Навигация
Роль насаждений в процессе газообмена
67036
знаков
16
таблиц
4
изображения
3.1 роль насаждений в процессе газообмена
Насаждения, как известно, поглощают из воздуха углекислоту, выделяемую человеком, и обогащают воздух кислородом. Это свойство насаждений используется для улучшения состава воздуха, его оздоровления. Некоторыми учеными даже выдвигалась теория нормирования количества насаждений в городах применительно к этому свойству растений.
По соответствующим расчетам 1 га насаждений поглощает в чае 8 кг углекислоты, которую выделяют за то же время 200 человек. Отсюда получается норма 50 м2 насаждений на одного человека. Но при этих расчетах не было учтено, что выделяемая людьми углекислота составляет всего около 10% всей углекислоты, поступающей в воздух после сгорания топлива и тому подобных процессов. Так как преобладающая часть углекислоты рассеивается в атмосфере и лишь небольшая часть поглощается насаждениями, то определять по этому свойству растительности норму зеленых насаждений нельзя.
В целом роль насаждений в процессе газообмена в воздушном бассейне имеет громадное значение. Причем оказалось, что различные виды деревьев и кустарников поглощают углекислоты и выделяют в воздух кислорода далеко не одинаковое количество.
Инженером П. Т. Обыденным под руководством проф. А. С. Яблокова проведено одно из последних исследований эффективности различных видов деревьев в процессе газообмена. Оно показало, что если эффективность ели обыкновенной принять за 100%, то, например, эффективность лиственницы польской составляет 118%, сосны обыкновенной - 164%, липы крупнолистной - 254%, дуба черешчатого - 450% и тополя берлинского - 691%. Поэтому на основе изучения эффективности многих видов растений в процессе газообмена представляется возможным подбирать определенный ассортимент насаждений для озеленения с учетам и этого свойства. Взрослый здоровый лес на площади 1 га поглощает 220 - 280 кг углекислого газа, выделяет в атмосферу 180 - 220 кг кислорода. В среднем 1га зеленых насаждений поглощает за 1 ч около 8 л углекислоты (столько выделяют за это время 200 человек). На выделение кислорода влияют количество листвы дерева и ее состояние. Дерево средней величины может обеспечить дыхание трех человек. Показатели газообмена в течение вегетационного периода у разных деревьев неодинаковы. Если эффективность газообмена у ели обыкновенной принять за 1, то у лиственницы она будет 1,18, у сосны обыкновенной - 1,64, у липы крупнолистной - 2,54, у дуба чешуйчатого - 4,5, у тополя берлинского - 6,91. Зная интенсивность фотосинтеза, а следовательно и эффективность газообмена и количество выделяемого у разных видов растений кислорода, следует подбирать оптимальные сочетания и количество деревьев и кустарников, необходимых, для озеленения городских территорий.
3.2 РОЛЬ НАСАЖДЕНИЙ В БОРЬБЕ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ
Атмосфера городов и других населенных пунктов систематически загрязняется различными примесями. В воздух выбрасывается значительное количество дыма, золы, сажи и газов при сжигании разного рода топлива на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в двигателях автомобилей, а также при производственный процессах химической, металлургической, текстильной и других отраслей промышленности. Ветер и транспортные средства поднимают в воздух пылевидные частицы почвы, а также золу, сажу и пыль производственного происхождения, осевшие на крышах и стенах домов, на дорогах и тротуарах.
В нашей стране мероприятия по охране атмосферного воздуха осуществляются на основе широко поставленных научно-исследовательских работ, посвященных изучению количественной концентрации загрязнений, попадающих в атмосферу, и дальности их распространения. Зеленые насаждения имеют немаловажное значение в очищении городского воздуха от пыли и газов. Пыль оседает на листьях, ветках и стволах деревьев и кустарников, а затем смывается атмосферными осадками на землю. Распространение или движение пыли сдерживается также газонами, которые задерживают поступательное движение пыли, перегоняемой ветром из разных мест. В глубине лесного массива на расстоянии 250 м от опушки содержание пыли в воздухе сокращается более чем в 2,5 раза. Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев и кустарников неодинаковы. Лучше всего задерживают пыль шершавая листва вяза и листья сирени, покрытые ворсинками. Листья вяза задерживают пыль примерно в 5 раз больше, чем листва тополя; листья сирени в 3 раза больше тополя и т. д. В некоторых работах специально изучалась роль зеленых насаждений в борьбе за чистоту атмосферного воздуха. Результаты исследований количества пылевых загрязнений в различных районах приведены в табл. 12.
