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Bologna
http://www.bo.ibimet.cnr.it
La funzione del verde urbano nel
miglioramento della qualità dell’aria
RITA
BARALDI
Il futuro del verde urbano nella città
sostenibile
Carpi, 18 Novembre 2011
IBIMET: RICERCA AMBIENTALE Analisi fisiologica-­‐
biochimica Ecofisiologia Analisi stru4urale Fisica dell’atmosfera Micrometeorologia-­‐
Meteorologia EFFETTI DEL VERDE SULLA QUALITÀ
DELL’ARIA
Assorbimento
CO2
e
Rimozion
i
inquinant
atmosferico
Riduzione
dell’isola di
calore
Emissione di
Composti
Organici Volatili
VOC
Temperatura del
tardo pomeriggio
Rurale
Commerciale
Residenziale
sub-urbano
Residenziale
Residenziale
sub-urbano
urbano
Rurale
Parco
Città-centro
coltivato
POF:
Potenziale di
formazione dell’ozono
La concentrazione della CO2 atmosferica è aumentata del 30% dall’inizio della
rivoluzione industriale e sta ancora aumentando
CO2
1960
2003
2010
La capacità di assorbire CO2 varia in
funzione della luce, temperatura,
superficie totale fogliare della pianta,
tassi di crescita
Sequestro di CO2
Alto
Basso
Salix fragilis (salice)
Salix caprea
Larix deciduous
(larice)
Malus domestica
Chamaeciparis
lowsoniana
(cipresso)
Tilia europea
Sambucus niger
Alnus incana
Populus (pioppi)
Alnus cordata
Betula pendula
(betulla)
Quercus rubra
Ulmus campestris
Acer pseudoplatanis
(olmo)
Acer platanoides
Quercus robur
Pinus sylvestris
Acer campestris
Salix alba
Fraxinus
Prunus laurocerasus Alnus glutinosa
Prunus avium
Corynus avellana
(nocciolo)
Rex acquifolium
(agrifoglio)
Quercus petrea
http://www.es.lancs.ac.uk/cnhgroup/iso-emissions.pdf
•! Certamente specie a crescita rapida, quali il pioppo,
massimizzerebbero la rimozione di CO2 ma solo nel
periodo in cui le foglie sono presenti
La scelta di conifere consentirebbe una rimozione continua,
anche se minore di CO2
•! Piante come il cerro,
l’ulivo
o il frassino
potrebbero non essere vantaggiose per la rimozione di CO2, in quanto la
crescita delle foglie e della massa legnosa è in queste specie assai modesta
e lenta.
EFFETTI DEL VERDE SULLA QUALITÀ
DELL’ARIA
Assorbimento
CO2
e
Rimozion
i
inquinant
atmosferico
Riduzione
dell’isola di
calore
Emissione di
Composti
Organici Volatili
VOC
Temperatura del
tardo pomeriggio
Rurale
Commerciale
Residenziale
sub-urbano
Residenziale
Residenziale
sub-urbano
urbano
Rurale
Parco
Città-centro
coltivato
POF:
Potenziale di
formazione dell’ozono
INQUINAMENTO URBANO
Inquinanti gassosi
Particolato
Gli alberi influiscono sulla qualità dell’aria in 2 modi
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!A;E?;E0'DCB6C?CD!'
Le piante hanno un “fegato verde” capace
di inattivare i contaminanti organici
!! Direttamente: effettiva rimozione
del particolato e degli inquinanti
gassosi attraverso le foglie per
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D=C:;'
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Assorbimento
Metabolismo
Sequestro
!! Indirettamente: semplicemente agendo come
entità fisica (ostacolo) modificano la velocità
del vento e la turbolenza influendo quindi sulla
concentrazione locale degli inquinanti
atmosferici
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EFFETTI DEL VERDE SULLA QUALITÀ
DELL’ARIA
Assorbimento
CO2
e
Rimozion
i
inquinant
atmosferico
Riduzione
dell’isola di
calore
Emissione di
Composti
Organici Volatili
VOC
Temperatura del
tardo pomeriggio
Rurale
Commerciale
Residenziale
sub-urbano
Residenziale
Residenziale
sub-urbano
urbano
Rurale
Parco
Città-centro
coltivato
POF:
Potenziale di
formazione dell’ozono
!-pinene
!-pinene
Le piante producono e rilasciano nell’aria
sostanze organiche volatili (VOC)
limonene
Le sostanze odorose vengono percepite
dall’uomo….
