Растения в городской среде

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.

3.3ФИТОНЦИДЫ РАСТЕНИЙ

Профессор Б. П. Токин в 1928 г. открыл, что растения вырабатывают особые летучие и нелетучие вещества, называемые фитонцидами, причем фитонциды некоторых растений (из числа изученных) обладают бактерицидными свойствами. Фитонциды одних растений убивают болезнетворные бактерии, других же растений не убивают, а только задерживают развитие микроорганизмов. Исследованиями установлено, что эффективность фитонцидов различных видов растений неодинакова. Так, фитонциды коры пихты убивают бактерии дифтерита; листья тополя убивают дизентерийную палочку. Особенно много фитонцидов выделяют хвойные породы. Один гектар можжевельника выделяет за сутки 30 кг летучих веществ. Много летучих веществ выделяют сосна и ель. В воздухе парков содержится в 200 раз меньше бактерий, чем в воздухе улиц.

Ниже приведены сравнительные данные действия фитонцидов различных растений на один и тот же простейший вид бактерий.

Таблица 13

Однако фитонциды некоторых растений - боярышника кроваво-красного, яблони ягодной, розы коричной, малины обыкновенной, таволги иволистной - не оказали заметного влияния на микроорганизмы. Поэтому при подборе растений для озеленения необходимо учитывать и эффективность фитонцидности различных пород.

Фитонциды дубовой листвы уничтожают возбудителя дизентерии, а фитонциды можжевельника - возбудителей брюшных заболеваний. Сосна крымская, кипарис вечнозеленый, кипарис гималайский задерживают рост туберкулезной палочки. Фитонциды черемухи, рябины, можжевельника используют для борьбы с вредными насекомыми. В сосновом бору, находящемся в хорошем состоянии и благоприятных условиях, произрастания болезнетворных бактерий в 2 раза меньше, чем в лиственном. Туя обладает способностью уменьшить загрязненность воздуха болезнетворнымимикроорганизмами на 67 %. Хвойные породы за сутки способны выделить летучих веществ: 1 га можжевельника - 30 кг, сосны и ели - 20 кг, лиственных пород - 2 - 3 кг. Однако сосновым насаждениям свойственны повышенные радиация и температура воздуха, пониженная влажность, поэтому для отдыха наиболее благоприятными будут территории смешанных хвойно-лиственных насаждений. Большинство растений проявляет максимальную антибактериальную активность летом, когда воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух улиц. При подборе растений для озеленения городов необходимо учитывать их бактерицидные свойства. Насаждения следует размещать с наветренной стороны по отношению к месту пребывания человека. Санитарно-гигиеническая эффективность зеленых насаждений в ряде случаев зависит от метеорологических условий. Известно более 500 видов растений, обладающих в разной степени фитонцидными свойствами. Среди них: акация белая, багульник болотный, барбарис обыкновенный, береза карельская, граб обыкновенный, дуб черешчатый, ель обыкновенная, ива плакучая, каштан конский, кедр сибирский, клен красный, лиственница сибирская, липа мелколистная, можжевельник казацкий, осина, пихта сибирская, платан восточный, райграс пастбищный, сосна обыкновенная, софора японская, тополь серебристый, туя западная, чубушник, черемуха, эвкалипт.

