زومیت/ پژوهشی تازه، رابطه‌ غیرمنتظره‌ای میان گونه‌های درختی کلان‌شهرها و کیفیت هوای روزهای گرم پیدا کرده است.

تاکنون درختان شهری عمدتاً به‌عنوان راهکاری بی‌چون‌وچرا برای بهبود کیفیت زندگی شهروندان شناخته می‌شدند، اما پژوهشی تازه، تصویری پیچیده‌تر و تا حدی نگران‌کننده از نقش برخی گونه‌های درختی در آلودگی هوای کلان‌شهرها ارائه می‌دهد.

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی بین یوان از دانشگاه جینان چین، با نصب سامانه‌ای پیشرفته روی برج هواشناسی پکن در ارتفاع ۱۰۲ متری، موفق شدند جریان ترکیبات آلی فرّار (VOC) را در قلب یکی از آلوده‌ترین کلان‌شهرهای جهان به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری کنند.

داده‌های این سامانه که چندین بار در ثانیه سیگنال‌های شیمیایی جو را ثبت می‌کرد، نشان داد که هرچند سهم انتشارات ناشی از فعالیت‌های انسانی از نظر حجم کلی بالاتر است، سهم درختان در «واکنش‌پذیری شیمیایی» جو بسیار فراتر از انتظار است.

بر اساس مطالعه، در فاصله ماه‌های مه تا ژوئیه ۲۰۲۱ میلادی، پوشش گیاهی تنها حدود ۱۱ درصد از کل جریان ترکیبات آلی فرار پکن را به خود اختصاص داده بود، اما همین سهم اندک، بیش از نیمی (۵۲ درصد) از گونه‌های واکنش‌پذیر موجود در هوای شهر را تشکیل می‌داد. به بیان 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 نوشته نیچر، نکته کلیدی پژوهش، تمرکز بر ترکیب آلی «ایزوپرن» است که به‌عنوان محصول جانبی فتوسنتز از برگ‌های برخی گونه‌های درختان آزاد می‌شود. ایزوپرن در حضور نور خورشید با سرعت چشمگیری با رادیکال‌های هیدروکسیل واکنش می‌دهد و در ترکیب با اکسیدهای نیتروژن (NOx) که عمدتاً از خودروها و صنعت سرچشمه می‌گیرند، به تولید اُزُن در سطح زمین می‌انجامد؛ همان آلاینده‌ای که می‌تواند مجاری تنفسی را ملتهب کند و برای مبتلایان به آسم و بیماری‌های ریوی خطرناک باشد.

پژوهشگران دریافتند حدود ۳۵ درصد از درختان پکن، به‌ویژه بید مجنون (Salix babylonica) و صنوبر سفید چینی (Populus tomentosa) که در دهه‌های گذشته به‌دلیل رشد سریع و سازگاری اقلیمی به‌طور گسترده کاشته شده‌اند، از منتشرکنندگان اصلی ایزوپرن هستند.

گرما، بحران را تشدید می‌کند

شاید نگران‌کننده‌ترین یافته پژوهش، رابطه مستقیم دما و شدت انتشارات زیستی باشد. اندازه‌گیری‌ها نشان داد با افزایش دما از ۲۰ به ۳۵ درجه سانتی‌گراد، سرعت واکنش ترکیبات منتشرشده از درختان با هیدروکسیل‌ها ۷ تا ۸ برابر می‌شود. در نتیجه، سهم پوشش گیاهی در واکنش‌پذیری شیمیایی جو از ۲۱ درصد در دمای ۲۰ درجه به ۷۴ درصد در دمای ۳۵ درجه جهش می‌کند.

بدین معنی که در شرایط گرمایش جهانی و موج‌های گرمای فزاینده، شهرهایی که گونه‌های منتشرکننده ایزوپرن در آن‌ها غالب است، با خطر تشدید آلودگی اُزُن درست در روزهایی مواجه‌اند که شهروندان بیش از هر زمان دیگری به هوای سالم نیاز دارند.

پژوهشگران با بسط مدل‌های خود به ۲۴ کلان‌شهر جهان، دریافتند که مشکل به پکن محدود نیست. طبق برآوردها، در سیدنی و ملبورن استرالیا، حدود ۶۵ درصد از درختان شهری ایزوپرن منتشر می‌کنند. در هاربین و چانگچون چین نیز که دهه‌هاست بید و صنوبر در آن‌ها کاشته شده، پتانسیل انتشار حتی از پکن بیشتر برآورد شده است؛ درحالی‌که به گفته توماس کارل، از نویسندگان مطالعه، در شهرهای اروپایی گونه‌های بومی عمدتاً مونوترپن منتشر می‌کنند که اگرچه اُزُن‌ساز است، در مقادیری به‌مراتب کمتر از ایزوپرن آزاد می‌شود.

هشدار مهم: قطع درختان راه‌حل نیست

با وجود این یافته‌ها، هیچ‌یک از پژوهشگران خواستار حذف درختان شهری نشده‌اند. ایان جیمی، شیمی‌دان محیط زیست دانشگاه مک‌کواری سیدنی، یادآوری می‌کند که سهم نسبی پوشش گیاهی در انتشار ترکیبات آلی فرّار عمدتاً به این دلیل بزرگ‌تر شده که منابع انسانی، به‌ویژه اگزوز خودروها، درطول 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.

در دمای ۳۵ درجه، سهم درختان در واکنش‌پذیری شیمیایی هوا به ۷۴ درصد می‌رسد؛ یعنی بیش از سه‌برابر دمای ۲۰ درجه

پژوهشگران پیشنهاد مشخصی ارائه داده‌اند: 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 افزایش می‌دهد.

پژوهش در نهایت 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.

پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.

🔹"آخرین خبر" در روبیکا
🔹"آخرین خبر" در ایتا
🔹"آخرین خبر" در بله