CC BY
245
УДК630.27
ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ЗАПЫЛЕННОСТЬ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ
Полина Ильинична Муллаярова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант 1-го курса специальности «Геоэкология», тел. (383)361-08-86, e-mail: lina181991@mail.ru
В статье описаны основные аспекты, которые следует учитывать при посадке зеленых насаждений и поддержании их фильтрационных свойств. Кроме того, освещено использование функциональности различных видов деревьев на практике. Охарактеризован опыт германских исследователей в области использования зеленых насаждений для снижения запыленности воздуха городов.
Ключевые слова: зеленые насаждения, фильтрационные свойства, озеленение, твердые частицы, загрязнение воздуха, источники выбросов, вредные вещества.
THE INFLUENCE OF PLANTATIONS ON THE DUST CONDITIONS OF THE URBAN TERRITORIES
Polina I. Mullaiarova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Post-graduate student of the Department of Ecology and Natural recourses management, tel. (383)361-08-86, e-mail: lina181991@mail.ru
The article describes the main aspects to take into account when developing urban green spaces and improving their air-filtering characteristics. The usage of functional properties of different kinds of plants is proposed. The experience practice of German scientists for the reducing of dusti-ness of urban atmosphere is laid out.
Key words: plantations, air-filtering characteristics, urban greening, suspended particulate matter, air pollution, emission points, pollutants.
Наличие зелени в нашем непосредственном окружении для многих настолько очевидно, что люди вряд ли понимают, какое значение она действительно имеет [1]. При этом зелень - это гораздо больше, чем только декорация: без зелени земля была бы необитаемой. В городском ландшафте, зелень необходима для хорошего качества жизни. Зеленые насаждения выполняют множество функций для улучшения качества жизни городского населения (рисунок) [2].
Растения, особенно деревья, имеют сильное положительное влияние на качество воздуха, который нас окружает. Как растительность все они потребляют углекислый газ и вырабатывают кислород, но кроме того, деревья и кустарники оказывают во многих отношениях положительное влияние на городской климат. Деревья также снижают скорость ветра, фильтруют пыль и даже газообразные загрязняющие вещества из городского воздуха. Наличие зелени также
оказывает положительное влияние на физическое и психическое здоровье людей и создает пространство для отдыха и физических упражнений.
Рис. 1. Функции зеленых насаждений
Благодаря прогрессивной урбанизации уменьшается относительная доля зеленых насаждений в зоне города. При этом сокращается фильтрация воздуха и как следствие увеличивается риск для здоровья людей. В этом случае может помочь увеличение существующих зеленых зон и правильное их содержание. Так как состояние многих общественных зеленых насаждений оставляет желать лучшего. Город - это экстремальное место для деревьев и кустарников, тщательный выбор и квалифицированный уход за общественной зеленью необходим: только здоровые растения могут развивать свое положительное действие в полной мере, и только компетентная планировка озеленения может обеспечить, чтобы нужное растение стояло в нужном месте.
Воздух содержит целую гамму газообразных и твердых компонентов. Некоторые из них являются вредными для нашего здоровья, другие нет. Наиболее вредными компонентами являются твердые частицы.
В России и ряде других стран гигиеническое нормирование и конт-роль пылевого фактора осуществляется по гравиметрическим показателям, выраженным в миллиграммах на кубический метр (мг/м3), характеризующим всю массу витающей в зоне дыхания пыли. В ряде зарубежных стран учитывается только так называемая респирабельная или «тонкая» фракция (менее 5 мкм), наряду с кониметрическими данными - числом частиц в определенном объеме воздуха.
Зеленые насаждения могут стать достаточно мощным инструментом по борьбе с запыленностью воздуха городов. Однако при этом важно обеспечивать не только необходимое количество зеленых насаждений, но и их оптимальный качественный состав, поскольку далеко не все виды растений достаточно стойки к интенсивному загрязнению окружающей среды в городах, и не все они об-
ладают достаточно высокой фильтрующей способностью, важной для очищения воздуха. Современная нормативная документация, принятая в России, определяет только количественные нормативы зеленых насаждений в городах, почти не затрагивая качественную сторону. Поэтому ниже будет рассмотрен опыт зарубежных ученых Германии и Нидерландов накопленный в сфере планирования городских зеленых насаждений [3].
