zpravodajství životního prostředí již od roku 1999

Stromy ve městech (pohled hygienika)

26.01.2020
Stromy ve městech (pohled hygienika)

Stromy i lidé jsou součástí ekosystému navzdory tomu, co si o tom myslí...

Stromy čerpají energii a kyslík z prostředí města a tam ji také navracejí za současné evapotranspirace a výměny tepla s okolím a nezbytného zásobení vodou, slunečním zářením a minerály.

Stromy ve městech žijí v areálech městských aglomerací a nevynikají druhovou pestrostí, kterou by měly jinde, protože ji určuje člověk.

Funkční ekosystém města zahrnuje směs druhů stromů o různých velikostech a stáří zároveň s půdou, zajišťující jeho růst a produktivitu. Pokud jsou stromy ve městech zdravé, zajišťují komunitě kvantitativně hodnotitelné ekosystémové služby. Vědecké studie prokazují, že stromy přinášejí environmentální a sociální benefit přímo související s vratností a udržením přírodních cyklů. Stromy pomáhají redukovat znečištění ovzduší, zpomalují průtrže mračen a prudké deště, konservují energii a opatřují volně žijícím živočichům útočiště.

Z hlediska člověka nám stromy, které s námi soužijí ve městech

  • Opatřují podmínky pro bezpečný, zdravý a příjemný život (well-being)
  • Zlepšují kvalitu ovzduší
  • Pozitivně ovlivňují zdraví (pozor na alergeny)

a současně řeší globání problémy životního prostředí (oxid uhličitý)

1.) Podmínky pro bezpečný, zdravý a příjemný život

Mohou stromy ve městech souviset s nebezpečím pro zdraví ? Mohou učinit prostředí příjemným?

Přirozená existence stromů významně ovlivňuje klima. Stromy přinášejí do prostředí vlkost (optimum pro člověka je 50 % relativní vlkosti), koruny vztostlých stromů vytvářejí přívětivou klenbu nad utrápenými lidskými hlavami, poskytují stín a zamezují přímému působení ultrafialových paprsků i tepelnému záření, pomáhají udržovat teplotu v okolí a chrání stavby před tepelnými paprsky (zejména s tenkým obvodovým pláštěm) absorbují sluneční energii, zamezují nepříjemnému proudění vzduchu a zmírňují poryvy větru (, zpomalují poryvy větru se srážkami, zadržují déšť a upravují mikrocirkulaci v ovzduší vůbec.)

Stromy se účastní na pohodě člověka ovlivňováním mikroklimatu obytného území.

  • Ovlivňování proudění větru
  • Ovlivnění teploty (listy - evapotranspirace),
  • Zvlhčování vzduchu (50 - 80 l/den)
  • Zadržení srážek (koruna)
  • Snižování turbulence (kmeny,větve, listy)
  • Zadržení přímého slunečního světla a tvorba stínu (až o 6 stupňů snížení proti okolí)
  • Tvorba lehkých negativně nabitých iontů, uvolňování terpenů do prostředí příjemně vonících
  • Hustý porost s velkou dřevní hmotou zadržuje hluk (cca 30 m/1 dB)

Evapotranspirace

Kromě stínu, tvořeného baldachýnem koruny stromu, je velmi důležitá evapotranspirace. Ta je způsobena vylučováním vody prostřednictvím pórů v listech, stromy se totiž ,,potí" jako lidé. Voda při vypařování spotřebuje teplo a tak chladí ovzduší při tomto procesu. Například koruna o rozpětí 9 metrů vypaří 151 litrů vody za den. Opadající stromy kolem domů v Sacramento, California, Heat Island Group vědci nalezli rtedukci potřeby chladící energetické potřeby ve výši 30%. Stromy, keře a vinná réva mohla sloužit jako stínidlo a klimatizace s tím, že její práce byla více účinná zejména v udržení chladu. Také věčně zelené stromy a keře na severovýchodě chránily budovy před chladem přinášeným větrem. Skupiny stromů byly účinnější a pravděpodobnost toho, že vyrostou a udrží se ve skupině byla větší.

http://heatisland.lbl.gov/vegetation/planting.html

Ve Virginii bylo zjištěno, že stromy zlepšují ekonomiku města. Lidé rádi nakupují v ulicích s alejemi a byty se lépe pronajímají v území, kde jsou stromy. Stromy přidávají 10 % a víc společenské hodnoty. V jejich přítomnosti se lidé lépe cítí a nemocní se rychleji uzdravují. Snižují potřebu klimatizace v horkých období o 30% a snižují potřebu vytápění v chladných měsících o 20 - 50 %. Tím šetří energii a spálená fosilní paliva.

