Przejdź do głównej zawartości

Miejska dżungla - hit czy kit? | Urban jungle - yay or nay?


Z różnych stron docierają do nas informacje o zanieczyszczeniu powietrza, szczególnie w miastach. Szukamy więc sposobów na zapobieganie temu problemowi. Pomysły są różne – czasem trafione, czasem nie. A czasem włos mi się na głowie jeży i sięgam do fachowej literatury w obawie o luki w mojej pamięci, kiedy czytam lub słyszę bezrefleksyjnie powtarzane hasła typu „sadźmy drzewa – one produkują tlen” (w domyśle: tlenu jest za mało) albo „te rośliny oczyszczają powietrze” (pokłosie raportu z badań NASA z roku 1986). Od czasu do czasu napotykam też inne biologiczne „kwiatki”.   
I tak sobie pomyślałam, że niektórym osobom, nawet z branży ogrodniczej, przydałaby się po prostu powtórka z biologii i zastrzyk nowszej wiedzy popartej badaniami naukowymi. Na taką powtórkę z zastrzykiem dziś zapraszam :)

Dlaczego rośliny produkują tlen?
Pokarmem roślin są dwutlenek węgla i woda. Wykorzystując energię słoneczną rośliny przekształcają te dwa związki w cukier i tlen. Mówimy tu oczywiście o procesie fotosyntezy. Kusi aby powiedzieć, że tlen jest jej produktem ubocznym, ale nie do końca tak jest, o czym się zaraz przekonacie.
Trzeba też od razu zaznaczyć, że taki sposób odżywiania występuje również u niektórych protistów (pamiętacie euglenę?), archeonów i bakterii. W większości są to organizmy jednokomórkowe.

Jak rośliny pobierają dwutlenek węgla?
Dostaje się on do wnętrza roślin z powietrza poprzez otwory naturalnie występujące w roślinach, które nazywamy aparatami szparkowymi. To zjawisko nazywamy wymianą gazową.
W powietrzu jest obecnie około 0,04% dwutlenku węgla, a procent ten rośnie z roku na rok. To zjawisko niepokoi ludzi. Z resztą słusznie, bo abstrahując od zmian środowiskowych, wg WHO dla komfortu i higieny człowieka stężenie CO2 nie powinno przekraczać 0,1%. Ale wyobraźcie sobie, że dla fotosyntezy takie stężenie nie jest wcale optymalne. Jeśli zwiększylibyśmy zawartość dwutlenku węgla do 0,15%, intensywność fotosyntezy wzrosłaby trzykrotnie.

Ile tlenu tak naprawdę produkują rośliny, a ile zużywają?
Rośliny oddychają. Nie chodzi tu o proces typu wdech-wydech (czyli wspomnianą wymianę gazową, występującą zarówno u roślin jak i zwierząt), ale o proces chemiczny, który jest… odwrotnością fotosyntezy. Serio. Rośliny zużywają tlen podczas oddychania, a oddychają cały czas. Czyli: rośliny produkują tlen w ciągu dnia, a dwutlenek węgla – i w dzień, i w nocy.
Podczas oddychania cukier i tlen są przekształcane w wodę i dwutlenek węgla. Ale nie cały tlen i nie cały cukier są zużywane na oddychanie. Rośliny przeznaczają na oddychanie około 30% cukru i około 5-10% tlenu wytworzonych podczas fotosyntezy. Zatem ci, którzy wierzyli, że nie można ustawiać zbyt wielu roślin w sypialni, bo te zabiorą nam w nocy tlen i nas uduszą, od dzisiaj mogą spać spokojnie. ;)