Многолетние исследования в географическом институте университета Кельна рекомендуют два основных способа очистки воздуха от твердых частиц: 1 Прямые эффекты: поверхности листьев могут накапливать пыль в течение вегетационного периода,затем самоочищаются [3]. Кроме того, листья могут связывать газообразные примеси воздуха. 2 Косвенные эффекты: зеленые насаждения изменяют поток воздуха. Это влияет на локальную концентрацию, распределение и разделение пыли и загрязнителей воздуха.
Деревья и живые изгороди сажаются издавна как защита от ветра. Снижение скорости ветра и изменения в турбулентности, в значительной степени влияют на эффективность удаления загрязнений из воздуха. Кроме того, это приводит к изменению местного климата, так как влияет на изменения в концентрации загрязнителей воздуха в зоне посадки. Деревья на краю ветрозащитной полосы более эффективны при поглощении загрязненного воздуха, чем те, которые находятся глубже в посадке. Отдельно стоящие деревья, гораздо более эффективны, чем прикрытые деревья в лесу. Контакт между загрязнителями и листьями имеет большое значение для эффективной фильтрации воздуха через деревья. В "пористых" зеленых насаждениях, в процессе очистки, участвует гораздо больше листьев, чем в густых аллеях.
Исследования в Весселинге показывают, что в направлении ветра за растительностью с возрастающей пористостью уменьшается концентрация частиц пыли различных фракций[4]. При работе с плотными составами, напротив, накопление частиц пыли оказывается на подветренной стороне, поэтому производительность фильтра низкая. Пористость является широко используемой мерой количества воздуха, протекающего через листву, которую можно оценить. С пористостью 50-70 % может быть установлен фильтрующий эффект, однако, отклонение потока тогда уменьшается. Исследования, проведенные в Нидерландах показывают, что ветровой эффект преломления лиственных пород деревьев в зимний период составляет лишь около 20 %, это ниже чем в летнее время. Там, где это возможно, кустарники должны быть посажены в дополнение к деревьям для удаления загрязнений с их листьев из воздуха, там, где стволы деревьев с обрезанными сучьями почти не действуют. Для того чтобы избежать так называемого "туннельного эффекта", в такой аллее должны быть зазоры для свободного обмена воздуха. Для твердых частиц с диаметром около 10 мкм (ТЧ10) пористость растений составляет менее 40 %, тогда "эффект тоннеля" может быть сведен к минимуму. "Туннельный эффект" происходит только в пределах от 100 до 150 метров от дороги, где выхлопные газы автомобиля не полностью смешивается с окружающим воздухом. Для большинства зеленых насаждений в наших городах туннельный эффект не задан, фильтрационный
эффект деревьев, как правило, приводит к снижению концентрации загрязняющих веществ. По оценкам, улавливание твердых частиц (ТЧ10) зелеными элементами в средних погодных условиях максимум 15-20 %. Концентрация оксида азота может быть снижена с помощью зеленой структуры с правильной пористостью не более чем на 10 %.
Альтернативные зеленые конструкции используются на узких улицах, которым уже способствуют туннельный эффект, часто не хватает места, чтобы посадить деревья. В таких ситуациях можно предложить озеленение фасада с альпинистскими или вьющимися растениями. Эти плантации оказывают незначительное влияние на скорость ветра, но они фильтруют примеси из воздуха. Интересная альтернатива, которая рассматривается в более старых городах Рурской области с осени 2007 года, это посадка центральных и краевых полос с задними элементами вьющихся растений [4]. Другой вариант, прежде всего, для высоко-уплотненных центров города, озеленение крыши. Например, плющ, это вечнозеленое растение, так что оно функционирует круглый год как фильтр. Это свойство особенно важно для удаления твердых частиц. К тому же озеленение голых фасадов предлагает, не только сильное увеличение поверхности фильтра, но и значительное улучшение внешнего вида города. В Монако, где плотность населения в три раза выше, чем в больших городах Германии, фасады также используются с 2005года, чтобы принести больше зелени в город -прежде всего, вдоль улиц[4].