Stromy nebo beton?

Ve slovníku klimatologů existují tzv. ,,urban heat islands" = ,,městské ostrovy tepla". Jsou to místa, kde v území města se liší teploty od ostatních, jsou rozdílné a vyšší ve dne v létě i v noci a dokonce i v zimě jsou vyšší. The urban heat island jsu nežádoucím důsledkem rozvoje měst. Náležité a climate friendly územní plánovávní může pomoci redukovat množství tepla v městských ostrovech tepla.

Vznikají tak, že

vegetace je nahrazována asfaltem a betonem, zejména na ulicích a budovách a další infrastruktuře, ta se rozšířuje, aby pokryla požadavky rostoucí populace. Tyto povrchy absorbují, spíše, než odrážejí, sluneční teplo, zvyšující povrchovou teplotu a tak celková venkovní teplota roste. (US.EPA)

heatisland.lbl.gov

NASA na svých webových stránkách publikuje obrázek New Yorku v roce 2002, na kterém lze porovnat lokální teploty a přítomnost městské vegetace, existence vegetace přináší zjevně nejnižší teploty prostředí.

earthobservatornasa.gov

Ve městech jsou díky velké koncentraci obyvatel dány podmínky pro zdravotní dopady globálního oteplování. S globálním oteplováním souvisí meteorologické jevy, kterými jsou i tzv ,,horké vlny" nebo ,,horké episody" ohrožující život určitých skupin populace. Po horkých vlnách v roce 2003 realizovala WHO a WMO několik projektů, sledujících dopady horkých dní na úmrtnost (Canicula, EUROHEAT). Bylo zjištěno, že nenejvíce byli ohrožení obyvatelé v okolí středozemního moře, nejvíce městských obyvatel při horkých vlnách však zemřelo v Londýně a Paříži v roce 2003. Zde se projevuje také současný účinek působení částic prachu a koncnetrací ozónu. Pro jiné znečišťující látky efekt nebyl prokázán. Sledování ve 21 Evropských městech nalezlo vliv PM10 vyšší ve městech s vyšší teplotou. Úmrtnost vzrostla na každých 10ug/m3 PM10 , o 0.3% ve chladnějších městech a o 0.8% v teplejších městech. Hales publikoval excess úmrtnosti ve Francii sahající od + 4% v Lille do +142% v Paříži, s tím, že tato incidence byla pravděpodobně ovlivněna jek městskými budovami tak dopravní situací.

V Portugalsku byl nárůst úmrtnosti v týdnu po vysokých teplotách v srpnu 2003 49,8 %, v České republice více, než o 10%.

V publikaci z letošního roku ,,Improving Public Health Responses To Extreme Weather Events" WHO doporučuje i dlouhodobá preventivní opatření opatření, kam řadí i územní plánovávní a využívání území, které by mělo preventivně ovlivňovat teplotu. Zda nacházejí svoji hlavní úlohu i stromy. Aktuálně požaduje WHO tvorbu ,,chladných míst", kam by se uchylovaly starší nemocné osoby. Chladná místa by byla klimatizovaná. Ovšem bez účinného oslabení dopadu klimatické změny jsou krátkodobá opatření k redukci zdravotních dopadů u ciltlivé popualce značně méně účinná. Navíc realizace klimatizovaných objektů přinese další energetické nároky a tak rozhodně nelze počítat s úsporami energie, požadovanými různýmim strategiemi.

2.) Zlepšení kvality ovzduší.

Jsou stromy schopné pomoci zadržet smog?

Beckett,P., Freer-Smith, P., a Taylor, G v Effective tree species for local air-quality management, porovnával efektivitu zachycování částic listy stromů : Borovice, cypřiš(tvoří 20% porostu angluckých parků), jeřabina, topol, javor v místě intenzivní dopravy v městském parku a na kontrolním místě mimo efekt dopravy

Vliv na hrubé částice: Více byl zachycován materiál v parku ovlivněném dopravou než v kontrolnímmístě. Byly nalezeny druhové rozdíly v zachycování částic. Nejúčinnější byla borovice, topol zachycoval nejméně.

Jemné částice: Stejné diference mezi druhy stromů jako u hrubé frakce, odlišně se chovala jeřabina. Při statistické hodnocení však nálezy diferece byly stejné jako u hrubých částic, stejné nálezy u parku i kontrolního místa a stejný efekt druhů stromů.

