καταστροφή της βλάστησης. Παρατηρήσαμε ότι στην πόλη μας, μετά από παρατεταμένο χρονικό διάστημα χωρίς βροχοπτώσεις, το pH της βροχής μειώνεται και η συγκέντρωση των νιτρικών αλάτων είναι υψηλότερη. Ωστόσο, δεν έχουμε παρατηρήσει όξινη βροχή (pH κάτω από 5). Πιστεύουμε ότι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο δήμος μας απέχει 20 χιλιόμετρα από την πόλη της Μαδρίτης, την κύρια πηγή μόλυνσης στην περιοχή. Συμπερασματικά, θεωρούμε ότι είναι σημαντικό να μειωθεί η μόλυνση στη Μαδρίτη, ώστε να προσπαθήσουμε να διατηρήσουμε μη όξινες βροχοπτώσεις στην περιοχή. Η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας που προκαλείται από την παγκόσμια κλιματική αλλαγή θα επιδεινώσει τις επιπτώσεις αυτής της μόλυνσης, επιταχύνοντας την ερημοποίηση της περιοχής. Για την καταπολέμηση αυτής της ερημοποίησης, προτείνουμε ένα σύστημα με βιοδιασπώμενες γλάστρες και υδρογέλες για την ανάκτηση της βλάστησης που έχει υποστεί ζημιές και την αναγέννηση του εδάφους.

Για τη μείωση των επιπτώσεων της αποψίλωσης των δασών που προκαλείται από την όξινη βροχή στην πόλη μας Tres Cantos, προτείναμε μια λύση που βασίζεται σε ένα σύστημα πυριτικών υδραργύρων, τα οποία απορροφούν το νερό και τα θρεπτικά συστατικά και τα απελευθερώνουν ανάλογα με τις ανάγκες του φυτού. Το σύστημα αποτελείται από ένα αποικοδομήσιμο δοχείο που περιέχει χώμα, τα υδρογέλη και το φυτό. Πάνω από το φυτό θα τοποθετήσουμε ένα βιοδιασπώμενο πλέγμα που μειώνει την επίδραση της όξινης βροχής στο έδαφος, αποφεύγοντας την υποβάθμιση του εδάφους.