Proiecte pentru detectivii climei 2018-2019

Titlul proiectului: Studiul efectelor poluării orașului Madrid asupra acidității precipitațiilor și a solurilor din Tres Cantos

Echipa: Tsunami  Premiul LPS CD School Award

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Spania   10 Vârsta elevului: 14-15

În această investigație am studiat nivelurile de contaminare din Madrid și efectele nocive pe care acești contaminanți le provoacă în orașul nostru, Tres Cantos, în nordul Madridului. Pentru a face acest lucru, am studiat în primul rând contaminanții primari din Comunitatea Madrid. Această contaminare este formată din oxizi, în principal de sulf și azot, care reacționează cu vaporii de apă, formând acizi azotici și sulfurici, care ajung la sol sub formă de ploaie acidă. Al doilea pas a fost măsurarea pH-ului și a prezenței nitraților în ploaia deversată pe parcursul a cinci luni. Precipitațiile de ploaie acidă provoacă daune importante în vegetație, pe lângă creșterea nivelului de acidificare a apelor terestre și a solurilor, ceea ce duce la deșertificare și la diminuarea vegetației. Pentru a vedea aceste efecte, am conceput două experimente: crearea unui ecosistem închis cu contaminanți prezenți și expunerea solului la ploi acide produse artificial. În cele din urmă, am analizat dacă acest proces cauzează deșertificarea în partea de nord a Madridului prin analiza hărților furnizate de instrumentul online EO Browser de la sateliții de observare a Pământului Sentinel 2, 3 și 5P. În primul rând, am construit un sistem de colectare a mostrelor de precipitații cu ajutorul unei burete. Pe parcursul a șase luni, am colectat precipitații. Am analizat pH-ul și nivelurile de nitrați din aceste probe, folosind pH-metre și un kit de nitrați. Rezultatele noastre au arătat că, după o perioadă lungă fără ploaie, aciditatea și concentrațiile de nitrați au crescut în precipitații. În al doilea rând, am simulat o ploaie acidă în două soluri controlate (în interior și în exterior), udându-le în mod regulat timp de 6 luni pentru a măsura efectele precipitațiilor contaminate. Experimentul nostru a arătat că vegetația a fost grav afectată de scăderea constantă a pH-ului solurilor testate. De asemenea, am construit un ecosistem închis în care am simulat o atmosferă poluată și în care am măsurat efectele ploilor acide; prin creșterea constantă a temperaturii mediului și măsurarea pH-ului și a concentrației de nitrați din sol. În acest fel am observat efectele devastatoare ale ploilor acide în ecosisteme. În cele din urmă, am studiat efectele în timp ale substanțelor contaminante din atmosfera Madridului asupra covorului vegetal din Madrid (măsurate de sateliții de la EO Browser). Am observat că există o corelație între creșterea nivelului de contaminare și scăderea densității vegetației.

Prin experimentele noastre, am văzut cum, într-o atmosferă contaminată cu oxizi de azot și de sulf, aceștia reacționează cu vaporii de apă și formează ploi acide care pot afecta vegetația. Am măsurat, de asemenea, efectul acestei ploi acide în diferite medii de testare, cu aceleași rezultate în toate cazurile: creșterea acidității solului și deteriorarea vegetației. Am observat că în orașul nostru, după o perioadă prelungită fără precipitații, pH-ul ploii scade, iar concentrația de nitrați este mai mare. Cu toate acestea, nu am observat ploi acide (pH sub 5). Credem că acest lucru este cauzat de faptul că municipalitatea noastră se află la 20 km de orașul Madrid, principala sursă de contaminare din regiune. În concluzie, considerăm că este important să reducem contaminarea din Madrid, pentru a încerca să menținem precipitațiile ne-acide în regiune. Creșterea temperaturilor medii cauzată de schimbările climatice globale va face ca efectele acestei contaminări să se agraveze, accelerând deșertificarea regiunii. Pentru a combate această deșertificare, propunem un sistem cu vase biodegradabile și hidrogeluri pentru a recupera vegetația care a fost afectată și a regenera solul.

Pentru a reduce efectele defrișărilor cauzate de ploile acide în Tres Cantos, orașul nostru, am propus o soluție bazată pe un sistem de hidrogeluri de siliciu, care absorb apa și nutrienții și îi eliberează pe măsură ce planta are nevoie de ei. Sistemul este format dintr-un vas biodegradabil care conține sol, hidrogelurile și planta. Deasupra plantei vom pune o plasă boidegradabilă care reduce efectul ploilor acide asupra solului, evitând degradarea acestuia.