Skąd się bierze tlen w powietrzu którym oddychamy?
Rośliny produkują więcej tlenu niż potrzebują i dzięki temu mamy czym oddychać. Tak, ale... Rzeczywiście rośliny produkują tlen w nadmiarze, ale nie tylko rośliny. Wspominałam na początku, że do fotosyntezy zdolne są także organizmy o mniej skomplikowanej budowie. Wśród nich znajdują się mikroorganizmy żyjące w wodzie (fitoplankton). I okazuje się, że to one w równym stopniu produkują tlen – według różnych szacunków 50 - 85% tlenu na Ziemi jest produkowane przez fitoplankton.
Niemniej jednak to roślinom lądowym zawdzięczamy obecny skład atmosfery, a konkretnie stosunek tlenu do dwutlenku węgla. Zanim na Ziemi pojawiły się rośliny lądowe, fotosyntezę prowadziły organizmy żyjące w wodzie, a stężenie dwutlenku węgla w powietrzu było ponad rząd wielkości większe niż obecnie.
A czy grozi nam niedobór tlenu? Nie. Ilość tlenu w atmosferze (niecałe 21%) się nie zmienia. Tlen zużyty przez wszystkie zwierzęta, bakterie i procesy oddychania jest uzupełniany przez tlen uwalniany przez rośliny lądowe i organizmy wodne podczas fotosyntezy. Co więcej, nasza atmosfera ma tak ogromny zapas tlenu, że nawet gdyby wszystkie zapasy paliw kopalnych, wszystkie drzewa i cała materia organiczna w glebach zostały spalone, zawartość tlenu w atmosferze spadłby tylko o kilka procent [1].

Czy ilość tlenu produkowanego przez miejskie rośliny ma jakieś znaczenie?
Miejska roślinność, w szczególności drzewa, daje wiele korzyści które mogą poprawić jakość środowiska i zdrowie ludzi na obszarach miejskich i podmiejskich. Ogólnie rzecz biorąc, rośliny w przestrzeni miejskiej poprawiają jakość powietrza, ograniczają zużycie energii w budynkach, obniżają temperaturę powietrza, redukują promieniowanie ultrafioletowe oraz dają wiele innych korzyści środowiskowych i społecznych.
Chociaż wytwarzanie tlenu jest często wymieniane jako znacząca korzyść z sadzenia drzew w mieście, ilość tlenu produkowanego przez miejskie drzewa nie ma znaczenia biorąc pod uwagę wydajność tego procesu i dużą zawartość tlenu w atmosferze. Według badań przeprowadzonych na miejskich lasach w USA [1], średnio 1 hektar powierzchni miasta porośnięty drzewami zaspokaja zapotrzebowanie na tlen 19 osób. Przełóżmy te dane na Warszawę, której powierzchnia wynosi 51 724 hektary, a liczba ludności - około 1 758 143. Zakładając, że wszystkie tereny zielone (nie tylko lasy ale też parki, klomby, zieleńce, osiedlowe skwerki, w sumie około 10 000 ha) byłyby porośnięte drzewami, tlenu produkowanego przez te drzewa wystarczyłoby tylko dla około 190 000 osób.
Co innego jeśli mówimy o wychwytywaniu dwutlenku węgla przez rośliny miejskie – tutaj ich rola jest istotna. Ilość produkowanego tlenu i dwutlenku węgla wychwytywanego przez rośliny zależy między innymi od gatunku i masy rośliny. Tutaj możecie doczytać jak wykonuje się takie obliczenia, ale w uproszczeniu chodzi o to, że im większa jest masa rośliny, tym więcej roślina wychwytuje dwutlenku węgla z atmosfery, więc najlepsze w tym są starsze, duże drzewa [2].

