Многие растения увеличивают концентрацию смертельного озона в городах
Мы привыкли считать, что посадка деревьев делает города чище и здоровее. Но во время аномальной жары городские растения на самом деле повышают уровень загрязнения воздуха. Оказалось, что до 60% приземного озона образуется из химических веществ, которые выделяют растения. Эти сенсационные данные были опубликованы 17 мая в Environmental Science & Technology.
Данные результаты, безусловно, не означают, что все программы, ориентированные на посадку деревьев в городах должны остановиться, так как всем известна польза городских насаждений. Они усваивают углекислый газ и задерживают пыль, уменьшают шум, выделяют кислород, увлажняют атмосферу, очищают ее от болезнетворных микроорганизмов, выделяя биологически активные вещества (фитонциды). Но в условиях аномальной жары растения могут выбрасывать вредные химические вещества. Некоторые из них, такие как изопрен, монотерпены и сесквитерпены могут вступать в реакцию с антропогенными оксидами азота, образуя опасный приземный озон.
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) — ненасыщенный углеводород, принадлежащий к диеновому ряду, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Является мономером натурального каучука, остаток его молекулы входит во множество других природных соединений — изопреноидов, терпеноидов и т.д.
Монотерпены — природные углеводороды, образованные сочетанием двух изопреновых фрагментов и, соответственно, общей формулой C10H16. Монотерпены встречаются в очень многих эфирных маслах, например: камфен в масле можжевельника, петигрейн в масле сосны и др.; дипентен в масле бергамота, кориандра, сладкого укропа, лимона и др.; лимонен в масле бергамота, тмина, моркови, сладкого укропа, лимона, нероли, апельсина и др.; пинен в масле кориандра, кипариса, эвкалипта, сладкого укропа, сосны, розмарина и др.; сильвестрен в масле кипариса, сосны и во многих других древесных маслах.
Сесквитерпе́ны (полуторатерпены) — обширная группа органических соединений класса терпенов, в состав которой входят углеводороды от С15Н24 до С15Н32, а также их кислородные производные (спирты, альдегиды, кетоны). Наиболее широко распространены в растениях из семейств Магнолиевых, Рутовых (в число которых входят Цитрусовые), Кизиловых и Астровых (к которым относятся одуванчик, лопух и подсолнечник).
В новом опубликованном исследовании Галина Чуркина из Университета Гумбольдта в Берлине вместе со своими коллегами смоделировали химические концентрации веществ, выбрасываемых растениями в столичном регионе Берлин-Бранденбург. За основу исследователи взяли два лета: лето 2006 года с аномальной жарой и лето 2014 года с типичными для региона температурами. При нормальных суточных максимальных летних температурах (примерно 25 °C в среднем) химические выбросы растений способствовали образованию от 6 до 20% озона. При пиковых температурах во время аномальной жары, когда температура возросла до более чем 30 °C, выбросы растений привели к образованию 60% приземного озона.
Решение данной проблемы Галина Чуркина видит не в закрытии программ по посадке деревьев, а в уменьшении выбросов выхлопных газов, основного источника оксидов азота (при участии которых и образуется приземный озон) в городской среде.
ИА REGNUM неоднократно публиковали материалы о проблеме нарастания опасности приземного озона и таинственном игнорировании «самого опасного загрязнителя атмосферы» российской властью на фоне наличия соответствующих государственных программ в большинстве стран мира от США до Бангладеш (см., например, статьи «Озоновая дыра в системе национальной безопасности России» и «Приземный озон в России: чем он опасен»).
Хорошо известно, что молекулярный озон является очень активным химическим окислителем, который пагубно действует на живые организмы и растительность, способствует разрушению и деградации материалов. Согласно таблице классификации веществ по степени опасности, озон относится к веществам высшего первого класса опасности — «Чрезвычайно опасные вещества». Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отнесла озон к веществам безпорогового действия. В соответствии с Гигиеническими нормативами ГН
В Европейских странах и США, где проблеме тропосферного озона уделяется большое внимание уже на протяжении последних 40−50 лет, с озоном связывают ежегодную преждевременную смерть десятков тысяч людей (в Европе более 20 тысяч в год). Вклад повышенных концентраций приземного озона в дополнительную глобальную смертность оценивается в 375 тысяч смертей в год, прежде всего, за счет смертности от сердечно сосудистых и респираторных заболеваний.
В связи с наблюдаемыми в последние годы климатическими изменениями потери по вине озона такого же или даже большего масштаба следует ожидать и в России. Так, мощная тепловая волна летом 2010 года привела к образованию высоких концентраций приземного озона на территории нашей страны. В Московском регионе среднечасовые концентрации приземного озона превышали величину 500 мкг/м3 (при таком уровне озона в условиях лабораторного эксперимента 17% крыс умирают в течение одного часа). Повышенную смертность, наблюдавшуюся в этот период в Москве, специалисты связали в первую очередь с комбинированным воздействием на людей высокой температуры, мелких частиц дыма и повышенного содержания угарного газа.
Профилактические меры, которые медики предлагали для снижения заболеваемости и смертности в тот момент, были направлены в основном на борьбу с отравлением угарным газом и оказались малоэффективными. Фактор воздействия приземного озона, уровень которого в этот период превышал все безопасные нормы (среднечасовые максимальные концентрации приземного озона в Московском регионе в этот период превышали значения в 500 мкг/м3), остался незамеченным. Позже, в попытках осмыслить события 2010 года в Москве был даже поставлен эксперимент по исследованию воздействия на здоровье людей длительного пребывания в условиях повышенного содержания угарного газа в воздухе и высокой температуры. Результаты данного эксперимента не позволили объяснить наблюдавшийся рост смертности и заболеваемости, особенно пневмонией, в летнее время. Главная причина такого результата — игнорирование главного фактора повышения заболеваемости и смертности — влияния приземного озона.
Несмотря на все более возрастающую опасность складывающейся ситуации, эти научные факты остаются практически неизвестными в России, причем ни широкой общественности, в том числе и научной, ни специалистам, которые по роду своей деятельности должны сталкиваться с последствиями вредного влияния тропосферного озона (медикам, экологам, растениеводам, санитарным и государственным службам и многим другим).
Таким образом, загрязнение воздуха озоном — существенная опасность для здоровья населения, природы и сельского хозяйства нашей страны. Есть доказательства прямой взаимосвязи между уровнем озона в приземной атмосфере и состоянием здоровья населения, смертностью, состоянием экологических систем и лесов, урожайностью сельскохозяйственных культур.
Россиянам жизненно-необходима не только государственная система контроля содержания вредных веществ в атмосфере в режиме постоянного мониторинга и свободного доступа к этой информации населения, но и государственная система оповещения о выбросах таких веществ в атмосферу. О возможностях отечественной автоматизированной системы мониторинга загрязнения воздуха, разработанной 10 лет назад в России и внедренной на государственном уровне в Казахстане, подробно рассказано в статье «Автоматизированная система мониторинга загрязнения воздуха: 100% готовность».
В то же время понятно, что если ограничиться созданием современной системы мониторинга загрязнения атмосферы, данные которой будут открыты и доступны населению, то ни к чему, кроме волны массовых протестов и судебных исков это не приведет. Автоматизированный мониторинг атмосферы должен стать частью национальной системы защиты от загрязнения воздуха, концепция которой изложена в статье «Потери от грязного воздуха в России превосходят потери от терроризма». Как выясняется, мы не столь беспомощны в борьбе с загрязнениями воздуха, как, видимо, считает правительство.