Таблица 12
| Авторы наблюдений | Точка наблюдения | Количество пыли, г на 1 м3 поверхности в сутки |
| Р. А. Бабаянц | Промышленный район | 1,52 |
| Район вокзала | 1,16 | |
| Центр города | 0,57 | |
| Парк культуры и отдыха | 0,22 | |
| Н. М. Томсон и Д. П. Сендерихина | За городом | 0,15 - 0,16 |
| Жилой поселок летом | 1,02 - 2,25 | |
| Жилой поселок осенью | 0,6 - 0,64 | |
| Жилой поселок зимой | 1,16 - 1,78 |
На основании приведенных данных можно считать, что в городе запыленность воздуха значительно выше, чем вне города; среди зеленых насаждений - значительно ниже, чем в жилых кварталах; в промышленных районах города гораздо выше, чем в жилых районах. Кроме того, количество пыли изменяется в зависимости от влажности воздуха (летом и осенью) и скорости ветра.
В. И. Федынский, Ц. П. Кругликова и Т.В. Дышко выяснили, что разные породы деревьев задерживают листвой неодинаковое количество пыли. Оказалось, например, что запыленность березы в 2,6 раза, а хвойных пород в 30 раз больше запыленности осины.
Канд. мед. наук В. Ф. Докучаева установила, что запыленность воздуха различных озелененных территорий Москвы по отношению к запыленности воздуха Тимирязевской лесной дачи (лес средней густоты вдали от промышленности), принятой за 100%, составляет: в парке им. Дзержинского (густой парк в пригороде, вдали от промышленности) 149%, в ЦПКиО им. Горького (разреженный парк в городе, вблизи от промышленности) 343%, Измайловском парке (густой парк в пригороде, вблизи от промышленности) 400%.
Даже в зимние месяцы, когда деревья лишены листвы, они имеют большое пылезащитное значение. Запыленность воздуха под деревьями оказалась меньше, чем на открытой площадке: в декабре на 13,6%, январе на 37,4%, феврале на 18%. За весь осенне-зимний период средняя концентрация пыли в воздухе на открытой площадке составила 0,8 мг/м3 воздуха, а под деревьями - 0,5 мг/м3 воздуха, т. е. меньше на 37,5%.
Изучение пылезащитных свойств различных пород показало, что запыленность (в г/м2) поверхности листьев вяза была равной 3,39, сирени венгерской - 1,61, липы мелколистной - 1,32, пелена остролистного - 1,05, тополя бальзамического - 0,55.
По данным Н. В. Бобохидзе, один экземпляр взрослого дерева нижеследующих пород выводит из воздуха пыли за вегетационный период (кг):
Вяз перистоветвистый
Вяз шершавый
Ива белая, плакучая форма
Каштан конский
Клен серебристый
Клен татарский
Клен полевой
Клен остролистный
Клен ясенелистный
Тополь канадский
Тополь туркестанский
Тополь Боле
Шелковица белая
Ясень зеленый
Ясень обыкновенный
а один экземпляр кустарника:
Акация желтая,2
Аморфа,2
Бересклет бородавчатый,6
Бирючина обыкновенная,3
Бузина красная,4
Лох узколистный
Сиренъ обыкновенная,6
Спирея Ван-Гутта,5
Смородина золотистая,4
Приведенные результаты исследований указывают на большую положительную роль зеленых насаждений в борьбе с пылью. Это подтверждается резким снижением запыленности воздуха в садах и парках то сравнению с запыленностью воздуха на городских улицах и площадях.