Co wynika z badań NASA?
W ubiegłym roku znów stały się popularne rośliny oczyszczające powietrze. Różne portale internetowe publikowały listy gatunków roślin które według badań NASA (wyniki opublikowane w 1989 roku) oczyszczają powietrze. Czasem nawet nie wiadomo z czego konkretnie, ale oczyszczają! No cóż, mówiąc bardzo oględnie, te badania i ich wyniki są źle interpretowane.
Po pierwsze, badania NASA miały doprowadzić do opracowania dobrego sposobu oczyszczania powietrza w zamkniętych pomieszczeniach, takich jak stacje kosmiczne czy kosmiczne habitaty, z lotnych substancji toksycznych emitowanych przez elementy wyposażenia wnętrz, takich jak benzen, trichloroetylen i formaldehyd. Dlatego w badaniach wykorzystano popularne rośliny pokojowe o niewielkich wymaganiach [3] - szczególnie pod kątem światła, m.in. skrzydłokwiat, sansewierię, nefrolepis (paproć) i bluszcz. Badania prowadzono przez lata, a rośliny bardzo różniły się pod względem zdolności oczyszczania powietrza z różnych toksyn. Ponadto w poszczególnych eksperymentach wykorzystywano różne zestawy roślin i różne zestawy związków.
Tymczasem na cudownych internetowych infografikach i newsach opatrzonych hasłami typu „te rośliny oczyszczają powietrze!” przedstawiane są wszystkie rośliny wykorzystane w badaniach „jak leci”. Nieważne, że chodzi tylko o kilka bardzo konkretnych związków chemicznych, nieważne, że z różną wydajnością… Czasem jest dodana informacja która roślina jaki związek „wychwytuje”. Wtedy najlepsze w oczyszczaniu okazują się skrzydłokwiat i chryzantema, ale zaraz się przekonacie, że to wszystko na nic.
Bo po drugie, badaniach NASA skutecznie oczyszczało powietrze, urządzenie jakie widzicie na zdjęciu obok [4]. Był to właściwie system filtrujący powietrze, który i owszem składał się z rośliny, ale posadzonej do doniczki skonstruowanej w taki sposób, aby wymusić przepływ powietrza przez podłoże w niej zawarte (pod doniczką znajdował się wentylator). Ostatecznie okazało się, że to nie rośliny, ale mikroorganizmy bytujące w pobliżu ich korzeni wychwytywały i neutralizowały zanieczyszczenia. NASA zidentyfikowała te mikroorganizmy i odkryła, że każdemu gatunkowi rośliny towarzyszył trochę inny zestaw mikroorganizmów. Dlatego na przykład system oczyszczania powietrza oparty o skrzydłokwiat lepiej oczyszczał powietrze z trichloroetylenu niż system z sansewierią.
Warto wiedzieć, że bez wymuszonego przepływu powietrza przez strefę korzeniową, mikroorganizmy glebowe również mogą oczyszczać powietrze z toksyn, ale jest to proces 200 razy mniej wydajny niż przy użyciu systemu filtrującego [5]. Ktoś powie, że przecież niektóre rośliny mogą wychwytywać benzen  poprzez liście. OK. Natomiast NASA wyraźnie podkreśla, że badania dotyczą jedynie powietrza w zamkniętych pomieszczeniach. Pomiary wydajności oczyszczania były wykonywane w szczelnie zamkniętych komorach, więc nie można ich przekładać wprost na sytuację na zewnątrz budynku.
Zatem ostatecznie okazuje się, że aby oczyścić pomieszczenie z toksyn wydzielanych przez meble i inne sprzęty wystarczy… otworzyć okno. No chyba że mieszkamy na Księżycu.
No i po trzecie, jeśli już jakąś listą warto się posługiwać, to tą najbardziej aktualną, a nie z 1989 roku. Wolverton kontynuował i poszerzył swoje badania. Podsumował je w książce wydanej w 1997 roku. Biorąc pod uwagę cztery kryteria: 1) wydajność oczyszczania z lotnych substancji 2) łatwość uprawy 3) odporność na szkodniki i 4) wydajność nawilżania powietrza, Wolverton stworzył następujący ranking [6]:
1. Chrysalidocarpus lutescens (syn. Dypsis lutescens)
2. rapis wyniosły (Rhapis excelsa)
3. Chamaedorea erumpens (chamedora)
4. figowiec sprężysty (Ficus elastica)
5. dracena wonna (Dracaena deremensis) odmiany ‘Janet Craig’
6. bluszcz pospolity (Hedera helix)
7. daktylowiec niski (Phoenix roebelenii)
8. figowiec Ficus maclellandii  odmiany ‘Alii’
9. nefrolepis wyniosły (Nephrolepis exaltata) odmiany ‘Bostoniensis’
10. skrzydłokwiat Wallisa (Spathiphyllum wallisii)
Przy czym Wolverton zwrócił uwagę, że jeśli budynek ma wydajną wentylację, rola tych roślin sprowadza się tylko do funkcji ozdobnych.

