Plantarea copacilor este una dintre cele mai populare soluții pentru orașele care încearcă să combată căldura, poluarea și efectele schimbărilor climatice. Arborii oferă umbră, răcoresc străzile prin evaporarea apei și pot reține o parte dintre particulele și gazele poluante din atmosferă. Însă un studiu recent arată că relația dintre unele specii de copaci din orașe și calitatea aerului este mai complexă decât pare. Unii arbori eliberează substanțe care, în anumite condiții, pot favoriza formarea ozonului troposferic, un poluant periculos pentru sănătate.
Studiul, analizat de revista Nature, a pornit de la observațiile făcute într-unul dintre cele mai mari orașe ale lumii, Beijing. Acolo, milioane de sălcii și plopi contribuie la aspectul verde al metropolei, însă o parte dintre acești arbori eliberează cantități importante de compuși organici volatili (COV). În atmosfera deja încărcată a unui oraș mare, aceste emisii naturale pot participa la reacțiile chimice care duc la apariția ozonului de la nivelul solului. Iar problema ar putea deveni mai importantă pe măsură ce temperaturile globale cresc.
Când un gaz produs de copaci devine parte din problema poluării
Este important de precizat, de la început, că arborii nu emit „poluare” în sensul în care o fac automobilele sau instalațiile industriale. Plantele produc în mod natural numeroși compuși organici volatili, cunoscuți sub denumirea de COV. Aceștia au diverse roluri în fiziologia plantelor și în interacțiunea lor cu mediul. Problema apare atunci când anumite astfel de substanțe ajung într-o atmosferă urbană bogată și în alți poluanți.
Unul dintre compușii aflați în centrul noului studiu este izoprenul. Acesta este emis de numeroase plante, inclusiv de unele specii de sălcii și plopi. Cercetătorii au descoperit că aproximativ 35% dintre copacii din Beijing aparțin unor specii care emit izopren.
Izoprenul nu se transformă singur în ozon. Pentru ca ozonul troposferic să se formeze este nevoie de o serie de reacții chimice complexe, care implică compuși organici volatili, oxizi de azot și lumina solară. Oxizii de azot provin în mare măsură din traficul rutier și din activitățile industriale. În aceste condiții, substanțele eliberate de vegetație pot deveni ingrediente importante ale chimiei atmosferice urbane.
Aceasta este diferența esențială: copacii nu sunt cauza unică a poluării cu ozon. Emisiile lor naturale interacționează cu poluanții produși de activitatea umană.
Vegetația produce mai puțini compuși volatili, dar poate contribui mai mult la formarea ozonului
Pentru a înțelege cât de importantă este contribuția vegetației, cercetătorii au analizat probe de aer prelevate din diferite zone ale Beijingului și au comparat concentrațiile compușilor organici volatili cu datele privind ozonul.
În perioada studiată, între mai și iulie 2021, vegetația a fost responsabilă pentru aproximativ 10% din totalul emisiilor de compuși organici volatili din Beijing. Restul provenea în principal din activități umane, precum traficul și utilizarea substanțelor chimice industriale.
La prima vedere, aceasta ar putea părea o contribuție relativ redusă. Dar nu toți compușii organici volatili au aceeași capacitate de a participa la reacțiile care conduc spre formarea ozonului.
Analizând reactivitatea acestor substanțe în atmosferă, echipa de cercetători a ajuns la o concluzie surprinzătoare: vegetația a contribuit cu aproximativ 52% la reactivitatea chimică asociată proceselor care duc la formarea ozonului, iar izoprenul a fost principalul contributor.
Cu alte cuvinte, activitățile umane emiteau o cantitate mai mare de compuși organici volatili, însă o parte importantă dintre substanțele provenite de la plante erau mult mai eficiente în declanșarea reacțiilor chimice relevante pentru producerea ozonului.
Descoperirea arată cât de complicată poate fi poluarea aerului în orașe. Nu este suficient să știm cât de mult dintr-o anumită substanță este emisă. Contează și cât de repede reacționează aceasta și ce se întâmplă după ce ajunge în atmosfera urbană.
De ce canicula poate amplifica efectul arborilor asupra ozonului
Căldura reprezintă una dintre cele mai importante piese ale acestui puzzle. Reacțiile chimice implicate în formarea ozonului sunt influențate de temperatură, iar plantele pot emite cantități mai mari de compuși organici volatili atunci când temperaturile cresc.
Datele obținute de cercetători sunt sugestive. La 35 °C, reactivitatea compușilor organici volatili proveniți din vegetație a fost de aproximativ șapte ori mai mare decât la 20 °C. În consecință, contribuția vegetației la reactivitatea chimică totală a crescut de la 21% la 20 °C până la 74% la 35 °C.
