شهرسازان توجه کنند: درختکاری غیرعلمی میتواند آلودگی هوای شهرها را افزایش دهد
شنبه ۳۱ مرداد ۱۴۰۵ – ۲۲:۱۵
مریم صفدری
یک پژوهش جدید نشان میدهد که رابطهای غیرمنتظره میان گونههای درختی در کلانشهرها و کیفیت هوای روزهای گرم وجود دارد.
تا به حال، درختان شهری بهعنوان راه حلی بیچونوچرا برای بهبود کیفیت زندگی شهروندان در نظر گرفته میشدند، اما این تحقیق تازه، تصویری پیچیده و تا حدی نگرانکننده از نقش برخی گونههای درختی در آلودگی هوای کلانشهرها ارائه میدهد.
گروهی از پژوهشگران به رهبری بین یوان از دانشگاه جینان چین، با نصب یک سامانه پیشرفته روی برج هواشناسی پکن در ارتفاع ۱۰۲ متری، توانستند جریان ترکیبات آلی فرّار (VOC) را در یکی از آلودهترین کلانشهرهای جهان بهصورت لحظهای اندازهگیری کنند.
دادههای این سامانه که بهطور مداوم سیگنالهای شیمیایی جو را ثبت میکرد، نشان داد که اگرچه سهم انتشارات ناشی از فعالیتهای انسانی از نظر حجم کلی بیشتر است، اما سهم درختان در «واکنشپذیری شیمیایی» جو بسیار فراتر از آن چیزی است که تصور میشد.
طبق این مطالعه، در فاصله ماههای مه تا ژوئیه ۲۰۲۱، پوشش گیاهی تنها حدود ۱۱ درصد از کل جریان ترکیبات آلی فرار پکن را به خود اختصاص داده بود، اما این سهم اندک، بیش از نیمی (۵۲ درصد) از گونههای واکنشپذیر موجود در هوای شهر را تشکیل میدهد. به عبارت دیگر، همه ترکیبات آلی فرّار با سرعت یکسانی در جو واکنش نمیدهند و ترکیباتی که از درختان منتشر میشوند، سهم نامتناسبی در شکلگیری اُزُن سطح زمین دارند.
ایزوپرن؛ مقصر اصلی
به نقل از نیچر، نکته کلیدی این پژوهش، تمرکز بر ترکیب آلی «ایزوپرن» است که بهعنوان محصول جانبی فتوسنتز از برگهای برخی گونههای درختان آزاد میشود. ایزوپرن در حضور نور خورشید به سرعت با رادیکالهای هیدروکسیل واکنش میدهد و در ترکیب با اکسیدهای نیتروژن (NOx) که عمدتاً از خودروها و صنعت ناشی میشوند، به تولید اُزُن در سطح زمین میانجامد؛ آلایندهای که میتواند مجاری تنفسی را ملتهب کند و برای مبتلایان به آسم و بیماریهای ریوی خطرناک باشد.
پژوهشگران متوجه شدند که حدود ۳۵ درصد از درختان پکن، بهویژه بید مجنون (Salix babylonica) و صنوبر سفید چینی (Populus tomentosa) که در دهههای اخیر بهدلیل رشد سریع و سازگاری با اقلیم بهطور گستردهای کاشته شدهاند، از منتشرکنندگان اصلی ایزوپرن هستند.
گرما، بحران را تشدید میکند
شاید نگرانکنندهترین یافته این پژوهش، رابطه مستقیم دما و شدت انتشارات زیستی باشد. اندازهگیریها نشان داد که با افزایش دما از ۲۰ به ۳۵ درجه سانتیگراد، سرعت واکنش ترکیبات منتشرشده از درختان با هیدروکسیلها ۷ تا ۸ برابر میشود. به این ترتیب، سهم پوشش گیاهی در واکنشپذیری شیمیایی جو از ۲۱ درصد در دمای ۲۰ درجه به ۷۴ درصد در دمای ۳۵ درجه جهش میکند.
این بدان معناست که در شرایط گرمایش جهانی و موجهای گرمای فزاینده، شهرهایی که گونههای منتشرکننده ایزوپرن در آنها غالب هستند، با خطر تشدید آلودگی اُزُن در روزهایی مواجهاند که شهروندان بیش از هر زمان دیگری به هوای سالم نیاز دارند.