Czy zatem warto uprawiać rośliny pokojowe w zwykłych doniczkach?
Tak. Sama obecność roślin w pomieszczeniach wpływa na nas pozytywnie: redukuje stres, poprawia nastrój i zdolności poznawcze [7]. Woda parująca z roślin może też nawilżać powietrze w pomieszczeniu, które często jest dla nas za suche [8]. Liczne badania wskazują, że obecność jakichkolwiek roślin w pomieszczeniach biurowych ma pozytywny wpływ na pracowników – osoby pracujące wśród roślin są bardziej zadowolone z pracy, bardziej wydajnie i mniej się denerwują. Więc trend urban jungle jak najbardziej ma sens. Trzeba jednak wiedzieć, że różne rośliny mogą wywierać różny wpływ na człowieka, a najlepsze warunki do pracy stworzymy sobie wybierając rośliny zielone (tzn. ozdobne głównie z  zielonych liści, więc poinsecja nie będzie dobrym wyborem), o niezbyt intensywnym zapachu (mięta jeszcze tak, ale pelargonia już raczej nie) i niewielkich rozmiarów (ups, chyba monstera odpada…) [9].
Pozytywny efekt na nasze samopoczucie ma także zajmowanie się roślinami. Czynność taka jak przesadzanie roślin do nowej doniczki może wpływać pozytywnie na nasz układ nerwowy (redukować napięcie) i krwionośny (obniżyć ciśnienie krwi) czyli po prostu nas zrelaksować [10].

Podsumowując
Drzewa i inne rośliny w mieście mają mnóstwo zalet, ale produkcja tlenu nie jest tą główną. Wręcz przeciwnie – tlen produkowany przez rośliny miejskie ma znikome znaczenie.
Warto otaczać się roślinami w mieszkaniu i w biurze, bo to wpływa pozytywnie na nasz nastrój i zdrowie. Ale te rośliny nie oczyszczą nam w cudowny sposób powietrza z ewentualnych toksyn. Natomiast aby oczyścić powietrze z toksyn, wystarczy otworzyć okno.

Chcecie więcej?
Zdaję sobie sprawę, że nie poruszyłam tutaj wszystkich tematów związanych z fotosyntezą i oddychaniem, obiegiem tlenu i dwutlenku węgla. Nie wspomniałam o pyłach, smogu, fitoremediacji… Bo miałam wrażenie że rozprawienie się z dwoma dużymi mitami i paroma mniejszymi w jednym artykule to i tak dużo – i dla Was i dla mnie ;)
Ale jeśli chcielibyście dowiedzieć się czegoś więcej na temat oczyszczania środowiska przez rośliny – piszcie w komentarzach co konkretnie Was interesuje – który wątek rozszerzyć? Który temat rozwinąć? Może chcielibyście abym rozwinęła temat pozytywnego wpływu roślinności w mieście? Albo wykorzystania roślin do oczyszczania środowiska? Piszcie śmiało.
No i udostępniajcie proszę ten artykuł, bo myślę że warto aby jak najwięcej osób dowiedziało się jak to jest z tymi roślinami oczyszczającymi powietrze i produkcją tlenu!

Wasza dotleniona i zrelaksowana dr Gałązka ;)