Целесообразно отбирать породы: одни - очищающие воздух от вредных газов, другие - от пыли. Эффективность пылезащитных свойств растений у разных пород не одинакова и зависит от строения дерева, его ветрозащитной способности. Лучше всего задерживают пыль деревья с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытиями волосками, липкими листьями. Шершавые листья (вяз) и листья, покрытые тончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина), лучше удерживают пыль, чем гладкие (клен, ясень, бирючина). Листья с войлочным опушением по пылезадержанию мало отличаются от листьев с морщинистой поверхностью, но они плохо очищаются дождем. Клейкие листья в начале вегетации имеют высокие пылезадерживающие свойства, но их утрачивают. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, и пылезащитные свойства сохраняются круглый год. Зная пылезащитные свойства растений, варьируя размеры озеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можно добиться наибольшего пылезащитного эффекта. Дожди, освобождая насаждения и воздушный бассейн от пыли, смывают ее на поверхность земли. В городе запыленность воздуха значительно выше, чем в пригороде. Количество пыли в воздухе изменяется в зависимости от влажности воздуха и скорости ветров. Наблюдения В. Ф. Докучаевой показывают, что запыленность воздуха под деревьями меньше, чем на открытой площадке: в мае на 20 %, июне на 21,8 %, июле на 34,1 %, августе на 27,7 % и в сентябре на 38,7 %. Очень хорошим пылеуловителем является вяз. Он задерживает пыль в 6 раз интенсивнее, чем гладколистный тополь. Растительность городских парков и скверов площадью 1 га за вегетационный период очищает от пыли 10 - 20 млн. м3 воздуха. Результаты исследований учитывают большую положительную роль зеленых насаждений в борьбе с запыленностью воздуха.
Количественные показатели запыленности воздуха находятся при прочих равных условиях в зависимости от размеров озелененной территории и степени густоты посадок. В воздухе большого парка с густыми насаждениями пыли меньше, чем в воздухе такого же большого парка, но с разреженными посадками.
Насаждения играют существенную роль и в вертикальном проветривании. Вследствие разницы в тепловом режиме озелененных и застроенных территорий воздух над застроенной территорией нагревается сильнее. Этот теплый воздух вытесняется более холодным, поступающим из зеленого массива, что усиливает вертикальные токи воздуха и способствует перемещению газов в верхние слои атмосферы. Чередуя вокруг точек выброса вредных газов насаждения с открытыми участками, можно значительно усилить проветривание территории в вертикальном направлении.
Растительность обладает свойством поглощать газообразные отходы промышленного производства. Многолетние исследования Ростовского научно-исследовательского института Академии коммунального хозяйства, показали, что в воздухе участка, защищенного от промышленного предприятия зеленой полосой "ажурного" типа, оказалось меньше загрязнений, чем на не защищенном участке: сернистого газа на 14%, окиси углерода на 37, фенола на 36 и пыли на 23%. На участке, защищенном плотной зеленой полосой, загрязнений оказалось меньше: сернистого газа на 30%, окиси углерода на 35, фенола на 29 и пыли на 64%.
Днепропетровский университет на основе пятилетних наблюдений установил, что некоторые растения являются не только стойкими к токсичным загрязнениям воздуха, но и способны улавливать из атмосферы (без повреждений растений) значительное количество этих загрязнений. Так, айлант высочайший, белая акация, берест перистоветвистый, бузина красная, тополь канадский, шелковица белая и бирючина обыкновенная улавливают соединения серы, а активными поглотителями фенолов оказались: белая акация, берест перистоветвистый, аморфа кустарниковая, бирючина обыкновенная и сумах.
Многочисленными исследованиями установлено, что сернистый газ повреждает растительность. Так, Р. А. Бабаянц указывает, что на расстоянии 2 - 2,6 км от крупного химического комбината листва липы, лиственницы, ясеня, березы и дуба была сожжена на 75 - 100%, а на расстоянии 2,3 км листья яблони, ивы, жасмина, тополя повреждены на 30 - 75%. На расстоянии 1 - 1,6 км от химического завода другого профиля поверхность листьев смородины, лещины, рябины, липы, яблони, жимолости, ясеня, березы пострадала на 25 - 65%. Поэтому весьма большое значение имеет подбор пород растений, так как не все одинаково реагируют на газы.
Наиболее стойкие к газам деревья и кустарники: клен пенсильванский, древогубец плетевидный, каркас южный, лещина манчжурская, гледичия трехколючковая, крыжовник (все виды), плющ обыкновенный, можжевельник казацкий, луносемянник канадский и даурский, тополь крупнолистный, серый, черный (осокорь), тополь канадский, гранат, айлант высочайший, акация белая, аморфа кустарниковая, берест перистоветвистый, бирючина обыкновенная, шелковица белая.
Нестойкие к газам деревья и кустарники: клен остролистный, каштан конский обыкновенный, барбарис обыкновенный, береза пушистая, акация желтая, ломонос фиолетовый, ясень обыкновенный, ясень манчжурский, облепиха, ель обыкновенная, сосна обыкновенная, вязовик (кожанка), рябина обыкновенная, сирень обыкновенная.
