Klimaatdetectives Projecten 2018-2019

Projecttitel: Onderzoek naar de effecten van de vervuiling van de stad Madrid op de zuurgraad van regenval en bodems in Tres Cantos

Team: Tsunami  LPS CD School Prijs

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Spanje   10 Leeftijd student: 14-15

In dit onderzoek hebben we de verontreinigingsniveaus in Madrid en de schadelijke effecten die deze verontreinigingen veroorzaken in onze stad, Tres Cantos in het noorden van Madrid, bestudeerd. Om dat te kunnen doen, hebben we eerst de primaire verontreinigingen in de gemeente Madrid bestudeerd. Deze verontreiniging bestaat uit oxiden, voornamelijk zwavel- en stikstofoxiden, die reageren met waterdamp en daarbij salpeter- en zwavelzuur vormen, dat de grond bereikt in de vorm van zure regen. Onze tweede stap was het meten van de pH en de aanwezigheid van nitraten van de neergeslagen regen gedurende vijf maanden. De neerslag van zure regen veroorzaakt belangrijke schade aan de vegetatie, naast het verhogen van de mate van verzuring van het landwater en de bodem, wat leidt tot woestijnvorming en de afname van de vegetatie. Om deze effecten te zien, hebben we twee experimenten ontworpen: het creëren van een ingesloten ecosysteem met aanwezige verontreinigingen en het blootstellen van de bodem aan kunstmatig gemaakte zure regen. Tot slot hebben we geanalyseerd of dit proces woestijnvorming veroorzaakt in het noorden van Madrid door middel van de analyse van de kaarten van de online tool EO Browser van de Sentinel 2, 3 en 5P aardobservatiesatellieten. Eerst bouwden we een systeem om neerslagmonsters te verzamelen met een buret. Gedurende zes maanden verzamelden we neerslag. We analyseerden de pH-waarde en het nitraatgehalte van deze monsters met behulp van pH-meters en een nitraatkit. Onze resultaten toonden aan dat na een lange periode zonder regen, de zuurgraad en nitraatconcentraties in de neerslag stegen. Ten tweede simuleerden we zure regen in twee gecontroleerde bodems (binnen en buiten), waarbij we deze gedurende 6 maanden regelmatig besproeiden om de effecten van de vervuilde neerslag te meten. Uit ons experiment bleek dat de vegetatie ernstig werd aangetast door de constante daling van de pH van de testbodems. We bouwden ook een afgesloten ecosysteem waarin we een vervuilde atmosfeer simuleerden en waar we de effecten van zure regen maten; door de temperatuur van de omgeving gestaag te verhogen en de pH en nitraatconcentratie van de bodem te meten. Op deze manier hebben we de verwoestende effecten van zure regen in ecosystemen geobserveerd. Tot slot bestudeerden we de effecten van vervuilende stoffen in de atmosfeer van Madrid in de loop der tijd in de vegetatiecobertuur van Madrid (gemeten door satellieten van EO Browser). We hebben vastgesteld dat er een correlatie is tussen de toename van vervuiling en een afname van de vegetatiedichtheid.

Met onze experimenten hebben we gezien hoe in een atmosfeer die vervuild is met stikstof- en zwaveloxiden, deze reageren met waterdamp en zure regen vormen die de vegetatie kan beschadigen. We hebben ook het effect van deze zure regen in verschillende testomgevingen gemeten, met in alle omgevingen hetzelfde resultaat: een toename van de zuurgraad van de grond en schade aan de vegetatie. We hebben waargenomen dat in onze stad, na een lange tijd zonder neerslag, de pH van de regen daalt en de nitraatconcentratie hoger is. We hebben echter geen zure regen (pH lager dan 5) waargenomen. We denken dat dit komt doordat onze gemeente 20 km van de stad Madrid ligt, de belangrijkste bron van vervuiling in de regio. Concluderend denken wij dat het belangrijk is om de vervuiling in Madrid te verminderen, om te proberen niet-zure neerslag in de regio te behouden. De stijging van de gemiddelde temperaturen als gevolg van de wereldwijde klimaatverandering zal de gevolgen van deze vervuiling verergeren en de woestijnvorming in de regio versnellen. Om deze woestijnvorming tegen te gaan, stellen wij een systeem voor met biologisch afbreekbare potten en hydrogels om de beschadigde vegetatie te herstellen en de bodem te regenereren.

Om de effecten van ontbossing veroorzaakt door zure regen op Tres Cantos, onze stad, te verminderen, hebben we een oplossing voorgesteld die gebaseerd is op een systeem van silicahydrogels, die het water en de voedingsstoffen absorberen en afgeven wanneer de plant ze nodig heeft. Het systeem bestaat uit een afbreekbare pot met aarde, de hydrogels en de plant. Over de plant plaatsen we een biologisch afbreekbaar gaas dat het effect van zure regen op de grond vermindert, zodat de grond niet wordt afgebroken.