Из-за неблагоприятного воздействия на здоровье человека загрязнение воздуха серьезная экологической проблема.
Из-за высокой плотности движения, города часто сталкиваются с повышенными концентрациями загрязнителей воздуха по сравнению с его окрестностями. В целях смягчения этих проблем загрязнения воздуха использование городской растительности часто поощряется в качестве эффективной меры по снижению концентраций. Эта мера основана на основополагающем аргументе, что деревья (и растительности) очищают воздух путем фильтрации загрязняющих веществ. Листья растений поглощают газообразные загрязнители через свои устьиц, частицы удаляются из воздуха путем осаждения на листья и ветви. Исследования экспериментально оценили скорость осаждения, при которой загрязняющие вещества поглощаются городской растительностью. Однако неопределенность, связанная с опубликованными значениями, все еще велика.
Новак и Крейн разработали модель осаждения, которая оценивает потенциал удаления загрязняющих веществ в так называемом "городском лесу". Многие исследования, использующие эту модель, сообщили об оценках массового удаления для разных городов с целью демонстрации благотворного влияния городской зелени на качество воздуха. Однако полученное в результате этого снижение концентраций в окружающей среде сообщается гораздо реже. И если это так, то влияние городских лесов на усредненное качество воздуха в городе представляется ограниченным, часто не превышающим улучшение на 1%. Патаки и др. недавно утверждали, что нет эмпирических доказательств, подтверждающих выводы этих моделей осаждения. Делая вывод о том, что польза качества воздуха от городской зелени может быть переоценена.
Несмотря на определенный уровень неопределенности, этот масштаб города, смягчающий способность городских деревьев, одна часть истории. Они эффективно удаляют загрязняющие вещества из воздуха, городские деревья могут вызывать локальное повышение концентраций. Было доказано, что деревья в городских уличных каньонах препятствуют потоку ветра, уменьшая вентиляцию, что приводит к более высоким концентрациям загрязняющих веществ. Это потенциально негативное воздействие растительности на качество местного воздуха менее известно среди политиков и широкой общественности. Основываясь на общей идее, что деревья очищают воздух, все еще существует ошибочное представление. Деревья хороши для качества воздуха во всех случаях и при любых обстоятельствах. Поэтому политики и градостроители, сталкиваясь с локальным очагом загрязнения воздуха, часто интуитивно тянутся к деревьям, чтобы облегчить проблему, потенциально усугубляя ситуацию.
Первоначальная цель состояла в том, чтобы исследовать, как городская растительность может быть использована для улучшения качества местного воздуха на внутренних городских дорогах с оживленным движением. Исследование состояло из двух частей. В первой части провели анализ чувствительности, где проанализировали, как параметры влияют на придорожную растительность на качество местного воздуха. Во второй части оценили эффективность различных проектов зеленых улиц, разработанных градостроителями для внедрения в города Бельгии и Нидерландов с целью улучшения качества воздуха. Все исследование было основано на компьютерном моделировании с использованием микромасштабной модели ENVI-met .
Хотя аналогичные исследования были опубликованы ранее, с научной точки зрения настоящее исследование отличается следующим:
- Сосредоточьтесь на многочисленных загрязнителях, связанных с движением. Предыдущие исследования часто ограничивались одним конкретным загрязнителем, не связанным с движением.
- Различные виды растительности. Рассматриваем не только деревья, но и изучаем живые изгороди и зеленые барьеры.
- За пределами идеализированной геометрии уличного каньона. Также сосредотачиваемся на идеализированном случае не уличного каньона (отдельная геометрия здания) и изучаем реальные геометрии жизни.
Результаты работы показывают, что, в частности, деревья могут приводить к значительно более высоким концентрациям, для загрязнителей, связанных с дорожным движением, таких как NO2 и EC. Это можно объяснить тем, что городская растительность препятствует ветровому потоку, уменьшая вентиляцию, которая отвечает за разбавление загрязняющих веществ. Этот аэродинамический эффект, по-видимому, перевешивает фильтрующую способность растительности. Хотя с этими результатами моделирования может быть связан уровень неопределенности, анализ подтверждает более ранние выводы. Однако по-прежнему существует потребность в эмпирических данных, подтверждающих результаты предыдущих исследований.