Fenntarthatóság

A városi klíma változásainak hatása: légszennyezés és a városi szennyezőszigetek

Az elmúlt évtizedekben az urbanizáció mértéke példa nélküli módon növekedett, s ez folyamatosan nyomást gyakorol minden élőlényre, az erősforrásokra, a gazdaságra és az infrastruktúrára egyaránt. Ezzel együtt emelkedett a légszennyezés is a településeken, így a várostervezők egyre több országban kiemelt fontosságúnak tartják a klímaváltozás és az urbanizáció okozta légszennyezés káros hatásainak mérséklését.

A légszennyezés nem csak az emberi szervezetre veszélyes, hanem az éghajlatváltozás folyamatát is felgyorsítja. A szennyezők közé több, gyakran használt anyag tartozik, mint például a feketeszén vagy a freon. Ezek súlyosbíthatják a káros hatásokat, így megváltoztathatják a meleg- és hideg időszakok időtartamát, a csapadékmennyiséget és eloszlást, vagy hatással lehetnek az UV-sugárzás mértékére is. A melegebb éghajlat az illékony, talajfelszín környéki szennyező anyagokat is aktiválhatja. A légszennyezés a városi hatások közül a 21. század egyik legnagyobb problémája és veszélyes az emberi egészségre és jóllétre is. A kültéri levegőszennyezés globális szinten évente megközelítőleg 4,2 millió ember korai elhalálozásáért felelős, évente átlagosan minden kilencedik ember halálát ez okozza. A légszennyezés Kínában és Indiában a legnagyobb léptékű.

Fotó: pixabay

A káros hatásairól ismert szén-dioxid kibocsátás több, mint 70% -ért világszinten a városok felelősek. Ez a nagyfokú szén-dioxid kibocsátás a növényvilágra is hatást gyakorol. Mishra és munkatársai 2015-ben kimutatták, hogy a megemelkedett szén-dioxid koncentráció következtében a városi növényzet biomassza mennyisége megnövekedhet, mivel a fotoszintézis egyik alapvető tápeleméről van szó. Ez a biomassza növekedés sok esetben együtt jár a levélterület növekedésével és az aszkorbinsav szintjének emelkedésével is a növényi szervezetben. A magasabb szén-dioxid szint hatással lehet azokra a gomba- és baktériumtörzsekre, amelyek a gyökerek közelében élve elősegítik a növények egészséges fejlődését.

A légszennyezés és a városi növényzet

A városi növényzet légszennyezés tűrését illetően is igen nagy különbségek mutatkoznak. Egy 2020-as felmérés alapján például a kis levélméret, a levélszőrözöttség, vagy a levél barázdáltsága jobb várostűrőképességre és légszennyezés tűrésre utalhat. A városi fákat és erdőket széles körben használják biológiai szűrőként a levegőben szálló por (PM) megkötésére.

Fotó: pixabay

A légszennyezés a növények számára stressz, ami a légzőnyílások záródását idézheti elő. Emiatt csökken a szén-dioxid felvétel, pedig annak mennyisége nagyobb a városban, tehát a minél gyorsabb megkötés lenne a cél. Kimutatták, hogy a kén-dioxid és a nitrogén-dioxid gátolja a légzőnyílás záródását, az így módosult működés pedig a fotoszintézist is károsan befolyásolja, ahogy az élettani folyamatokat is. Ha azonban a szén-dioxid szintje magas a levegőben, az említett káros gázok nem akadályozzák a légzőnyílások záródását.

A városi fákat ma már öko-fenntartható eszköznek tekintik, amelyek a légszennyezés nyomon követésére és csökkentésére egyaránt felhasználhatók. A fák mellett a lágyszárú fajok is nagymértékben részt vesznek a levegő káros anyagainak szűrésében. Ebben leginkább hatékony fajok közé sorolható az Achillea millefolium, a Chenopodium album, az Echium vulgare, a Convulvulus arvensis és a Centaurea scabiosa. Nem minden növényfaj vagy fajta rendelkezik azonos várostűrő képességgel, így fontos tájékozódni, hogy melyek alkalmazhatók ilyen körülmények között. Magyarországon ilyen célzattal évenként bemutatásra kerül a Közterületi Sorfák jegyzéke, amely a Magyar Díszkertészek Szakmaközi Szervezeténél is hozzáférhető, de pontos a Hirons és Sjöman 2018-as fakiválasztási útmutatója is.