3.4 ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Значительная роль в улучшении состояния воздуха отводится ионам. Ионы бывают легкие и тяжелые. Легкие могут нести отрицательный или положительный заряды, тяжелые - только положительный. При благоприятных условиях развития растения повышают в воздухе и на прилегающей территории число легких отрицательно заряженных ионов - материальных носителей электрических зарядов, характеризующих состояние чистоты воздуха. Умеренно повышенная ионизация воздуха (до 2 - 3 тыс. ионов на 1 см3 ) сказывается положительно на здоровье и самочувствии человека. Растительность влияет на ионизацию воздуха в зависимости от породного состава, полноты, возраста насаждений и некоторых других характеристик. Лучше ионизируют воздух смешанные насаждения. Загрязнение атмосферы и как следствие плохое состояние растительности ведут к увеличению количества вредных для здоровья человека тяжелых ионов. Научными исследованиями установлено, что существенное гигиеническое значение имеет электрическое состояние воздуха. Воздушные ионы, подразделяющиеся на легкие и тяжелые, влияют на самочувствие человека. Причем как те, так и другие бывают с положительным и отрицательным зарядом. Считается, что ионизация воздуха тем лучше в гигиеническом отношении, чем больше содержится в воздухе легких ионов и меньше тяжелых, а также меньше отношение числа отрицательных ионов к числу положительных (так называемый коэффициент униполярности). Соответствующие измерения показали, что в лесу под Киевом легких ионов оказалось от 1020 до 1390 в 1 см3 воздуха при коэффициенте униполярности от 0,93 до 1,08; в Ленинградском ботаническом саду - 701 с коэффициентом 1,08; в жилом благоустроенном районе Киева - 930 с коэффициентом 1,02; в районе одного из ленинградских заводов - 314 с коэффициентом 1,31.

Киевский НИИ градостроительства установил, что легких ионов в 1 см3 воздуха озелененного двора оказалось 499 при коэффициенте униполярности 1,08; озелененного двора - 1014 при коэффициенте 0,93; районного парка - 1178 при коэффициенте 0,9; леса - от 1212 до 1285 при коэффициенте от 0,92 до 1,08.

На содержание легких ионов в воздухе влияет также породный состав насаждений. Причем установлена (в убывающем порядке) следующая эффективность различных пород: сосна обыкновенная, береза карельская, береза японская, береза тополелистная, ива плакучая, рябина обыкновенная, дуб красный, туя западная, ель венгерская, лиственница сибирская, ель обыкновенная, пихта одноцветная, дуб черешчатый, граб, липа мелколистная, клен серебристый, клен красный, тополь черный, пихта сибирская, сирень обыкновенная, акация белая.

Следовательно, породы, занимающие в этом списке первые места, увеличивают количество легких ионов в значительно большей степени, чем породы, помещенные в конце списка.

Приведенные результаты исследований свидетельствуют о том, что и в отношении ионизации воздуха насаждения обладают положительными свойствами.

глава4. ЗНАЧЕНИЕ НАСАЖДЕНИЙ В БОРЬБЕ С ГОРОДСКИМ ШУМОМ

Работа транспортных средств и промышленных предприятий создает в городе шум. Органы слуха человека воспринимают звук при колебаниях от 20 до 20 000 в секунду и особенно хорошо при колебаниях от 500 до 4000. За единицу громкости принимают децибел (дБ) и фон (фон). Существует шкала громкости шума в децибелах с нижним пределом (порог слышимости), равным единице, и верхним пределом, равным 140 дБ (порог болевого ощущения).

По данным НИИ строительной физики, средний уровень звукового давления на улицах Москвыв7 м от оси первой полосы движения составлял, дБ:

на общегородских магистралях

на районных магистралях

на улицах местного движения

Были проведены измерения на конкретных улицах с различной интенсивностью движения, результаты которых даны в табл. 14.

Таблица 14

Человек может переносить без особых последствий в течение продолжительного времени шум, равный 20 - 25 дБ. Из приведенных выше данных видно, что уровень шума в городах значительно превышает этот показатель. Громкий длительный шум сказывается на центральной нервной системе и психике человека. Появляются признаки переутомления и даже истощения нервной системы, явления нервозности и раздражения. Под влиянием шума учащаются пульс и дыхание, повышается давление, снижается производительность труда. Ученые утверждают, что шум в больших городах сокращает жизнь человека на 8 - 12 лет. Шум отрицательно влияет на организм человека: является причиной частичной или полной глухоты, вызывает сердечно-сосудистые и психические заболевания, нарушает обмен веществ. Критические величины звукового давления и максимально допустимое время его воздействия на человека: уровень шума 85 дБ человек может выдержать (без последствий) в течение 8 ч, 91 дБ - 4 ч, 97 дБ - 2 ч, 103 дБ - 1 ч, 121 дБ - 7 мин. При уровне шума 40 - 45 дБ нарушается сон у 10 - 20 % населения, при 50 дБ - у 50 %, а при 75 дБ - у 95 % населения.