Klimatdetektivernas projekt 2018-2019

Projektets titel: Undersökning av effekterna av föroreningarna från staden Madrid på surheten i regn och mark i Tres Cantos

Team: Tsunami  LPS utmärkelse för CD-skolor

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Spanien   10 Studentens ålder: 14-15

I denna undersökning har vi studerat föroreningsnivåerna i Madrid och de skadliga effekter som dessa föroreningar orsakar i vår stad, Tres Cantos i norra delen av Madrid. För att kunna göra detta har vi först studerat de primära föroreningarna i Madrids kommun. Dessa föroreningar består av oxider, i huvudsak av svavel och kväve, som reagerar med vattenånga och bildar kväve- och svavelsyror, som når marken i form av surt regn. Vårt andra steg var att mäta pH-värdet och förekomsten av nitrater i det nedfallande regnet under fem månader. Nedfallet av surt regn orsakar stora skador på växtligheten, förutom att det ökar försurningsnivån i markvatten och mark, vilket leder till ökenspridning och minskad växtlighet. För att se dessa effekter har vi utformat två experiment: skapandet av ett slutet ekosystem med föroreningar närvarande och exponering av mark för artificiellt tillverkat surt regn. Slutligen har vi analyserat om denna process orsakar ökenspridning i den norra delen av Madrid genom att analysera kartorna från onlineverktyget EO Browser från jordobservationssatelliterna Sentinel 2, 3 och 5P. Först byggde vi ett system för att samla in nederbördsprover med en burett. Under sex månader samlade vi in nederbörd. Vi analyserade pH-värdet och nitratnivåerna i dessa prover med hjälp av pH-mätare och ett nitratkit. Våra resultat visade att efter en lång period utan regn ökade surhetsgraden och nitratkoncentrationerna i nederbörden. För det andra simulerade vi surt regn i två kontrollerade jordar (inomhus och utomhus) och vattnade dem regelbundet under 6 månader för att mäta effekterna av de förorenade nederbördsmängderna. Vårt experiment visade att växtligheten påverkades kraftigt av den konstanta minskningen av pH-värdet i testjordarna. Vi byggde också ett slutet ekosystem där vi simulerade en förorenad atmosfär och där vi mätte effekterna av surt regn genom att stadigt öka temperaturen i miljön och mäta pH-värdet och nitratkoncentrationen i jorden. På så sätt har vi observerat de förödande effekterna av surt regn i ekosystem. Slutligen studerade vi effekterna av förorenande ämnen i Madrids atmosfär över tid på vegetationen i Madrids kustområde (mätt med satelliter från EO Browser). Vi har observerat att det finns ett samband mellan en ökning av föroreningarna och en minskning av vegetationstätheten.

Med våra experiment har vi sett hur kväve- och svaveloxider i en förorenad atmosfär reagerar med vattenånga och bildar surt regn som kan skada växtligheten. Vi har också mätt effekten av detta sura regn i olika testmiljöer, med samma resultat i alla: en ökning av jordens surhetsgrad och skador på växtligheten. Vi har observerat att i vår stad, efter en längre tid utan nederbörd, minskar pH-värdet i regnet och koncentrationen av nitrater är högre. Vi har dock inte observerat surt regn (pH under 5). Vi tror att detta beror på att vår kommun ligger 20 km från staden Madrid, som är den största föroreningskällan i regionen. Sammanfattningsvis anser vi att det är viktigt att minska föroreningarna i Madrid, för att försöka bibehålla icke-sura nederbördsmängder i regionen. Den ökning av medeltemperaturen som orsakas av den globala klimatförändringen kommer att förvärra effekterna av denna förorening och påskynda ökenutbredningen i regionen. För att bekämpa denna ökenspridning föreslår vi ett system med biologiskt nedbrytbara krukor och hydrogeler för att återställa den vegetation som har skadats och regenerera jorden.

För att minska effekterna av avskogning orsakad av surt regn i Tres Cantos, vår stad, har vi föreslagit en lösning baserad på ett system av kiselhydrogeler, som absorberar vatten och näringsämnen och släpper ut dem när växten behöver dem. Systemet består av en nedbrytbar kruka som innehåller jord, hydrogelerna och växten. Över växten kommer vi att lägga ett biologiskt nedbrytbart nät som minskar effekten av surt regn på jorden och förhindrar att jorden bryts ned.