Źródła:[1] Za: David J. Nowak, Robert Hoehn, and Daniel E. Crane 2007: Oxygen Production by Urban Trees in the United States, Arboriculture & Urban Forestry 33(3):220–226   [2] McPherson, E. Gregory; Nowak, David J.; Rowntree, Rowan A. eds. 1994. Chicago's urban forest ecosystem: results of the Chicago Urban Forest Climate Project. Gen. Tech. Rep. NE-186. Radnor, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeastern Forest Experiment Station: 201 p.  [3] A Study of Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement: http://hdl.handle.net/2060/19930072988  [4] Interior Landscape Plants for Indoor Air Pollution Abatement: http://hdl.handle.net/2060/19930073077   [5] http://hdl.handle.net/2060/20080003913
[6] L. Claudio 2011: Planting Healthier Indoor Air, Environmental Health Perspectives 119, 10, pp A426-A427  [7] Lee, M., Lee, J., Park, B.-J., & Miyazaki, Y. (2015). Interaction with indoor plants may reduce psychological and physiological stress by suppressing autonomic nervous system activity in young adults: a randomized crossover study. Journal of Physiological Anthropology, 34(1), 21.   [8] Eric W. Kerschen1,3, Caleb Garten1,4, Kimberly A. Williams, and Melanie M. Derby 2016: Evapotranspiration from Spider and Jade Plants Can Improve Relative Humidity in an Interior Environment. HortTech December 26(6)  [9] Qin, Jun & Sun, Chanjuan & Zhou, Xin & Leng, Hanbing & Lian, Zhiwei. (2013). The effect of indoor plants on human comfort. Indoor and Built Environment. 23. 709-723.  [10] Lee, M., Lee, J., Park, B.-J., & Miyazaki, Y. (2015). Interaction with indoor plants may reduce psychological and physiological stress by suppressing autonomic nervous system activity in young adults: a randomized crossover study. Journal of Physiological Anthropology, 34(1), 21.
oraz
P. Hoser 1998: Fizjologia organizmów z elementami anatomii człowieka: podręcznik dla klasy trzeciej liceum ogólnokształcącego o profilu biologiczno-chemicznym, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne
New evidence for enhanced ocean primary production triggered by tropical cyclone I. Lin, W. Timothy Liu, Chun-Chieh Wu, George T. F. Wong, Zhiqiang Che, Wen-Der Liang, Yih Yang and Kon-Kee Liu. Geophysical Research Letters Volume 30, Issue 13, July 2003.
Abir U. Igamberdiev , Peter J. Lea 2006: Land plants equilibrate O2 and CO2 concentrations in the atmosphere Photosynthesis Research 2006 Feb;87(2):177-94. Epub 2006 Jan 17
Glider, W.V. and P. Thew. 2013. Measurement of Rates of Aerobic Respiration and Photosynthesis in Terrestrial Plant Leaves Using Oxygen Sensors and Data Loggers. Pages 166-186, in Tested Studies for Laboratory Teaching, Volume 34 (K. McMahon, Editor). Proceedings of the 34th Conference of the Association for Biology Laboratory Education (ABLE), 499 pages.
David J. Nowak, Robert Hoehn, and Daniel E. Crane 2007: Oxygen Production by Urban Trees in the United States, Arboriculture & Urban Forestry 33(3):220–226

Komentarze

  1. Dobry artykuł! Ja bym chętnie poczytała o tym, co kiedy otwarcie okna tylko pogorszy sprawę - czyli o smogu

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. O, smog to jest duży temat. Tutaj skupiłam się tylko na substancjach z badań NASA (powietrze "pokojowe") i na dwutlenku węgla (powietrze w mieście). Ale racja - myślę że na tym się skupię następnym razem, czyli na kwestii poprawiania jakości powietrza przez rośliny. To się nazywa filtrowaniem ale to jest bardzo duże uproszczenie.

      Usuń
  2. Hej, ja mam pytanie. W centrum mojego miasta okrytego smogiem znajduje lokal. Jest on połozony w przejściu podziemnym. Nie ma tam okien, więc nie możena za bardzo go wywietrzyć, jednak projektant wnętrza zadbał ponoć o ściany z porostem - chrobotkiem, który rzekomo ma filtrować/oczyszczać (?) powietrze w lokalu. Jest tych żywych ścian naprawdę dużo, więc zastanawiam się, czy to naprawdę działa?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Ja bym tu miała serię pytań:
      1. Czy ten chrobotek na pewno jest żywy?
      2. Co konkretnie ma wychwytywać chrobotek z powietrza?
      3. Czy lokal nie ma żadnej wentylacji? (wątpię ale wszystko jest możliwe)
      4. Czy wobec braku okna nie wystarczy otworzyć drzwi? :)
      Ale swoją drogą postaram się sprawdzić czy to ma szansę działać :)

      Usuń
  3. Asiu, nareszcie ktoś rozwiał trochę te bzdury :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dzięki Aniu :) Wyobraź sobie że parę osób pisało do mnie prywatnie i dziękowało za artykuł!

