Klimata detektīvu projekti 2018-2019

Projekta nosaukums: Pētījums par Madrides pilsētas piesārņojuma ietekmi uz nokrišņu un augsnes skābumu Tres Cantos reģionā

Komanda: Cunami  LPS CD skolas balva

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madride   Spānija   10 Skolēna vecums: 14-15

Šajā pētījumā mēs pētījām piesārņojuma līmeni Madridē un kaitīgo ietekmi, ko šie piesārņotāji rada mūsu pilsētā Tres Cantos Madrides ziemeļos. Lai to izdarītu, mēs vispirms izpētījām primāros piesārņotājus Madrides kopienā. Šo piesārņojumu veido oksīdi, galvenokārt sēra un slāpekļa oksīdi, kas reaģē ar ūdens tvaikiem, veidojot slāpekļskābi un sērskābi, kas skābā lietus veidā nonāk uz zemes. Mūsu otrais solis bija piecus mēnešus mērīt pH un nitrātu klātbūtni lietū, kas izlijis piecu mēnešu laikā. Skābā lietus nokrišņi nodara būtisku kaitējumu veģetācijai, turklāt paaugstina sauszemes ūdeņu un augsnes paskābināšanās līmeni, kas izraisa pārtuksnešošanos un veģetācijas samazināšanos. Lai pārliecinātos par šo ietekmi, mēs esam izstrādājuši divus eksperimentus: slēgtas ekosistēmas ar piesārņotāju klātbūtni izveidi un augsnes pakļaušanu mākslīgi radīta skābā lietus iedarbībai. Visbeidzot, mēs esam analizējuši, vai šis process izraisa pārtuksnešošanos Madrides ziemeļu daļā, analizējot kartes, ko sniedz tiešsaistes rīks EO Browser no Sentinel 2, 3 un 5P zemes novērošanas satelītiem. Pirmkārt, mēs izveidojām sistēmu nokrišņu paraugu vākšanai ar bireti. Sešu mēnešu laikā mēs apkopojām nokrišņu daudzumu. Mēs analizējām šo paraugu pH un nitrātu līmeni, izmantojot pH-metrus un nitrātu komplektu. Mūsu rezultāti parādīja, ka pēc ilgāka laika posma bez lietus nokrišņos palielinājās skābums un nitrātu koncentrācija. Otrkārt, mēs simulējām skābo lietu divās kontrolētās augsnēs (iekštelpās un ārā), regulāri laistot tās 6 mēnešu laikā, lai izmērītu piesārņoto nokrišņu ietekmi. Mūsu eksperiments parādīja, ka veģetāciju nopietni ietekmēja pastāvīga pH samazināšanās testētajās augsnēs. Mēs izveidojām arī slēgtu ekosistēmu, kurā imitējām piesārņotu atmosfēru un kurā mērījām skābā lietus ietekmi; pastāvīgi paaugstinot vides temperatūru un mērot pH un nitrātu koncentrāciju augsnē. Šādā veidā mēs novērojām skābo lietus postošo ietekmi uz ekosistēmām. Visbeidzot, mēs pētījām Madrides atmosfērā esošo piesārņojošo vielu ietekmi laika gaitā uz Madrides veģetāciju (mērījumus veica satelīti no EO Browser). Mēs novērojām, ka pastāv korelācija starp piesārņojuma palielināšanos un veģetācijas blīvuma samazināšanos.

Veicot eksperimentus, mēs redzējām, kā atmosfērā, kas piesārņota ar slāpekļa un sēra oksīdiem, tie reaģē ar ūdens tvaikiem un veido skābo lietu, kas var bojāt veģetāciju. Mēs esam arī izmērījuši šī skābā lietus ietekmi dažādās testa vidēs, un visos gadījumos rezultāti bija vienādi: palielinājās augsnes skābums un tika bojāta veģetācija. Esam novērojuši, ka mūsu pilsētā pēc ilgāka laika bez nokrišņiem lietus pH pazeminās un nitrātu koncentrācija ir lielāka. Tomēr mēs neesam novērojuši skābu lietu (pH zem 5). Mēs domājam, ka tas ir tāpēc, ka mūsu pašvaldība atrodas 20 km attālumā no Madrides pilsētas, kas ir galvenais piesārņojuma avots šajā reģionā. Nobeigumā mēs uzskatām, ka ir svarīgi samazināt piesārņojumu Madridē, cenšoties reģionā saglabāt neskābus nokrišņus. Globālo klimata pārmaiņu izraisītā vidējās temperatūras paaugstināšanās pasliktinās šī piesārņojuma ietekmi, paātrinot reģiona pārtuksnešošanos. Lai cīnītos pret šo pārtuksnešošanos, mēs ierosinām sistēmu ar bioloģiski noārdāmiem podiem un hidrogeļiem, kas ļautu atjaunot bojāto veģetāciju un reģenerēt augsni.

Lai mazinātu skābo lietavu izraisītās mežu izciršanas sekas mūsu pilsētā Tres Cantos, mēs esam ierosinājuši risinājumu, kura pamatā ir silīcija dioksīda hidrgēlu sistēma, kas absorbē ūdeni un barības vielas un atbrīvo tās, kad augiem tās ir nepieciešamas. Sistēma sastāv no bioloģiski noārdāma podiņa, kurā ir augsne, hidrogēli un augs. Virs auga mēs uzliekam bionoārdāmu sietu, kas samazina skābā lietus ietekmi uz augsni, novēršot augsnes degradāciju.