Ultrajemné částice (ionty): rozdíly mezi druhy stromů byly stejné, jako u hrubých a jemných částic, individuální váhy iontů tvořících komponenty celkovou hmotu se lišily. Bylo zjištěno, že přítomnost a blízkost zdroje bohatého na částice, vede k vyššímu zachycení zejména hrubých částic, než v místě, kde chybí tento zdroj. U jemných partikulí PM2,5 nebyl jasně prokázán rozdíl záchytu částic u zdroje proti kontrolnímu místu bez dopravy.

Nejefektivnější strom v záchytu částic byla borovice a cypřiš, oba stromy jsou výhodné v zimním období, kdy mohou stále zychycovat částice, neshazují jehlice. V zimě je koncentrace částic také nejvyšší.

Ze širokolistých stromů nejvíce účinnou v zachycování zejména hrubých částic, byla jeřabina, která má jemně osrstěný povrch listu mimo jeho osu. Na druhé straně škály sledovaných stromů byl topol, mající drobné a kožovité listy, umožňující proudu částic ve vzduchu je obeplout aniž by měl na povrch listů nějaký vliv a usadil se.

Poměry koncentrací sodíku a chloridů v omývacím roztoku při experimentu prokáztaly, že hlavní součástí ultrajemných částic byly právě tyto složky, nutno upozornit, že tento výzkum byl prováděn v Brightnu u moře. Nerozpustné částice mohou být z listů smývány deštěm a to způsobuje možnost depozice a koncentrace těchto částic v půdě Budou-li sloučeniny v částicích toxické, má to toxikologický (lesní plody) a ekotoxikologický (kumulace v půdě) význam.

Hlavním mechanismem záchytu podle Becketta je impakce částic v turbulentním proudění vzduchu. V rozmanitosti a různorodosti městského prostředí jsou pro tento komplexní mechanismus vytvořeny skvělé podmínky. Vliv na poněkud nižší úrovni mají lesíky v otevřené venkovské krajině. Turbulující a vířící vzdušné proudy tvořené přímým kontaktem mezi urbánními prvky, kterými jsou ulice a budovy, jsou příkladem určené a definované situace, ve které impakce a účinnost záchytu je pravděpodobně maximalizovaná. Její znalost je nezbvytná pro umísťování stromů jeko účinného mechanismu k záchytu částic v městském prostředí. Je to důležité i pro příměstské území, kde lesíky a ochranné lesní pásy zlepšují ovzduší v cílových oblastech, např. obytných, které se v současnosti rozhojňují

Závěr:

  • Stromy mohou účinně zachytit částice, které škodí lidskému zdraví z atmosféry a mohou zlepšit kvalitu ovzduší
  • Existují výzmané rozdíly mezi druhy stromů v účinností záchytu částic, nejlepší volbou pro omezování znečištění ovzduší vegetací jsou jehličnany
  • Mezi širokolistými druhy, které byly sledovány, jsou nejlepší k záchytu částic druhy stromů, které mají hrubý povrch listů (chloupky, nerovnosti...)

Beckett a spol. se zabýval efektivitou záchytu částic na stromech v aerodynamickém tunelu.

Thomas Cahill, profesor fyziky a atmosférických věd v UC Davis předpokládá, že mohou stromy redukovat koncentrace ultrajemných částic podél dálnic. Zjistil, že za větrných podmínek stromy podél dálnice se zdají schopné zadržet částice a lze jimi ochránit obytné domy a školy před vlivem dopravy. Ultrajemné částice se mohou dokonce přilepovat k listům stromů a neletí dál a setrvávají na místě dokud listy neomyje déšť ( mechanický filtrační efekt stromů je různými vědci zavrhován a to v případě částic PM 2,5).Podle Cahilla je nutné použít ty ,,správné" stromy pro zadržení ultrajemných částic, protože všechny stromy tento vliv nemají.V podmínkách Kalifornie jsou to stromy s hustým porostem jehlicemi (cedry jsou nejlepší).

Rosiňski a Nagamoto měřili depozici částic o průměru 2 mikrony na stromech na jalovci a douglasce tisolisté. Depozice závisela na tom, zda vítr byl čelní, nebo boční a na jeho změnách a na rychlosti proudění. Při nejvyšší rychlosti (280 cm/sec) byla depozice nejvyšší a opadání nejnižší.