!-pinene
!-pinene
limonene
……..ed anche dagli insetti
VOC come MESSAGGERI CHIMICI
… ATTRATTIVO
percepito dagli
INSETTI
IMPOLLINATORI…
…ma anche repellente e
deterrente per INSETTI che
sono DANNOSI alle stesse
piante
Perché i VOC sono importanti per l’ambiente?
I VOC modificano le proprietà chimiche e fisiche dell’atmosfera
Nell’atmosfera i BVOC svolgono una duplice azione in funzione della
presenza o meno di inquinanti antropogenici.
Ambiente naturale
VOC
NOx = NO + NO2
Ossidazione
dei VOC
-O3
Quando gli NOx sono assenti i BVOC “puliscono” l’atmosfera
dall’ozono
Cosa succede in città?
NOx = NO + NO
2
In presenza di alte
concentrazioni di NOx i
VOC iniziano delle reazioni
che portano all’ aumento
dell’ozono troposferico
+O3
VOCs
INDICE POF: POTENZIALE DI FORMAZIONE DELL’OZONO
POF: B*[(Eiso*Riso) + (Emono*Rmono)]
B=BIOMASSA FOGLIARE
E=TASSO DI EMISSIONE
Tratto da: “Le piante e l’inquinamento dell’aria. G. Lorenzini e C. Nali. Springer
R=REATTIVITA’composti
emessi
EFFETTI DEL VERDE SULLA QUALITÀ
DELL’ARIA
Assorbimento
CO2
e
Rimozion
i
inquinant
atmosferico
Riduzione
dell’isola di
calore
Emissione di
Composti
Organici Volatili
VOC
Temperatura del
tardo pomeriggio
Rurale
Commerciale
Residenziale
sub-urbano
Residenziale
Residenziale
sub-urbano
urbano
Rurale
Parco
Città-centro
coltivato
POF:
Potenziale di
formazione dell’ozono
Temperatura del
tardo pomeriggio
Rurale
Commerciale
Residenziale
sub-urbano
Residenziale
Residenziale
sub-urbano
urbano
Rurale
Parco
Città-centro
coltivato
Riduzione della temperatura
un albero può
traspirare fino a 450
litri di acqua al giorno
(1000 MJ)
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PUVST'
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Per ogni g di H20 evaporata
occorrono 633 cal.
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PWVST'
?"'Y'Z'['B0'['\'[':'
L’energia solare
incidente viene in
gran parte utilizzata
dalla vegetazione
per la traspirazione
e la fotosintesi,
favorendo
l’abbassamento
della temperatura
dell’aria.
Betula pendula
Fagus
Quercus
IBIMET… e la Città MISURE IN AMBIENTE URBANO
" ! BASOLI
" ! SANPIETRINI
" ! ACCIOTTOLATO
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In un parco di grandi dimensioni la temperatura può essere più bassa rispe4o al centro di 1-­‐3°c. L'impressionante vasMtà del centro urbano Central Park Soluzioni per la qualità dell’ambiente urbano: Tetti verdi per mitigare l’isola di
calore
In Italia nel 2007 la necessità di FRIGORIE ha
superato quella delle CALORIE
Come
misuriamo
l’assorbimento
della CO2 e
l’emissione di
VOC dalle
piante?
Analizzatore a raggi
infrarossi localizzato
nella cuvetta
PAR= 1000 !molm-2s-1
T = 30°C
L’attività fotosintetica
(CO2 assorbita)
Per ogni specie le misure si
effettuano inserendo le foglie
nella cuvetta di un sistema
portatile di misura della
fotosintesi (LI-6400XT) per
determinare
e l’emissione di
VOC
Analisi chimiche nel laboratorio
Desorbimento termico
5890-5970
Gascromatografia
Spetrometria di massa
Ion chromatogram
7890-5975
Alcuni esempi di piante che possono contribuire a migliorare la
qualità dell’aria nelle città
Peggiori
Migliori
Fraxinus
Betula alnus
Acer campestris
Larix deciduous
Malus domestica
Acer platanoides
Prunus laurocerasus
Pinus sylvestris
Ulmus campestris
Betula pendula
Sambucus niger
Alnus incana
Rex aquifolium
Alnus cordata
Cypress
Pyrus Aucuparia
Platanus occidentalis
Crataegus monogyna
Corynus avellana
Prunus avium
Salix fragilis
Quercus robur
Salix caprea
Populus
Quercus rubra
