Зеленые города: как деревья неожиданно оказались источником загрязнения воздуха

Миллионы ив и тополей превращают Пекин в зеленый мегаполис, но соединения, которые выделяют эти деревья, оказались причиной загрязнения воздуха. Более того, Пекин не одинок в этой проблеме — многие деревья, которые высаживают в городах с расчетом на быстрый рост и климатическую устойчивость, усугубляют выбросы озона.

Деревья в городах считаются безусловным благом, но на самом деле это не всегда так.

Источник: Unsplash

Озон образуется, когда летучие органические соединения (ЛОС), которые выделяют некоторые растения, транспорт и химическая промышленность, реагируют с оксидами азота, которые выбрасываются в основном автомобилями и предприятиями. Серия реакций между этими веществами в присутствии солнечного света приводит к формированию озона. Вдыхание озона может вызывать воспаление или повреждение дыхательных путей, вызывая затруднения дыхания, особенно у людей с астмой или заболеваниями легких.

Команда специалистов Университета Цзинань (Китай) под руководством Биня Юань изначально планировала проанализировать влияние человеческой деятельности на загрязнение озоном, но оказалось, что городская растительность вносит гораздо больший вклад в это загрязнение, чем считалось ранее. «Когда мы получили эти данные, поначалу не поверили им», — признается Юань.

Многие виды деревьев выделяют ЛОС, но некоторые выделяют их гораздо больше других. Ивы и тополя, которые массово высаживались во многих городах из-за того, что эти деревья неприхотливы и быстро растут, выделяют большое количество ЛОС изопрена в качестве побочного продукта фотосинтеза. Примерно 35% деревьев в Пекине являются эмитентами изопрена.

Ивы выделяют ЛОС, которые способствуют загрязнению воздуха в городах.

Источник: Инсбрукский университет

Ученые собрали образцы воздуха по всему Пекину и обнаружили, что растительность обеспечила около 10% общих выбросов ЛОС между маем и июлем 2021 года, остальные 90% пришлись на деятельность человека. Однако, поскольку ЛОС не напрямую формируют озон, ученые оценили скорость реакции ЛОС с гидроксилами в атмосфере. Оказалось, что растительность отвечала за 52% химических веществ, которые затем образуют озон, причем изопрен был доминирующим фактором.

Проблема усиливается с ростом температуры воздуха. При 35 °C скорость реакции гидроксилов с ЛОС растительного происхождения была в семь раз выше, чем при 20°C. В результате вклад растительности в химическую реактивность вырос с 21% при 20 °C до 74% при 35 °C. Городской остров тепла усугубляет ситуацию — дерево в городе испытывает больше стресса и производит больше ЛОС, чем то же дерево в лесу.

Юань подчеркивает, что результаты исследования не означают, что нужно прекратить сажать деревья в городах. Городская растительность необходима: она помогает охлаждать улицы, способствует поглощению углерода и повышает биоразнообразие. Но частью городского планирования должен стать грамотный выбор пород деревьев, особенно сейчас, когда на всей планете идет процесс изменения климата.

Ранее ученые объяснили, делает ли запах сосны нас умнее.