Freer-Smith, P.; El-Khatib a spol. přispěli do diskuse podporovatelů a odpůrců účinnosti depozice částic pomocí stromů. Dali k dispozici pro volbu zeleně depoziční rychlosti pro příměstské a městské evropské stromy - dub, javor, olše, jasan a douglasku, účinné jsou stromy s bohatým větvením a silně olistěné malými listy. Data jsou využitelná pro modelování efektu, respektují koncentraci a rychlost proudění. Druhy s bohatám větvením a drobnými lístky mají větší relativní depoziční rychlost.

Prašné cesty a možnost záchytu částic.

V různých výškách nad zemí a různých vzdálenostech provedl Cowboard a spol. Měření v suché oblasti.

Depozice PM10 (z resuspenze) - Cowboard et al.2006)

Typ vegetace

Snížení koncentrace vlečky

Krátká tráva

Do 10 %

Vysoká tráva

35 - 45 %

Vysoké cedry (jehličnany?)

45 - 67 %

Nízké cedry (kehličnany?)

29%

Vsoké duby

41 - 50 %

Autor zjistil mitigační faktor pro zeleň = 2 pro vzdálenost 50 - 100 m od cesty.

Nowak a kolegové vytvořili model na základě meteorologických dat a údajů o znečištění ovzduší, který demonstruje, jaké množství znečišťujících látek stromy ve městech USA zachytí a jak mohou zlepšit kvalitu městského ovzduší. Záchyt znečištění ( O3, PM2,5 a 10, NO2, SO2, CO) se lišil město od města a celkový efekt záchytu městskými stromy v USA činil za jeden rok 711 000 tun (v ceně 3,8 miliard dolarů). Záchyt znečištění pomocí listů je jen jednou službou, kterou nám stromy poskytují, integrovaný pohled na území s korunami stromů představuje viditelnou strategii zlepšující ovzduší a vůli k docílení standardů kvality ovzduší. Je tedy významným politickým činem.

Plynné škodliviny:

Stromy a rostliny vůbec jsou dlouhou dobu ctěny pro schopnost ,,odčerpávat" oxid uhličitý z ovzduší, ale jejich možnosti spotřebovávat jiná plynná znečištění se teprve zjiš´tují. V minulých letech tyto možnosti dlouhodobě experimentálně ověřovala NASA. Tento výzkum potvrdil to, že některé rostliny jsou schopny více, než ostatní, filtrovat některé látky.

Pokusy NASA byly zaměřeny na pobyt v kosmu, ale poskytly též některá obecná zjištění.

Díky výzkumu NASA lze uvažovat, které rostliny lze pozitivně použít při pobytu v kosmu. Na druhé straně se takto otevírá šíroké pole možností fytoremediace s výběrem rostlin nebo stromů pro vyčištění kontaminovaného životního prostředí. A také neposlední věcí je využití rostlin v boji proti kontaminovanému ovzduší ve vnitřním prostředí. Bohužel je málo důkazů o účinnosti tohoto způsobu včetně znalostí o kolik domácích rostlin vyčistí významné množství znečišťujících látek z domovů, úřadů nebo škol.

NASA experiment hodnotil různé rostliny z hlediska efektivity odstraňování formaldehydu, oxidu uhelnatého a oxidu dusičitého.

Pokusy NASA hodnotily různé rostliny, jak jsou efektivní při snižování koncentrací formaldehydu, oxidu uhelnatého a oxidu dusičitého. V projektu byla ,,spider plant umístněa do komory se 120 ppm CO nebo 50 ppm NO2. Po 24 hodinách spider plant odstranila 96 % CO a 99 % NO2. Po 24 hodinách také voděnka odstranila 75 % CO.

Z toho NASA vyvozuje:

Rostliny s nízkou potřebou světla aktivně filtrující uhlík mají možnost zlepšit kvalitu vnitřního ovzduší. Kořenová zóna rostlin je účinnou oblastí pro odstraňování volatilních organických látek (nejlépe při expozici kořenového balu pro účinnou filtraci). Použití uhlíkového filtru s aktivním uhlíkem by mohlo být součástí programu čištění ovzduší rostlinami (aktivní uhlík v půdě rostlin.)

Při pokusech ve vnitřním prostředí úřadů se rostliny ukázaly být účinné při odstraňování formaldehydu, 20 rostlin v úřadovně snížilo koncentraci formaldehydu o 12 %.Vědci uzavřeli, že tento způsob odstraňování znečištění není příliš efektivní. Na druhé straně byly nalezeny pokojové květiny, snižující koncentraci oxidu uhličitého dokonce i bez přítomnosti slunečního světla.

