Több sajtófórumon, így e lap hasábjain is olvashattunk nemrég a brit botanikusok nagyszerű eredményéről, miszerint a madárbirsek a legeredményesebbek a városok levegőjének tisztításában. Mielőtt buzgón nekilátnánk a madárbirsek telepítésének, szeretném ezt a kérdést egy kicsit pontosabban megvilágítani a szélesebb szakmai közvélemény és a laikus olvasók számára. Teszem ezt azért, mert azt gondolom, hogy az a mintegy egy évtizedes munka, amelyet a MATE Dísznövénytermesztési és Dendrológiai Tanszékén folytattunk feljogosít arra, hogy ebben a kérdéskörben véleményt nyilvánítsak.
Mi is az a szálló por?
A köznyelvben szálló pornak nevezik azokat az aeroszol részecskéket, amelyek a méretüknek és súlyuknak köszönhetően a levegőben lebegve maradnak, nagyobbrészt 10 mikron mérettartományba tartoznak (PM10: particulate matter angol rövidítése). Még veszélyesebbek a PM2,5 mérettartományba sorolható részecskék, mindkét mérettartomány belélegzése komoly egészségkárosodást okozhat. A városi légszennyezést leginkább befolyásoló légszennyezési forrás a városi gépjármű közlekedés, amely szén-dioxid (CO2), különböző nitrogén-oxidok (NOx), szén-monoxid (CO), és egyéb gáznemű vegyületek, illetve por, korom részecskék kibocsátása által okoz súlyos károsodást a lakosság egészségi állapotában A járművek kerekeinek súrlódása és a fékezések során keletkező szennyeződésben a következő nehézfémek találhatók meg legnagyobb mennyiségben: ólom, cink, nikkel, vas és réz. A por és a benne lévő részecskék a belélegezve súlyos légúti és érrendszeri megbetegedést okoznak.
A növények szerepe a légkör tisztításában
A lágyszárú növényzethez viszonyított nagy levélfelületüknek köszönhetően, másrészt hosszú élettartamuk miatt elsősorban a fák képesek jelentősen hozzájárulni a légszennyezés csökkentéshez. A fák levelei rendkívül hatékonyak az apró méretű részecskék megkötésében, elsősorban azért, mert az aeroszol részecskék a levél színén és fonákán egyaránt képesek kiülepedni. Ezáltal a lombkorona a rajta átáramló levegőt egy összetett biológiai szűrőrendszerként tisztítja, kiszűri a szálló por egy részét. Városainkban a legnagyobb lombfelülettel a sorfák és parkfák rendelkeznek, a cserjeszint, valamint az egynyári és évelő növények, illetve a gyepfelület levélfelülete csupán 5-10 %-a a fákénak.
A levélen kiülepedett szálló por és a benne levő nehézfémek mennyiségét az adott időjárási viszonyokon (szél és csapadék mennyisége) és az aeroszol részecskék méretén kívül nagymértékben befolyásolja a növényzet morfológiai sajátossága. Meghatározó lehet a levél felépítése, formája, felszíne, a levél szőrözöttségének mértéke, a sztómák mérete és sűrűsége, valamint a levelek eloszlása a koronában. Számos kutatóval összhangban mi is, arra az eredményre jutottunk, hogy a szőrözöttebb levelű növények több port és szennyeződést kötnek meg a leveleik felszínén, mint a sima levélfelülettel rendelkező fajok. A levelek vizsgálata során az is kiderült, hogy a nagyon finom, antropogén eredetű szennyeződésekből származó részecskék a sztómák körül sűrűbben rakódnak le, vagyis a levelek morfológiai, anatómiai jellemzőinek szerepe lehet a levelek és a szálló por közötti kölcsönhatásban.
Ahhoz, hogy ennek a lombfelületnek a légtisztító kapacitását felbecsülhessük, minél több városi fafaj és -fajta in situ és laboratóriumi vizsgálatára van szükség, hogy a fajonként és fajtánként eltérő egyedi levélméretek, levélfelszíni sajátosságok, sztóma-szerkezet megismerésével pontosabb képet alkothassunk ezen taxonok városi levegőt tisztító hatásáról. A tanszékünkön folyó kutatómunkánk során azt a célt tűztük ki, hogy megvizsgáljuk három gyakori fafaj, a magas kőris, a korai juhar és az ezüst hárs fajtáinak szálló por- és nehézfém megkötő képességét Budapest különböző területein.