Fotó: pixabay

Léteznek olyan kezdeményezések, amelyek arra irányulnak, hogy forgalmas városi utak mentén, ahol a gyalogosok nagymértékben kitettek a kipufogógázoknak, olyan növényeket ültetnek, amelyek fizikai akadályt, barriert képeznek a járókelők és a járművek között. A zöld infrastruktúra, beleértve a zöld falakat és tetőket, nagy potenciállal rendelkezik a városi légszennyezés megoldására. Az itt alkalmazott növények „porózus” természetűek, ami megkönnyíti a légszennyező anyagok lerakódását. Ezen kívül a különféle növényi élettani folyamatok lehetővé teszik a szennyező anyagok megkötését, így ezek a növények „élő szűrőként” működhetnek anélkül, hogy akut lombkárosodást szenvednének városi környezetben. A zöldfalak függőleges vonalvezetése követi a meglévő felületeket és növeli a szennyezők megkötését, emiatt passzív légszennyezés-csökkentő rendszerként ismertek. Előnyük, hogy az új épületeknél minimális módosítással már az épített környezethez igazíthatóak.

A városi szennyezősziget, mint új fogalom

A városi hősziget effektus kifejezést már biztosan sokat hallotta az, aki foglalkozik a városiasodás vagy a klímaváltozással. Ez a fogalom tulajdonképpen – és nagyon röviden kifejtve – azt jelenti, hogy a sűrűn lakott, erősen burkolt felületekkel rendelkező belvárosi területek, ahol sok az emeletes épület, de kevés a növényzet, erőteljesen felmelegednek – hőszigetet képezve – és csak nagyon lassan képesek visszahűlni. Ezeken a hőszigeteken a megemelkedett hőmérséklet egyaránt veszélyes az emberi egészségre és a környezetre is. Az utóbbi években megjelent a szakirodalmakban egy ezzel analóg fogalom is, mégpedig a városi szennyezősziget, amely szintén az urbanizáció, a túlzott energiafelhasználás, a közlekedés, ipar szerkezetében bekövetkezett intenzív változások eredménye.

Fotó: pixabay

Kimutatták, hogy a városi hőszigetek és a vidéki területek átlagos hőmérséklete között 11-12 °C is lehet az eltérés, az épületek hűtése pedig minden megemelkedett Celsius fokkal 0,45%-4,6%-kal növeli a villamosenergia felhasználást. Kifejezetten ijesztő adat, hogy 2016-os prognózisok szerint a lakóépületek és az ipari/ kereskedelmi egységek átlagos hűtésének mértéke az elkövetkező 30 évben ilyen fokozódó hőmérséklet növekedésnél akár 600-700%-kal is növekedhet. Ez pedig nem csak az egyre melegebb hőmérséklet, hanem a hűtési rendszerek által kibocsátott szennyező gázok fokozódó mennyiségéről is szól.

Fotó: pixabay

Na, de térjünk vissza a városi szennyezőszigetekre! A városi szennyezősziget fogalmat azért vezették be, hogy azonosítani tudják a szennyezőanyag-koncentráció térbeli és időbeli változásait, amelyek a városi környezetnek tulajdoníthatók. A két fogalom azért függ össze, mert a magas hőmérséklet hatással van a szennyező anyagokra, gondoljunk a fokozottabb ózontermelésre, vagy a kipufogógázok erőteljesebb párolgására, lebomlására. Egy konkrét példával szemléltetve mindezt: a városi hőszigetek területén a légkondicionáló berendezések hosszabb ideig és erősebben működnek. Működésükkel hőt termelnek, amely még tovább növeli a hőszigetek hőmérsékletét. Ezzel párhuzamosan pedig káros anyagokat bocsájtanak ki a környezetükbe, ezzel gyengítik az ózonréteget, ami miatt pedig még inkább melegszik a légkör.

Szerzők:
Kisvarga Szilvia – Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem,
Horotán Katalin – Eszterházy Károly Katolikus Egyetem

Felhasznált források:

Leung, D. Y. (2015). Outdoor-indoor air pollution in urban environment: challenges and opportunity. Frontiers in Environmental Science, 2, 69.
Barwise, Y., Kumar, P. Designing vegetation barriers for urban air pollution abatement: a practical review for appropriate plant species selection. npj Clim Atmos Sci 3, 12 (2020). https://doi.org/10.1038/s41612-020-0115-3
Paull, N. J., Krix, D., Irga, P. J., & Torpy, F. R. (2021). Green wall plant tolerance to ambient urban air pollution. Urban Forestry & Urban Greening, 63, 127201.
Piracha, A., & Chaudhary, M. T. (2022). Urban air pollution, urban heat island and human health: a review of the literature. Sustainability, 14(15), 9234.
Grote, R., Samson, R., Alonso, R., Amorim, J. H., Cariñanos, P., Churkina, G., … & Calfapietra, C. (2016). Functional traits of urban trees: air pollution mitigation potential. Frontiers in Ecology and the Environment, 14(10), 543-550.