Urban trees are an important resource for mitigating the effects of air pollution, one of the major problems facing cities around the world nowaday. Their ability to reduce gaseous and particulate pollutants depends on morphological, eco-physiological traits and other environmental and management factors. However, it is crucial to consider the dual effect of trees on air quality: in addition to reducing pollutants, they also emit biogenic volatile organic compounds (BVOCs). These compounds play an important defense role for tree species but could contribute to the formation of ozone (O3). Due to climate change, BVOC emissions may increase further, promoting higher ozone concentrations in the troposphere. Since policy measures to reduce pollutant emissions include the goal of planting millions of trees in urban areas, it is crucial to investigate these issues in more detail to optimize the provision of ecosystem services in cities. In this paper, two case studies analyzing both the positive influence of trees on air quality and the potential negative effect were examined. The first study quantified the ecosystem service of pollutant sequestration that the urban trees provide to the cities of Milan and Bologna. Tree species with the highest performance in pollutant removal were identified based on their biometric and ecophysiological characteristics. In particular, it was seen that broadleaf trees are more suitable for CO2 sequestration while conifers are more efficient in capturing particulate matter. The second study investigated variation in emission rates of BVOCs and variation in their composition. The study focused on four species (Quercus rubra, Betula pendula, Fagus sylvatica and Carpinus betulus), commonly used in urban areas in Europe, that were subjected to drought and salinity stress in a controlled environment for two weeks. It was found that these two types of abiotic stresses have a significant influence on BVOC emissions with varying effects depending on the tree species and type of stress. In conclusion, the results of these studies could be a useful tool for green designers in future urban planning projects to optimize the selection of tree species best suited to an urban context. As a result, benefits from ecosystem services will be maximized and any negative effects from ecosystem disservices will be minimized.
Gli alberi urbani rappresentano un’importante risorsa per mitigare gli effetti dell’inquinamento atmosferico, uno dei principali problemi che le città di tutto il mondo devono affrontare oggi. La capacità degli alberi di ridurre gli inquinanti gassosi e il particolato dipende dalle loro caratteristiche morfologiche, eco-fisiologiche e da diversi fattori ambientali e gestionali. Tuttavia, è necessario considerare il duplice effetto che gli alberi hanno sulla qualità dell'aria. Infatti, oltre a ridurre gli inquinanti, emettono anche composti organici volatili (Biogenic Volatile Organic Compounds, BVOCs). Questi composti svolgono un importante ruolo di difesa per le specie arboree ma, allo stesso tempo, contribuiscono alla formazione di ozono (O3). A causa dei cambiamenti climatici, le emissioni di BVOC potrebbero aumentare ulteriormente, favorendo una maggiore concentrazione di ozono nella troposfera. Poiché, tra le misure politiche per ridurre le emissioni di inquinanti vi è l’obiettivo di piantare milioni di alberi nelle aree urbane, è fondamentale approfondire questi aspetti per ottimizzare la fornitura dei servizi ecosistemici nelle città. In questo elaborato sono stati presi in esame due casi studio che analizzano sia l’influenza positiva degli alberi sulla qualità dell’aria sia il loro potenziale effetto negativo. Il primo studio ha quantificato il servizio ecosistemico di sequestro degli inquinanti che il patrimonio arboreo offre alle città di Milano e Bologna. Sono state individuate le specie arboree con le prestazioni più elevate nella rimozione degli inquinanti in base alle loro caratteristiche biometriche ed eco-fisiologiche. In particolare, si è visto che le latifoglie sono più adatte al sequestro della CO2 mentre le conifere sono più efficienti nella cattura del particolato. Il secondo studio ha analizzato la variazione dei tassi di emissione di BVOC e la variazione della composizione delle miscele di BVOC stesse. Lo studio si è concentrato su quattro specie arboree (Quercus rubra, Betula pendula, Fagus sylvatica e Carpinus betulus), comunemente utilizzate in ambito urbano in Europa, sottoposte, per due settimane, a stress idrico e salino in ambiente controllato. Dalle analisi condotte è risultato che questi due tipi di stress abiotici hanno una rilevante influenza sulle emissioni di BVOC con effetti variabili a seconda della specie arborea e del tipo di stress. In conclusione, i risultati di questi studi possono rappresentare uno strumento utile per i progettisti del verde nei futuri progetti di pianificazione urbana per la selezione delle specie arboree più adatte al contesto cittadino. Con una corretta selezione verranno massimizzati i benefici derivanti dai servizi ecosistemici e ridotti al minimo i possibili effetti negativi derivanti dai disservizi ecosistemici.
Alberi urbani: mitigazione dell'inquinamento atmosferico ed emissione di BVOC
DE CARLO, ELENA MARIAPIA
2023/2024
Abstract
Gli alberi urbani rappresentano un’importante risorsa per mitigare gli effetti dell’inquinamento atmosferico, uno dei principali problemi che le città di tutto il mondo devono affrontare oggi. La capacità degli alberi di ridurre gli inquinanti gassosi e il particolato dipende dalle loro caratteristiche morfologiche, eco-fisiologiche e da diversi fattori ambientali e gestionali. Tuttavia, è necessario considerare il duplice effetto che gli alberi hanno sulla qualità dell'aria. Infatti, oltre a ridurre gli inquinanti, emettono anche composti organici volatili (Biogenic Volatile Organic Compounds, BVOCs). Questi composti svolgono un importante ruolo di difesa per le specie arboree ma, allo stesso tempo, contribuiscono alla formazione di ozono (O3). A causa dei cambiamenti climatici, le emissioni di BVOC potrebbero aumentare ulteriormente, favorendo una maggiore concentrazione di ozono nella troposfera. Poiché, tra le misure politiche per ridurre le emissioni di inquinanti vi è l’obiettivo di piantare milioni di alberi nelle aree urbane, è fondamentale approfondire questi aspetti per ottimizzare la fornitura dei servizi ecosistemici nelle città. In questo elaborato sono stati presi in esame due casi studio che analizzano sia l’influenza positiva degli alberi sulla qualità dell’aria sia il loro potenziale effetto negativo. Il primo studio ha quantificato il servizio ecosistemico di sequestro degli inquinanti che il patrimonio arboreo offre alle città di Milano e Bologna. Sono state individuate le specie arboree con le prestazioni più elevate nella rimozione degli inquinanti in base alle loro caratteristiche biometriche ed eco-fisiologiche. In particolare, si è visto che le latifoglie sono più adatte al sequestro della CO2 mentre le conifere sono più efficienti nella cattura del particolato. Il secondo studio ha analizzato la variazione dei tassi di emissione di BVOC e la variazione della composizione delle miscele di BVOC stesse. Lo studio si è concentrato su quattro specie arboree (Quercus rubra, Betula pendula, Fagus sylvatica e Carpinus betulus), comunemente utilizzate in ambito urbano in Europa, sottoposte, per due settimane, a stress idrico e salino in ambiente controllato. Dalle analisi condotte è risultato che questi due tipi di stress abiotici hanno una rilevante influenza sulle emissioni di BVOC con effetti variabili a seconda della specie arborea e del tipo di stress. In conclusione, i risultati di questi studi possono rappresentare uno strumento utile per i progettisti del verde nei futuri progetti di pianificazione urbana per la selezione delle specie arboree più adatte al contesto cittadino. Con una corretta selezione verranno massimizzati i benefici derivanti dai servizi ecosistemici e ridotti al minimo i possibili effetti negativi derivanti dai disservizi ecosistemici.| File | Dimensione | Formato | |
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