A szálló por kiülepedése az évszakok és a csapadék függvényében
A három díszfa taxon átlagában a 2015. tavasz és 2016. őszi időszakban 86,30 – 86,47 mg m-2 porkiülepedést mértünk, míg a 2015. őszi időszakban több, mint háromszoros (270,21 mg m-2) volt a leveleken lerakódott por (1. ábra). Ekkor a különböző szennyezettségű helyekről szedett levélmintákon 240 – 381 mg m-2 szálló por ülepedett ki. Az eredményeket összehasonlítva a különböző helyszíneken a levegőben az adott időszakban az Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat (OLM) által mért PM10 (10 m-nél kisebb aeroszol részecskék) koncentrációval szembetűnő, hogy a 2015. őszi nagy porlerakódási adatok jól tükrözik a légkörben mért extrém magas PM10 koncentrációt, amelyben a hosszabb hideg időszak miatt megindított fűtési szezon is közrejátszott.
A csapadék mennyisége is befolyásolhatja a leveleken kiülepedő por mennyiségét, ahogy ezt más kutatók vizsgálatai kimutatták. A 2015. őszén a mintavételi heteket (44-46. hét) megelőző hetek szinte csapadékmentesek voltak (1,1 mm csapadék 3 hét alatt), amelyhez egy magas légköri PM10 koncentráció társult, befolyásolva az extrém magas pormennyiség kiülepedését.
1. ábra. A levelekről lemosott por mennyisége a három vizsgálati időszakban (mg m-2)
(Hrotkó et al. 2021. Kertgazdaság 53: 14-31.)
A levélzetre kiülepedett por mennyiségének alakulása a 2015 tavaszi mintavételi időszakban
A 2. ábrán a 2015. május 5. és június 17. közötti héthetes mintavételi időszakban (az év 19. és 25. hete) a fafajok levelén kiülepedett por heti adatait látjuk. A kiülepedett por mértéke sajátos tendenciát mutatott. Az ezüst hárs levelein mért por mennyisége a 21. hétig emelkedett, majd három héten keresztül a 24. hétre a felére csökkent. A korai juhar és a magas kőris fajták levelein mért por mennyisége a 20. hétig emelkedett, majd mindkét taxon esetében csökkenni kezdett a 24. héten mért közel 1/3 mértékig. A mintavételt megelőző hetekben jelentős mennyiségű csapadék hullott, a 21-22. héten 40 mm, majd a 23. héten 50 mm. Úgy véljük, ez okozhatta azt, hogy a 21. és 24. hét közötti por kiülepedés a leveleken a felére, harmadára csökkent. Ezek az adatok is mutatják, hogy a por kiülepedése folyamatos az év folyamán, de dinamikusan változó a mérhető mennyiség. A leveleken levő por egy része a csapadékkal lemosva a csatornákba, valamint a talajra, illetve a talajba kerül. Az őszi levelek viszont a talajban lebontva vagy komposztálva a port a talajba juttatják, ahonnan a pornak egy része a felszínről a széllel ismét a légkörbe kerül a következő években. Az előbbi adatokból az is következik, hogy a lombkorona éves szűrőkapacitásának becslésekor az év közben lemosódott por mennyiségét is figyelembe kell venni. Ez a mennyiség mintegy akár 3-4-szerese lehet a 2015 tavaszán, nyár elején mért mintegy 60 mg m-2 csapadék által lemosott pornak.
2. ábra: A budapesti városi fák levelein lerakódott por mennyiségének alakulása
2015. év 19. és 25. hete között (mg m-2) (Hrotkó et al. 2021. Kertgazdaság 53: 14-31.)
A fafajok szerepe
A 2015. tavaszi és nyári, valamint a 2016. őszi mintavételi időszakból származó levélmintákról lemosott összes szennyezőanyag mennyiségében szignifikáns eltéréseket tapasztaltunk a különböző fafajokon. A legmagasabb értékeket a sűrűn csillagszőrös levélfonákú ezüst hársakról begyűjtött levélmintákon mértük (124 mg m-2), míg 30-40%-kal kevesebb por (85 és 75 mg m-2), rakódott le a korai juhar és magas kőris levelein. A levelekre kiülepedett por mennyiségében nem találtunk szignifikáns különbséget a kertvárosi környezetben lévő Budai Arborétum fái és a gépjárműforgalommal erősen terhelt utak (Andrássy út, Karolina út, Krisztina körút) sorfái között. Ebből arra lehet következtetni, hogy a szálló por a légtérben viszonylag egyenletesen eloszlik, így a gépjárműforgalomtól távolabbi parkok, zöldterületek fái hasonló képességgel járulnak hozzá a városi légtér tisztításához, mint a forgalomhoz közeli sorfák.
