تساهم الأشجار المحمومة في تلوث الهواء في المناطق الحضرية

يحصل تلوث الهواء في لوس أنجلوس الناجم عن السيارات والنشاط البشري على دفعة من مصانع المدينة، التي ينبعث بعضها مواد كيميائية استجابة لارتفاع درجات الحرارة والجفاف.

“نظرًا لأنه من الصعب التحكم في انبعاثات المصانع، فمن الأهم التحكم في الانبعاثات [human-caused] تقول إيفا بفانرستيل من معهد Forschungszentrum Jülich للأبحاث في ألمانيا.

من أشجار الجاكاراندا المزهرة إلى الأوكالبتوس العطر، تفرز العديد من النباتات فئة من المركبات تسمى التربينويدات. بالنسبة للنباتات، تعمل هذه بمثابة إشارات كيميائية ويمكن أن تكون بمثابة مضادات الأكسدة. ولكن في الغلاف الجوي، تتفاعل هذه المركبات العضوية المتطايرة مع ملوثات أخرى لإنتاج الأوزون الضار والتلوث الجزيئي الذي يسمى PM2.5.

وفي الأماكن التي انخفضت فيها مصادر تلوث الهواء البشرية بفضل المركبات النظيفة وتوليد الطاقة، أصبحت الانبعاثات الصادرة عن النباتات تلعب دوراً أكبر. لكن حجمها غير معروف.

قامت بفانرستيل وزملاؤها بقياس انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في لوس أنجلوس من خلال تحليق طائرة فوق المدينة على مدار عدة أيام في يونيو 2021. واستخدم الباحثون مقياس الطيف الكتلي الموجود على متن الطائرة لتحديد تركيزات أكثر من 400 نوع من المركبات العضوية المتطايرة في الهواء. وقد مكنتهم القياسات المتزامنة ثلاثية الأبعاد لسرعة الرياح من عزل الجزيئات الصاعدة من المدينة عن تلك التي تهب من أماكن أخرى.

ووجد الباحثون أن terpenoids تهيمن على انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في أجزاء كثيرة من المدينة. وكان هذا صحيحًا بشكل خاص في الأماكن التي تحتوي على معظم النباتات، وفي الأيام التي تكون فيها درجات الحرارة أعلى. عندما تجاوزت درجات الحرارة 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت)، سيطرت التربينات على الانبعاثات حتى في وسط المدينة، حيث يوجد عدد أقل من النباتات وعدد أكبر من الناس.

يقول بفانرستيل إن السبب الدقيق وراء انبعاث المزيد من التيربينويدات من النباتات تحت درجات الحرارة الأعلى غير واضح، ولكن يمكن أن يكون ذلك استجابة للحرارة أو الإجهاد المائي. ربما بسبب ارتفاع معدل التبخر، أدت درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى زيادة انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة المرتبطة بالمصادر البشرية – مثل البنزين والطلاء وحتى منتجات العناية الشخصية المعطرة مثل مزيل العرق ورذاذ الشعر.

وقفزت مساهمة منتجات العناية الشخصية هذه على وجه التحديد مع الكثافة السكانية، مما يشير إلى وجود صلة صغيرة ولكن مباشرة بين الضباب الدخاني في المدينة وروتين الجمال لمواطنيها. يقول بفانرستيل: “إنها قابلة للقياس”.

ويشير هذا الارتباط الملحوظ بين الحرارة والانبعاثات أيضًا إلى المسار الذي سيزيد من خلاله تغير المناخ من تلوث الهواء. وفي لوس أنجلوس، وجد الباحثون أن تأثير المركبات العضوية المتطايرة على تكوين الأوزون يمكن أن يتضاعف مع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 3 درجات مئوية المتوقع للمدينة بحلول منتصف القرن. ويمكن أن يزيد التأثير على تلوث PM2.5 بنسبة 40 في المائة.

يقول ماثيو كوغون، من الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي: “إن الحصول على هذه المراقبة المباشرة أمر بالغ الأهمية لبناء النماذج الصحيحة للتنبؤ بما سيحدث مع تلوث الهواء غدًا أو بعد سنوات من الآن”. ويضيف أن ارتفاع الانبعاثات من النباتات يؤكد أيضًا على أهمية إجراء مزيد من التخفيضات في المصادر البشرية لتلوث الهواء التي تتفاعل مع المركبات العضوية المتطايرة، مثل أكاسيد النيتروز الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري.

يقول رويزين كومان من جامعة كولومبيا في نيويورك إن تحديد الأنواع المزروعة في المدن له أيضًا تأثير، وهو اعتبار مهم مع سعي المزيد من المدن إلى تنفيذ برامج تخضير المناطق الحضرية. “إن الغطاء النباتي مهم” ، كما تقول.