Quercus petrea
Salix alba
Apple
Cherry
0
200
400
600
CO2 (umol/g DW h)
800
POTENZIALITA’ DI ASSORBIMENTO DEGLI INQUINANTI ATMOSFERICI
STIMA
STUDI ISTOLOGICI
STUDI MICRO-MORFOLOGICI
OSSERVAZIONE AL
MICROSCOPIO OTTICO
OSSERVAZIONE AL
MICROSCOPIO A SCANSIONE
ELETTRONICA
STUDIO DELL’ANATOMIA
FOGLIARE
QUANTIFICAZIONE
PARTICOLATO
DENSITA’ DEI PELI FOGLIARI
Liquidambar styraciflua
Parrotia persica
Quercus cerris
Malus domestica “Evereste”
PARTICOLATO
MICRO-RUGOSITA’ DELLE FOGLIE
Liriodendron tulipifera
Crataegus monogyna
Scabrosità cuticolari
Parrotia persica
Quercus cerris
Superficie liscia
Esempi di specie che possono aiutare per purificare l’aria dalle PM10:
Platanus
•!Ulmus
•!Juglans
•!Tilia
•!Celtis
•!Fraxinus
PIANIFICAZIONE DEL VERDE URBANO
Adattabilità
all’ambiente
urbano
Valore
estetico
Qualità dell’aria
Mitigazione CO2 atmosferica
Acer platanoides
Tilia cordata
Tilia cordata
Betula pendula youngii
Mitigazione Inquinanti atmosferici
Malus evereste
Quercus cerris
Parrotia persica
Un giardino pubblico
per ridurre le PM10:
IBIMET ai Giardini
Margherita
26 ha di Tigli, Querce,Tassi,Cedri, Platani, Pini, Ippocastani, Magnolie
EFFETTO DI UN GIARDINO PUBBLICO SUI PM10
"g m-1
0 to 20
20 to 30
30 to 40
40 to 50
50 to 60
60 to 100
44.291
44.2905
100
90
44.29
80
44.2895
70
44.289
60
50
44.2885
40
44.288
30
44.2875
20
10
44.287
0
44.2865
11.209
11.21
11.211
11.212
11.213
11.214
11.215
MODELLISTICA ECOFISIOLOGICA
UFORE. "Urban Forest Effects"
STRATUM (Street Tree Resource Analysis Tool
for Urban-Forest Managers)
dai dati di un censimento, la struttura del popolamento in esame (disposizione, composizione,
copertura), consentono di
QUANTIFICARE i benefici ambientali ed economici derivanti dalla mitigazione da parte delle
piante.
Forest Service dell’USDA-USA
Parco Ducale
(22 ha)
Tree number
(4975)
Species
Tilia spp
Acer campestris
Ulmus minor
Aesculus hippocastanum
20 - 40 cm
Diameter
40 - 80 cm
@C:d0AD!F;CA0'#$$%#&'(E0B'd!?@C'EH@!B0'
['uso auto giornaliero (Y 1,10 t CO2)
emette in totale
1,1 t CO2
1 auto emette'110g CO2 / km
uso giornaliero = 10000 km / anno'
@CU'&5g35&12#1#>''
WhV'1i#"")'
WQj'
ACU>'WVV'k*i#"")'
UV'
DCU>'R^'k*i#"")'
WR'
d:WV>'UUR'k*i#"")'
UUVV'
!"#"$%!&''(%"&')*%#(('&+,-./%"0&''1'(.%%
GAIA è un progetto finanziato dal Fondo europeo LIFE+09 coordinato dal Comune di
Bologna in cui IBIMET-BO è un partner. L’obiettivo è di ridurre le emissioni di gas serra
e di migliorare la qualità dell’aria attraverso la realizzazione di una partnership fra
comune e imprese per la piantumazione di nuovi alberi sul territorio comunale.
Il percorso di sostenibilità ambientale prevede: Assorbimento della CO2 miglioramento
della qualità dell’aria grazie all’assorbimento degli inquinanti e mitigazione dell’effetto
«isola di calore»
COME RIDURRE L’ IMPRONTA ECOLOGICA
L’ impronta ecologica può essere ridotta in due modi:
•! dai comportamenti degli individui per ridurre le
emissioni
•! con compensazioni scelte dalle persone per ridurre le
emissioni.
http://www.thegreenhead.com/2008/05/bel-air-plant-powered-air-filter.php
LE PIANTE NON INQUINANO
ci possono aiutare a trovare risposte economiche
eco-compatibili ma i loro benefici ambientali non
possono essere considerati una panacea in grado di
risolvere tutti i problemi delle nostre città, !.
Grazie per l’attenzione
[email protected]
E’ indispensabile affiancare politiche di
riduzione dell’inquinamento per conseguire
effettivi benefici sulla nostra salute e, di
conseguenza, sulla vivibilità delle nostre
città.