Листья способны выполнять важную санитарно-гигиеническую роль, поглощая токсические газы, накапливая вредные вещества в покровных, а затем и внутренних тканях. Часть токсических веществ оттекает из листа и локализуется в побегах, растущих листьях, плодах, клубнях, луковицах, корнях. Древесная растительность может выполнять эти функции только при условии, что концентрация аэрозолей, особенно в жидкой или газовой фазах, не достигают пределов, губительно действующих на их живые клетки.
Зимой лиственные деревья лишены листьев. Хвойные растения, сохраняющие зелень и зимой, в меньшей степени устойчивы против вредных промышленных выбросов. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к их накоплению в растениях. Некоторые растения могут ограничивать поступление, регулировать аккумуляцию металлов на уровне организма, отдельных его органов, тканей клеток и регулировать передвижение из корней в стебли и листья. Определенная избирательная способность корневого поглощения позволяет растению избегать избыточной аккумуляции металлов. Устойчивые виды древесных растений, как правило, накапливают больше металлов в корнях, чем в надземной части. У травянистых растений в некоторых случаях защитная реакция к избыточному содержанию металлов проявляется в увеличении соотношения между корневой системой и надземной частью, а при оптимизации питания она снова выравнивается. Основными компонентами выбросов металлургических предприятий являются окислы железа. По мере удаления от доменного цеха аккумуляция железа понижается при 250 - 300 м в 1,5 - 2 раза, 1 км - в 3 раза, 3 км - 4 - 5 раз, 7 - 10 км в 7 - 9 раз.
В парках жилых районов концентрация свинца в среднем в 2 раза, а в парке промышленного района в 4 - 8 раз выше, чем в лесопарке в 43 км от города. Концентрация свинца в уличных посадках еще выше - в 8 - 12 раз (в зависимости от вида растений). Среди кустарников больше свинца накапливает древовидная карагана (желтая акация), а из листопадных деревьев - обыкновенная липа и береза. У акации белой содержание металлов от весны к осени повышается в 3,5 раза, у вяза перистоветвистого - в 4 - 5 раз. Канцероген 3, 4 - бензопирен является опасным загрязнителем воздуха - он может из воздуха перейти в почву, а оттуда в растения и пищу человека. Растения с высокой способностью расщеплять 3,4 - бензопирен используют для очистки окружающей среды от канцерогенных полициклических углеводородов. Учитывая, что зеленые насаждения за счет задерживающей и поглощающей способности способствуют оздоровлению окружающей среды, при подборе ассортимента растений для озеленения в техногенных регионах необходимо отдавать предпочтение растениям, обладающим максимальной емкостью поглощения и устойчивым к выбросам данного предприятия в данных природоклиматических условиях. При этом следует иметь в виду, что широкие, плотные массивы гасят ветер, и на территории промышленных предприятий возникает ситуация, способствующая концентрации вредных газов.
Похожие работы
... зеленых насаждений вблизи источников и шума и одновременно защищаемого объекта. Полное и всестороннее использование зеленых насаждений приводит к оздоровлению городской среды. Защитные свойства растений во многом зависят от тех экологических условий, в которых они находятся. В городских условиях оптимальными для роста и развития многих растений являются парки площадью 50-100 га и сады, несколько ...
... при сохранении естественных зеленых массивов в жилых зонах. Человек здесь не оторван от природы: он как бы растворен в ней, поэтому и работает, и отдыхает интереснее продуктивнее. Велика роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько не обходимо для дыхания трёх человек. За один теплый солнечный день гектар леса ...
... . При сильно развитых транспортных потоках скверу целесообразно придавать обтекаемые формы, смягчая закруглениями острые или прямые углы. Места отдыха должны располагаться с учётом эстетического фактора. 2. Роль озеленения в жизни человека. Зеленые насаждения в городе улучшают микроклимат городской территории, создают хорошие условия для отдыха на открытом воздухе, предохраняют от чрезмерного ...
... весьма велико и многосторонне. Важнейшая гигиеническая особенность зеленых насаждений выражается в регулировании теплового и радиационного режимов, в создании микроклимата, обеспечивающего комфортные условия внешней среды. Не меньшее значение зеленых насаждений заключается в том, что они являются мощным фактором защиты населенных мест от пыли, газов, ветра и шума. Кроме того, они благоприятно ...
0 комментариев