      Usuń
    2. Zupełnie mnie to nie dziwi. Jak słyszałam / czytałam kolejny raz stek bzdur o roślinach NASA tudzież o tym, że mnie rośliny w nocy uduszą, to aż mi zęby zgrzytały ;)

      Usuń
    3. haha :) mnie też to coraz mocniej irytowało! A teraz mam nareszcie pod ręką zbiór argumentów do wykorzystania przeciwko takim delikwentom ;)

      Usuń

Prześlij komentarz

Popularne posty z tego bloga

ogórek meksykański - z czym to się je? [OGRÓD SMAKOSZA] | mexican gherkin in [FOODIE'S GARDEN]

W ramach cyklu o warzywach dyniowatych dzisiaj będzie o ogórku meksykańskim, znanym też w Polsce jako mysi melon, mini arbuz i cucamelon. Angielskie nazwy z jakimi możecie się spotkać to: mouse melon, Mexican sour gherkin, cucamelon, Mexican miniature watermelon, Mexican sour cucumber. Angielskie nazwy dosyć dobrze oddają czym właściwie jest ogórek meksykański i jak smakuje. W Meksyku, skąd pochodzi, nazywany jest małym arbuzem (sandita) i to jest chyba najlepsze określenie. Nazwa łacińska tej rośliny to Melothria scabra, więc jak widać jest to zupełnie inny gatunek niż nasz swojski ogórek (Cucumis sativus). Pod względem pokroju, liści i pędów przypomina ogórka, ale jego owoce są małe (2-3 cm długości), z rysunkiem jak u arbuza. Co prawda po przekrojeniu owocu (zdjęcie powyżej) znowu nasuwa się podobieństwo do ogórka, natomiast w smaku przypomina on bardziej arbuza skropionego sokiem z limonki. Owoce mają dosyć twardą skórkę (ale obieranie ich nie ma sensu), są chrupiące i dosyć kwaś…

dlaczego ogórki są gorzkie? | why do cucumbers are bitter?

Gorzkie ogórki? Nie szkodzi! Zaraz dowiecie się dlaczego, ale najpierw wyjaśnijmy dlaczego ogórki bywają gorzkie.

Gorycz jest naturalną cechą owoców ogórka spowodowaną obecnością kukurbitacyn i jest ona trudna do wyeliminowania. Zwykle owoce ogórka dostępne na polskim rynku nie są gorzkie, o ile rośliny były uprawiane w optymalnych warunkach. Potencjalnie u wielu odmian kukurbitacyny mogą się pojawić w owocach np. z powodu niedostępności wody, zmiennych warunków uprawy, niedoboru azotu i zbyt dużej różnicy pomiędzy temperaturą w dzień i w nocy. Warto więc kupować owoce ze sprawdzonego źródła.

Najwięcej goryczy jest przy szypułce, więc można ją ograniczyć obierając owoce od jaśniejszego końca w stronę szypułki (próbowałam - zwykle niewiele to daje).

A teraz dobra wiadomość - gorzkie ogórki można kisić. Po ukiszeniu ogórki przestają być gorzkie. Właściwie powinnam napisać, że ogórki pozbawione goryczy źle się kiszą i gorycz w ogórkach jest potrzebna, jeżeli chcemy je kisić :) To dlatego…

jak uprawiać ziemniaki w doniczkach? | how to grow potato in the pot?

Wiecie że można uprawiać ziemniaki w doniczkach na balkonie? Są nawet specjalnie do tego przystosowane podwójne doniczki z "okienkiem" takie jak ta. Ale ziemniaki można uprawiać także w doniczkach czy pojemnikach (plastikowych, drewnianych) a także w workach.
Aby zebrać więcej bulw można ziemniaka trochę "oszukać": jeśli w miarę wzrostu roślin będziemy je obsypywać ziemią, to na całej podziemnej części będą powstawały bulwy. Im wyższe rośliny, tym więcej ziemniaków na obiad :)