A budapesti városi fák levelein lerakódott porban lévő nehézfémek mennyisége
A vizsgált nehézfémek mennyisége a három mintavételi időszakban szignifikáns különbségekkel sajátos tendenciát mutatott (1. táblázat). Az ólom és a vas esetében az őszi időszakokból származó mintákban volt szignifikánsan nagyobb mennyiség, míg a legnagyobb nikkel, cink és réz kiülepedést a tavaszi mintákban mértünk. A statisztikai elemzés a vizsgált mintákban a taxonok és a különböző helyszínek szignifikáns hatását igazolta.
1. táblázat: A nehézfémek mennyisége a budapesti fák leveléről lemosott porban (mg m-2)
a három mintavételi időszakban (2015. tavasz, 2015. ősz és 2016. ősz). (Hrotkó et al. 2021. Kertgazdaság 53: 14-31.)
Megjegyzés: az átlagokat Tukey-teszttel hasonlítottuk össze, az egyes oszlopokban azonos betűvel jelölt értékek szignifikánsan nem különböznek (p=0,5)
Szembeötlő, hogy a tavaszi mintákhoz viszonyítva a vas és ólom mennyisége mindkét őszön 5-15-szörös volt, míg a cink, nikkel és réz mennyisége csökkent. Ezek az adatok egyértelműen jelzik, hogy az ólom és a vas felhalmozódott a kiülepedett porban. Mivel ezt a jelenséget az ólom és a vas koncentrációjának az őszi porban jelentkező különbsége is okozhatja, illetve a levélfelszín és a nehézfémek között kialakuló, egyelőre ismeretlen kölcsönhatás is szerepet játszhat, ebben a vonatkozásban további vizsgálatokat tartunk szükségesnek. Az is lehet, hogy a Zn, Ni és Cu, illetve vegyületeik az esővízzel könnyebben kimosódnak, vagy a szél elviszi ezeket.
A legnagyobb mennyiségű nehézfémet a Karolina útról származó ezüst hárs levélmintákon kiülepedett porban mértünk, ezt követték szignifikáns különbség nélkül a Budai Arborétumban gyűjtött ezüst hárs levélminták (2. táblázat). Legkevesebb nehézfémet mutattunk ki a korai juhar és a magas kőris Budai Arborétumban gyűjtött levélmintáin kiülepedett porban, míg ugyanezen taxonoknak a forgalommal terhelt helyszínről (Karolina út) származó levélmintáin a vas, ólom és réz mennyisége átmeneti értékeket mutatott szignifikáns különbség nélkül. Kétségkívül a leghatékonyabb az ezüst hárs volt a nehézfémek adszorbeálásában, amelyet a korai juhar és a magas kőris követett mindegyik mintavételi időszakban.
Eredményeink megerősítik más kutatók véleményét, akik szintén jelentős fafajok közötti különbségekről számoltak be, másrészt megerősítik azt a véleményt, miszerint a fák levélzetének por- és nehézfém megkötő képessége számottevően hozzájárul az egészséges települési környezethez. A korai juhar és az ezüst hárs levelein való nehézfém-kiülepedésre nem találtunk adatot a szakirodalomban, így vizsgálatainkat és eredményeinket (2. táblázat) az első, módszeresen mért vizsgálati eredménynek tekinthetjük.
2. táblázat: A lemosott por nehézfém-tartalmának alakulása díszfák különböző
helyszínekről származó levélmintáin a mintavételi időpontok átlagában (mg m-2) (Hrotkó et al. 2021. Kertgazdaság 53: 14-31.)
