Olivenbäume bekämpfen Luftverschmutzung, neue Forschungsergebnisse

Zusammenfassung

Das von der Universität Florenz koordinierte VegPM-Projekt identifizierte Olivenbäume als eine der besten Baumarten zur Luftreinigung und Bekämpfung der durch Feinstaub verursachten Luftverschmutzung in vier italienischen Gemeinden der Toskana. Das Projekt sammelte Daten über einheimische Pflanzen, die die Luftqualität verbessern könnten. Olivenbäume zeigten eine hohe Kapazität zur Anreicherung von Fein- und Ultrafeinstaub und sind daher vielversprechende Kandidaten für städtische Umgebungen.

Oliven gehören dazu Baumarten die am besten zur Luftreinigung beitragen können, so die Ergebnisse von VegPM, einem von der Universität Florenz koordinierten Forschungsprojekt. Dieses Projekt zielte darauf ab, die am besten geeigneten einheimischen Pflanzen zur Bekämpfung zu identifizieren Luftverschmutzung verursacht durch Feinstaub (PM).

Das 2020 gestartete und mit 180.000 Euro von der Cassa di Risparmio di Lucca Foundation unterstützte VegPM-Projekt sammelte Daten von vier italienischen Gemeinden in Toskana stark von Feinstaub betroffen: Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio. Zusätzlich zu Olivenbäumen enthüllte das Forschungsteam, dass Lorbeer (Laurus nobilis), Liguster (Ligustrum), Oleander (Nerium-Oleander), Magnolie (Magnolie grandiflora) und Kirschlorbeer (Prunus laurocerasus) könnte auch die Luftqualität verbessern.

Feinstaub ist eine Mischung aus festen und flüssigen Partikeln – organischen und anorganischen. Diese Partikel werden in der Luft verteilt und sind sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit. Der Straßenverkehr ist die primäre Feinstaubquelle, aber Heizsysteme, Abfallwirtschaft und Landwirtschaft kann auch zu einem PM-Überschuss führen.

Partikel werden üblicherweise nach ihrem Durchmesser in drei Kategorien eingeteilt: ​"grob“ (PM10), ​"fein“ (PM2.5) und ​"ultrafein“ (PM0.2). Die Größe der Partikel bestimmt, wie sie die Atemwege beeinflussen und in den Blutkreislauf gelangen.

Insbesondere eine längere Exposition gegenüber PM10 kann schwerwiegende Auswirkungen haben, wie z kardiovaskulär und Atembeschwerden, chronisch Allergien, und sogar vorzeitige Sterblichkeit bei Kindern. Epidemiologische Studien haben auch gezeigt, dass die Nähe stark befahrener Straßen damit zusammenhängt chronische Atemwegserkrankungen bei Kindern und älteren Menschen. In einer städtischen Umgebung können diese schädlichen Wirkungen durch gefährliche verstärkt werden Schwermetalle verursacht durch Kontakt mit Ölen, Reifen, Kraftstoff, Metallic-Farben und Abfällen.

Daher ist die Entwicklung praktischer Minderungsmaßnahmen eine der kritischsten Herausforderungen für Kommunalverwaltungen. Viele Kommunen haben sich mit einer effektiven Gestaltung beschäftigt ​"Stadtwälder.“ Dazu müssen geeignete Pflanzenarten entlang von Fahrbahnen oder in der Nähe von stark verschmutzten Gebieten gepflanzt werden. Damit diese neue Strategie funktioniert, sollten die ausgewählten Pflanzen darauf reagieren Wasserstress und enthalten CO2-Werte.

Das VegPM-Projekt macht das gesamte Gebiet, das Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio umfasst – etwa 100 km² – zum innovativen urbanen grünen Modellversuchsstandort. Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio haben die höchsten Konzentrationen von PM10, Stickstoffdioxid und Ozon in der gesamten Toskana, laut der jährlich von Arpat veröffentlichten regionalen Luftqualitätskarte.

"Einige Pflanzenarten können als natürliche Filter von Feinstaub fungieren, indem sie Partikel auf ihren Blattoberflächen abfangen und zurückhalten: Unser Ziel war es, die vielversprechendsten unter den einheimischen Arten unserer Klimanische zu identifizieren, zu testen und auszuwählen, um sie zu idealen Kandidaten für lokale Maßnahmen zu machen Maßnahmen deutlich zu reduzieren Luftverschmutzung“, sagt Projektkoordinator Federico Martinelli, außerordentlicher Professor für Genetik am Institut für Biologie der Universität Florenz.

"Als ersten Schritt haben wir ein umfassendes Screening der verfügbaren Arten durchgeführt, die in der Lage sind, mehr Feinstaub, Schwermetalle und Ozon zu adsorbieren/einzufangen: Wir haben kombiniert Pathophysiologische Studien mit Molekularanalyse- und Genotypisierungstechniken, die durch die im Fachbereich Biologie der Universität Florenz verfügbare Sequenzierungsausrüstung verfügbar gemacht werden, um die zu verstehen Molekulare Mechanismen die der Modulation positiver Eigenschaften zugrunde liegen. Dann, im Jahr 2021, haben wir in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Italy den experimentellen Teil des Projekts gestartet, indem wir ein Netzwerk von sechzehn Kontrolleinheiten im gesamten Gebiet eingerichtet haben, die in der Lage sind, die wichtigsten Luftschadstoffe zu überwachen und sowohl quantitative als auch qualitative Daten zu sammeln . Durch die Integration der von den Überwachungszentren aufgezeichneten Werte mit den in den Blättern jeder analysierten Art angesammelten Partikeln konnten wir die Arten mit den höchsten PM-Ablagerungswerten einstufen.“

Die Forscher wählten für jeden Baum separate Blattproben aus. Die Ablagerungswerte jeder PM-Fraktion wurden mit den über das Jahr aufgezeichneten durchschnittlichen Feinstaubwerten verglichen und analysiert. Mit diesem Verfahren konnten die Forscher jede Art nach ihrer Fähigkeit zur Ansammlung feiner und ultrafeiner Partikel einstufen. Das haben sie gefunden Olivenbäumeweisen insbesondere eine hohe Akkumulationskapazität auf.

"Diese Funktion, zusammen mit ihrer Fähigkeit, Stress wie Dürre und zu tolerieren Salzgehalt, macht sie zu einem der aussichtsreichsten Kandidaten. Im städtischen Kontext ist ihre Präsenz sogar noch wichtiger, weil sie auf natürliche Weise Kohlendioxid absorbieren und Sauerstoff freisetzen, unentbehrlich für das Leben eines jeden Menschen.“

Angesichts der experimentellen Ergebnisse des VegPM-Projekts hoffen die Forscher, dass weitere Forschungen durchgeführt werden und die Fähigkeit bestimmter Bäume zeigen wird, die schädlichen Auswirkungen des Lebens in einer städtischen Umgebung zu negieren.

"Bisher haben sich unsere Studien nur auf bestehende Anlagen konzentriert. Aber was würde bei neu gepflanzten Pflanzen passieren? Würde die PM-Konzentration weiter abnehmen? Ich hoffe, diese Frage könnte eine Weiterverfolgung des Projekts anregen“, fügt Martinelli hinzu.

• Lucca Green Project-Website
• Universität Florenz – Plant Stress Lab