Pył zawieszony, będący głównym składnikiem smogu, jest najbardziej szkodliwym zanieczyszczeniem powietrza w większości miast na świecie. Jego źródłami są przede wszystkim spalanie paliw kopalnych, transport drogowy, przemysł, a na obszarach wiejskich także spalanie pozostałości rolniczych. Według globalnego raportu z 2016 roku[i] szczególnie niebezpieczny jest pył drobny, o średnicy do 2,5 mikrometra (PM2.5), mogący przedostawać się do krwiobiegu i osadzać się w narządach wewnętrznych, prowadząc do ich dysfunkcji.
AUTOR: Zuzanna Borowicz. IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Biometeorologicznych
Szacuje się, że oddychanie zanieczyszczonym pyłami powietrzem powoduje około 3,2 miliona zgonów rocznie – zarówno na obszarach zurbanizowanych, jak i wiejskich. To ponad 5 proc. wszystkich przedwczesnych zgonów na świecie. Główną przyczyną są choroby układu krążenia, m.in. udar mózgu i zawał serca, ale pyły zawieszone powodują także przewlekłe i ostre choroby układu oddechowego, w tym kaszel, astmę i zapalenie oskrzeli. W perspektywie kolejnych lat problem będzie się pogłębiał – przewiduje się, że w 2050 roku pył może powodować nawet do 50 proc. więcej zgonów rocznie niż w 2010, przede wszystkim w miastach. Świadomość społeczeństwa na temat tych zagrożeń jest coraz większa, a działania rządów poszczególnych państw koncentrują się na poszukiwaniu sposobów ograniczenia zanieczyszczeń.
Czy natura może nam pomóc?
Na to pytanie odpowiedzi poszukują naukowcy, a dziesiątki przeprowadzonych badań pokazują, że liście drzew odfiltrowują cząstki stałe z powietrza wraz z wieloma innymi zanieczyszczeniami atmosferycznymi. Ze względu na większą całkowitą powierzchnię liści drzewa są w stanie wychwycić więcej pyłów niż inna roślinność na takim samym obszarze. Skuteczne są gatunki drzew o odpowiedniej budowie morfologicznej liści – w kształcie igieł lub z szorstką powierzchnią, pokrytą drobnymi włoskami lub woskiem. Ważne jest także to, aby drzewo cechowało się niską emisją biogenicznych lotnych związków organicznych (z ang. biogenic volatile organic compounds, BVOCs), mogących przyczyniać się do powstawania wtórnego zanieczyszczenia powietrza – ozonu w warstwie przyziemnej[ii],[iii]. Jedno z badań zostało przeprowadzone w Warszawie przez polskich naukowców[iv]. Liście drzew zostały zebrane pod koniec sezonu wegetacyjnego, w listopadzie, w latach 2006-2008. Zaobserwowano, że gatunki charakteryzujące się bardzo grubą warstwą wosków epikutykularnych, takie jak brzoza brodawkowata, są najbardziej skuteczne w ograniczaniu pyłów PM2.5. Na powierzchni jej liści wykryto ponad sześciokrotnie więcej drobnych cząstek niż przykładowo na liściach dębu czerwonego. Gatunki o gęsto owłosionych liściach, takie jak grab szwedzki, są natomiast szczególnie efektywne w wychwytywaniu większych cząstek (PM10-100). Według obliczeń w odfiltrowywaniu najdrobniejszych pyłów skuteczne są także cis pospolity i bez czarnyii.
Ważne jest dobre zaprojektowanie nasadzeń
Poza wyborem odpowiedniego gatunku drzew, istotne są także właściwe zaprojektowanie i umiejscowienie nasadzeń. Cząstki pyłu zawieszonego w napływającym strumieniu powietrza są częściowo przechwytywane podczas przechodzenia przez korony drzew. Należy mieć na uwadze, że część napływającego powietrza ulega odchyleniu, co może skutkować lokalnie podwyższym stężeniem PM po stronie dowietrznej. Ważne jest także utrzymanie odpowiednich odstępów między nasadzeniami, aby uniknąć zatrzymywania przepływu powietrza, zwłaszcza na obszarach zamieszkałych przez ludzi. Dostępne są metody przydatne w odpowiednim zaprojektowaniu zadrzewienia, a jedną z nich jest aplikacja National Tree Benefit Calculator oparta na oprogramowaniu i-Tree, oferującym szereg narzędziii. Pakiet został opracowany przez Służbę leśną Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (US Forest Service – USDA). Akcesoria i-Tree Landscape oraz i-Tree Planting są pomocne w zidentyfikowaniu priorytetowych obszarów nasadzeń na bazie takich czynników, jak gęstość zaludnienia, przestrzeń do obsadzenia i stężenie zanieczyszczenia powietrza. Takie kompleksowe podejście jest szczególnie cenne w planowaniu urbanistycznym, w którym należy wyważyć wiele konkurujących ze sobą celów.
[i] McDonald R., Kroeger T., Boucher T., Zhu W.L., Salem R., 2016, Planting healthy air: a global analysis of the role of urban trees in addressing particulate matter pollution and extreme heat, The Nature Conservancy, Arlington, USA, 128 s.
[ii] Ayturan Z.C., Kongoli C., Kunt F., 2024, Investigation of the effects of tree species on air quality using i-Tree software: A case study in California, Annals of Forest Research, 67 (2), 201-213, DOI: 10.15287/afr.2024.3605.
[iii] Baró F., Gómez-Baggethun E., 2017, Assessing the potential of regulating ecosystem services as nature-based solutions in urban areas, [w:] Nature-based solutions to climate change adaptation in urban areas: linkages between science, policy and practice, N. Kabisch, H. Korn, J. Stadler, A. Bonn (red.), Springer Cham, s. 146.
[iv] Dzierżanowski K., Gawroński S.W., 2011, Use of trees for reducing particulate matter pollution in air, Challenges of Modern Technology, 2 (1), 69-73.