Megjegyzés: az átlagokat Tukey-teszttel hasonlítottuk össze, az egyes sorokban azonos betűvel jelölt értékek szignifikánsan nem különböznek (p=0,5)A budapesti fák leveleiben mért nehézfémek mennyisége
A különböző fafajtákról és eltérő gyűjtési helyszínekről származó levélmintákban a por lemosása után a levélszövet nehézfémtartalma elemenként sajátosan alakult. A vas és az ólom mennyisége lényegesen nagyobb az őszi levélmintákban a tavasziakhoz viszonyítva. Az általunk vizsgált korai juhar levelekben a vas mennyisége őszre 60%-kal, míg az ezüst hárs levelében csaknem kétszeresére nőtt. Hasonlóképpen az ólom mennyisége mindhárom taxon levélmintáiban közel kétszeresére nőtt. Eredményeink megerősítik külföldi kutatók álláspontját, akik a lucfenyő és a vadgesztenye levelében vizsgálták az ólom eredetét és úgy találták, hogy kevesebb, mint 2%-át veszik fel a gyökerek, s mintegy 98% légköri eredetű.
A szálló por kiszűrése, mint környezeti szolgáltatás
Eredményeink felhasználásával jól lehet becsülni a városi fák levegő minőségét javító szolgáltató képességét. A por kiülepedés mértéke 224-381 mg m-2 között alakult a szmogveszélyes 2015. év őszén, amihez még hozzászámolandó mintegy 180 mg m-2 évközben lemosódott por. Ez összesen 400 – 560 mg m-2 por kiszűrését jelenti egy levél négyzetméterre vetítve. Mint ahogy eredményeink is mutatják, átlagos fa nincsen, a három leggyakoribb fafaj között is számottevő különbségeket mértünk. A becsléshez viszont mért adataink alapján egy átlagos modell fát kell választanunk, amely 25-30 éves és 250-300 m² levélfelületet képvisel. Ezzel számolva évente 100 – 168 g szálló por kiszűrésével számolhatunk fánként. A budapesti levegőtisztitásban szerepet játszó fák számára vonatkozóan ismét csak becslésre hagyatkozhatunk. A Főkert és a kerületi önkormányzatok kezelésében levő zöldfelületeken, illetve a temetőkertekben a sor- és parkfák száma mintegy 2 millióra tehető, és további mintegy
1 millió magánkertben levő fával számolunk. A kertvárosi magánkertek fáinak lombozata ugyanúgy porszűrő kapacitással rendelkezik, ilyen szempontból ezek a fák „közjószágként” funkcionálnak, nemcsak a díszfák, de a gyümölcsfák is. Szerény becslések szerint is ez a lombtömeg 300 – 640 tonna szálló port szűrhet ki egy év alatt Budapest területén. A 2. táblázat nehézfém adataival számolva a 3 millió budapesti fa 2,4 – 6 tonna ólomtól, 1,5 – 5,4 tonna vastól, 2,7 – 9 tonna nikkeltől, 1,4 – 4,2 tonna cinktől és 0,3 – 1,2 tonna réztől szabadítja meg a levegőt. A szélső értékekkel a fafajok tisztító kapacitásának különbségeit érzékeltetjük. Pontosabb számításokhoz a fakataszterekben a lombfelület mérésére vagy becslésére is szükség volna, de ezen adatok egyelőre nem állnak rendelkezésre.
Az okos városfásítás a környezeti szolgáltatást helyezi előtérbe
Az itt modellezett szolgáltató képessége a városi fáknak napjainkban egyre inkább előtérbe kerül, és semmivel nem pótolható. Az okos városfásítás a fák környezeti szolgáltató képességét helyezi előtérbe a fafajok kiválasztásánál. Telepítéskor tehát arra kell törekedni, hogy ott, ahol ezt a körülmények megengedik, nagykoronájú fákat telepítsünk és ezeket a fákat úgy gondozzuk, hogy minél hosszabb életűek legyenek, mert ezzel a városi zöldfelületek porszűrő kapacitását növelhetjük. Ahol lehet, lombkorona alagutak (2. kép) kialakítására érdemes törekedni, mert az út fölé boruló lombkorona tömeg hatékonyan szűri a forgalom által keltett szálló port, szűrve engedi át a felette levő légtérbe. Ami pedig a brit botanikusok szupernövényét, a molyhos szőrös levelű madárbirset illeti, a cserjeszintben természetesen fontos szerepet tölt be, de összehasonlíthatatlanul nagyobb szűrőkapacitást képviselnek a nagykoronájú, lombos fák.
Forrás: MATE Dísznövénytermesztési és Dendrológiai Tanszékén végzett kutatás, az eredményeket ismertette Dsc Hrotkó Károly
A kislevelű hárs a Budai Arborétumban, levélfelülete 600 m²
Lombkorona alagút Újbudán a Kökörcsin utcában: árnyékol és szűri a felszálló port