Все деревья, кусты, перелески, ветрозащитные посадки и живые изгороди улучшают качество воздуха их фильтрующее действием доказано. Однако не у всех видов есть то же самое действие и, конечно, не для каждого компонента вредного вещества. Чтобы охватить весь коктейль вредных веществ загрязняющих воздух, необходимо хорошее сочетание различных деревьев и кустарников. Для правильного выбора пород деревьев следует обращать внимание конечно и на другие свойства. Дополнительным рассмотрением может быть, то, что ольха и береза могут вызвать у людей аллергию. Также фрукты или падающие листья могут вызвать в некоторых ситуациях столько раздражения и усилий, что это сыграет важную роль при выборе видов. Другим важным аспектом является чувствительность самих деревьев к загрязнению воздуха. В нем есть большие различия, в зависимости от типа загрязнения воздуха. Важным условием эффективности деревьев в городе является то, что мест для выбранных видов деревьев достаточно, чтобы в течение длительного периода деревья развивались здоровыми. Поэтому окончательное оформление зеленого плана - это всегда работа на заказ, для этого требуются специальные знания о деревьях, их характеристиках роста и наилучшему для них расположению. Множество правил и рекомендаций по квалифицированной посадке и уходу за деревьями будут изданы обществом исследования развития ландшафтного озеленения.
Фильтрации газообразных загрязнителей и твердых частиц осуществляется главным образом через листья. Различия в анатомии листьев и в листовой массе, определяют в значительной степени различия в эффективности фильтрации
отдельных видов растений. Однако эти свойства не изучены до конца. Что касается твердых частиц, эффективность различных видов растений была оценена на основе следующих принципов [3,4]:
1. Хвойные деревья являются более эффективными в фильтрации частиц, чем лиственные породы деревьев.
2. В категории лиственных пород деревьев с грубыми и волосатыми листьями являются более эффективными, чем, с гладкими и плоскими листьями.
3. Вечнозеленые виды удаляют больше твердых частиц, чем лиственные породы.
4.Виды с большой листовой поверхностью улавливают больше пыли, чем виды с небольшой листовой поверхностью. В этом смысле деревья, эффективнее, чем кустарники.
Изложенный опыт целесообразно учитывать при планировании городских зеленых насаждений и в России, с неизбежными поправками, учитывающими местные климатические условия, которые более суровы, чем в Западной Европе. С целью улучшения качества воздуха в наших городах настоятельно рекомендуется подходящий видовой выбор. При правильном подборе растений вносится существенный вклад в сокращение загрязнения окружающей среды и, следовательно, улучшение здоровья и качества жизни. Дополнительным преимуществом комплексного городского планирования является сохранение и развитие большого биоразнообразия в непосредственной среде обитания людей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Некоторые подходы к геоинформационному картографированию зеленых насаждений / Л. К. Трубина, П. И. Муллаярова, Е. И. Баранова, О. Н. Николаева // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 8-18 апреля 2014 г.). - Новосибирск : СГГА, 2014. Т. 2. -С. 68-74.
2. Трубина Л. К., Баранова Е. И., Чагина Г. С. Геоинформационное картографирование и инвентаризация зеленых насаждений // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск : СГГА, 2013. Т. 2. - С. 82-86.
3. Bäume und Pflanzen [Электронный ресурс] / http://www.die-gruene-stadt.de/baeume-in-der-stadt.pdfx.
4. Gartenschauen nachhaltig gestalten [Электронный ресурс] / http://www.die-gruene-stadt.de/gartenschauen-nachhaltig-gestalten.pdfx.
© П. И. Муллаярова, 2016