Această legătură este deosebit de importantă într-o lume în care valurile de căldură devin mai frecvente și mai intense. Orașele sunt deja afectate de fenomenul de insulă de căldură urbană, iar temperaturile din zonele construite pot deveni foarte ridicate în timpul verii.
Paradoxul este evident. Avem nevoie de arbori urbani tocmai pentru a combate efectele caniculei: ei oferă umbră și pot răcori mediul. Totuși, în cazul anumitor specii, temperaturile foarte ridicate pot intensifica eliberarea unor substanțe care favorizează formarea ozonului.
Acest lucru nu înseamnă că orașele ar trebui să renunțe la copaci. Înseamnă însă că alegerea speciilor ar putea deveni mai importantă decât simplul obiectiv de a planta cât mai mulți arbori.
Problema nu se limitează la Beijing
Pentru a vedea dacă situația ar putea fi relevantă și pentru alte regiuni, cercetătorii au analizat compoziția arborilor din 24 de megametropole și au estimat potențialul acestora de a emite izopren.
Rezultatele sugerează că, în multe dintre orașele analizate, emisiile potențiale de izopren sunt ridicate. În unele locuri, acestea ar putea fi chiar mai mari decât în Beijing. Sydney, de exemplu, are o proporție estimată de aproximativ 65% de arbori care emit izopren.
Situația diferă însă de la un oraș la altul, deoarece depinde de speciile plantate, de climă și de concentrațiile altor poluanți din atmosferă.
Această nuanță este esențială. Nu orice copac contribuie în aceeași măsură la chimia ozonului și nici aceeași specie nu va avea neapărat același efect în două orașe diferite. Formarea ozonului depinde de un sistem complex în care intervin emisiile de compuși organici volatili, oxizii de azot, temperatura și lumina solară.
Studii recente arată, de asemenea, că încălzirea climei poate modifica sensibilitatea formării ozonului la diferiții săi precursori și poate face reducerea emisiilor de oxizi de azot tot mai importantă pentru limitarea poluării cu ozon în orașe.
Soluția nu este mai puțin verde, ci copacii potriviți în locurile potrivite
Concluzia studiului nu este un apel la tăierea copacilor sau la renunțarea la programele de înverzire urbană. Beneficiile vegetației pentru orașe rămân uriașe: copacii reduc stresul termic, oferă umbră, pot reține particule, susțin biodiversitatea și fac mediul urban mai plăcut pentru oameni.
Mesajul este mai degrabă unul despre planificare.
Până acum, selecția speciilor pentru plantările urbane a urmărit criterii precum viteza de creștere, rezistența la secetă, toleranța la poluare, capacitatea de a suporta temperaturile ridicate sau necesarul redus de întreținere. Noile rezultate sugerează că ar putea fi util să fie luat în calcul și potențialul unei specii de a emite compuși organici volatili foarte reactivi.
În cazul Beijingului, cercetătorii estimează că înlocuirea treptată, în cadrul procesului obișnuit de reînnoire a vegetației, a unei părți dintre arborii cu cele mai mari emisii de izopren cu specii care emit mai puțin ar putea reduce aceste emisii cu cel puțin 29%.
O astfel de strategie nu ar presupune eliminarea copacilor maturi și nici transformarea orașelor în spații mai puțin verzi. Ar însemna pur și simplu ca, atunci când sunt plantați arbori noi, să fie analizate mai atent și efectele lor asupra atmosferei locale.
Copacii din orașe și calitatea aerului trebuie priviți ca parte a aceluiași sistem
Orașele viitorului vor avea nevoie, fără îndoială, de mai multă vegetație. Pe măsură ce temperaturile cresc, copacii vor deveni și mai importanți pentru reducerea efectelor caniculei asupra populației. Dar noul studiu ne amintește că natura nu funcționează întotdeauna după regulile simple pe care ni le imaginăm.
Un copac poate răcori o stradă și, în același timp, poate elibera compuși care, într-o atmosferă bogată în oxizi de azot și expusă unei lumini solare intense, participă la formarea ozonului. Nu există aici o contradicție, ci o rețea complexă de procese biologice și chimice.
De aceea, discuția despre copacii din orașe și calitatea aerului nu ar trebui să fie despre alegerea dintre „mai mult verde” și „mai puțin verde”. O soluție mai inteligentă este alegerea speciilor potrivite pentru fiecare oraș și reducerea simultană a poluanților proveniți din trafic și industrie.
Într-o lume mai caldă, simpla plantare a cât mai multor copaci s-ar putea să nu fie suficientă. Orașele vor trebui să devină mai verzi, dar și mai atente la ceea ce plantează. Iar uneori, pentru a obține un aer mai curat, nu contează doar câți copaci avem, ci și ce fel de copaci cresc în jurul nostru.
Sursa: Nature