Při odstraňování formaldehydu prokázaly tuto schopnost rostliny s velkým povrchem listů (azalka, aloe, bambusová palma, bostonské obilí, kukuřice, čínský evergreen, chryzantémy, datlová palma, diefenbachie, schaflerie, lilie, pepřovník.,tchýnin jazyk, filodendron, africká fialka, spike plant a spider plant.)

Použití je vhodné v tzv. ,,dýchacích stěnách", kde je umožněn styk vzduchu s částmi kořenů. Nevýhodou je možnost kontaminace prostředí pyly, plísněmi a pachy rostlin.

3.) Vliv na zdraví

Velmi jednoduché známé negativní vztahy existují mezi pyly některých stromů a alergií a astmatem. Olše, líska, topol, vrba, bříza, buk, jasan, dub a lípa v určitých měsících roku přinášejí pyl, a u astmatiků a alergiků spouštějí ataku onemocnění. Na druhé straně existují studie, které uvádějí přítomnost zeleně jako preventivní faktor při vzniku astmatu.

Sledování A. Lovasi z Institutu pro sociální a ekonomický výzkum v NY a jejích kolegů z oddělení veřejného zdraví Kolumbijské university NY zatím vykazují nečekané závěry - městské čtvrti naplněné množstvím stromů nejsou jenom příjemné pro oči, mají také uzdravující vliv na dětské plíce. Tam, kde byl vyloučen vliv chudoby v souvislosti s působením znečištění ovzduší na incidenci astmatu, vědci předpokládají, že možnost existence alejí stromů v ulicích může být jednoduše základem pro zdravé životní prostředí. A nesouhlasí s tím, že stromy jsou samy o sobě faktorem způsobujícím asthma. Při odstranění vlivu konfoundrů ve studii na vznik asthmatu bylo zjištěno, že nárůst hustoty porostu stromů o jednu směrodatnou odchylku od průměru, tj. 343 stromů na km2, bylo spojeno s nižší prevalencí astmatum(RR 0,71 na SD hustoty porostu stromů, 95%CI, 0,64 - 0,79), ale totéž nebylo prokázáno pro hospitalizaci pro asthma. (RR, 0.89 per SD of tree density; 95% CI, 0.75 to 1.06). Stromy pravděpodobně nevstupují do příčinného řetězce ve vztahu působení vyvolávajícího agens a astmatické ataky. Významně však upravují prostředí, které umožňuje lepší dýchání astmatikům i zdravým osobám. Studie pokračuje a bude ještě ověřena.

Agnes van den Berg z Univerzity ve Vegeningenu v ,,Health Impact of Healing Environment ,,se věnovala metaanalýze studií o vlivu rostlin na prostředí, které má uzdravovat -tedy prostředí nemocnic. Tyto studie nebývají četné, jejich přehled uvádíme.

Sledované zdravotní dopady:

1. Klninické nálezy (např. délka léčení, podávání léků, infekční dávka, měření fysiologického stressu, úmrtnost)

2. Psychologické nálezy (např. stav nálady, neklid, kvalita spánku, subjektivní zdraví a pohoda)

Celkové důkazy zdravotního přínosu ,,zelené" přírody ve studiích

Příroda

Klinické důkazy

Neklinické důkazy

Celkový počet

Pozitivní vlivy

Negativní vlivy

silné

slabé

silné

slabé

Pohled do přírody

2

8

9

4

23

21

Zahrady

-

1

1

3

5

5

-

Rostliny v budově

-

1

5

11

17

17

2

celkem

2

10

15

18

45

43(96%)

2(4%)

Zdroj: Van den Berg

Závěr:

Udržení stromů ve městech tam, kde existují, péče o ně, včasná výměna v případě nemoci stromu...

Rozšíření zeleně ve městech jak solitérní, stromořadí, lesíky, parky, vertikální zeleň, střechy...využití zeleně k ochraně ovzduší v místech, kde je to potřebné

Celkové řešení městského klimatu, prevence urban heat icelands v územním plánování

Městské vyhlášky k ochraně a rozšíření zeleně ve městech, zainteresování veřejných osob na péči, pozitivní příklady...

Jedině tak se města nezmění v poušť !

MUDr. Eva Rychlíková, Zdravotní ústav Kolín
Vytvořeno: 27. leden 2009
A přitom dnes ještě aktuálnější než v době napsání... Pozn. redakce EnviWeb

Komentáře k článku. Co si myslí ostatní?

Další články
Podněty ZmapujTo
Mohlo by vás také zajímat
Naši partneři
Složky životního prostředí