پژوهشگران با گسترش مدلهای خود به ۲۴ کلانشهر جهان، دریافتند که این مشکل محدود به پکن نیست. برآوردها نشان میدهد که در سیدنی و ملبورن استرالیا، حدود ۶۵ درصد از درختان شهری ایزوپرن منتشر میکنند. همچنین در هاربین و چانگچون چین که سالهاست بید و صنوبر در آنها کاشته شده، پتانسیل انتشار حتی بیشتر از پکن برآورد شده است. در حالی که به گفته توماس کارل، یکی از نویسندگان این مطالعه، در شهرهای اروپایی گونههای بومی عمدتاً مونوترپن منتشر میکنند که اگرچه اُزُنساز است، اما در مقادیر بهمراتب کمتری نسبت به ایزوپرن آزاد میشود.
با وجود این یافتهها، هیچیک از پژوهشگران خواستار حذف درختان شهری نشدهاند. ایان جیمی، شیمیدان محیط زیست دانشگاه مککواری سیدنی، تأکید میکند که سهم نسبی پوشش گیاهی در انتشار ترکیبات آلی فرّار عمدتاً به این دلیل بزرگتر شده که منابع انسانی، بهویژه اگزوز خودروها، در طول دهههای گذشته بهشدت کاهش یافته است. به عبارت دیگر، مشکل اصلی نه وجود درختان، بلکه ترکیب آنها با منابع NOx شهری و انتخاب نادرست گونهها در برنامههای سبزسازی است.
پژوهشگران پیشنهاد میکنند که اگر مقامات شهری تنها ۱۰ درصد از درختان با پتانسیل بالای انتشار را در پکن با گونههای کمانتشار جایگزین کنند، انتشار کلی ایزوپرن حداقل ۲۹ درصد کاهش خواهد یافت. این رویکرد بهویژه در شهرهای شمال چین که بید و صنوبر در آنها غالب است، میتواند تأثیر چشمگیری بر کیفیت هوای روزهای گرم داشته باشد.
اوا پفانراشتیل، شیمیدان مرکز تحقیقات یولیش آلمان، در تفسیری بر یافتهها تأکید میکند که تولید اُزُن نیازمند هر دو عامل VOC و NOx است. بنابراین حضور درختان که به دلایل متعددی از سایهاندازی و خنکسازی تا جذب آلایندهها ضروری است، در عمل نیاز به کاهش سریعتر انتشار NOx ناشی از سوختهای فسیلی را افزایش میدهد.
در نهایت، این پژوهش پیام روشنی برای سیاستگذاران شهری دارد: درختکاری خوب است، اما درختکاری هوشمندانه بهتر است. انتخاب گونههای کمانتشار، پرهیز از کاشت انبوه درختان ایزوپرنساز در مجاورت منابع NOx و ادامه مقرراتزدایی از آلایندههای انسانی، سه رکن اصلی برای آن است که شهرهای سبزِ آینده، شهرهایی با هوای سالمتر نیز باشند.
این پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
سوالات متداول
چرا درختکاری غیرعلمی میتواند هوای شهرها را آلودهتر کند؟
درختکاری غیرعلمی میتواند به انتشار ترکیبات آلی فرّار (VOC) منجر شود که در ترکیب با آلودگیهای دیگر، به افزایش آلودگی اُزُن در سطح زمین کمک میکند.
ایزوپرن چیست و چه نقشی در آلودگی هوا دارد؟
ایزوپرن یک ترکیب آلی است که بهعنوان محصول جانبی فتوسنتز از برخی درختان آزاد میشود و در حضور نور خورشید با رادیکالهای هیدروکسیل واکنش میدهد و به تولید اُزُن کمک میکند.
چگونه دما بر انتشار ایزوپرن تأثیر میگذارد؟
با افزایش دما، سرعت واکنش ترکیبات منتشرشده از درختان با هیدروکسیلها افزایش مییابد، که این امر منجر به افزایش سهم پوشش گیاهی در واکنشپذیری شیمیایی جو میشود.
آیا قطع درختان راهحل مناسبی برای آلودگی هوا است؟
پژوهشگران تأکید میکنند که قطع درختان راهحل مناسبی نیست و به جای آن باید گونههای کمانتشار جایگزین شوند.
چه اقداماتی میتواند به کاهش آلودگی هوای شهرها کمک کند؟
جایگزینی درختان با پتانسیل بالای انتشار با گونههای کمانتشار و کاهش انتشار NOx ناشی از منابع انسانی میتواند به بهبود کیفیت هوا کمک کند.
