Természet-alapú megoldások 4.: Zöldinfrastruktúra a tiszta levegő szolgálatában

A természet-alapú megoldásokról szóló cikksorozat negyedik részében az épített városi környezet és infrastruktúra levegőminőséget befolyásoló közvetlen és közvetett hatásait vizsgáljuk, valamint lehetséges megoldásokat mutatunk be olyan nemzetközi és hazai jó gyakorlatokon keresztül, melyek a növényvilág kémiai, fizikai és ökológiai jelenségeire építve teszik élhetőbbé városainkat.

Tiszta levegőhöz jutni alapvető emberi jog[1], ma azonban globálisan 10-ből 9 ember szennyezett levegőt lélegez be[2]. A sűrűn lakott területekre pedig hatványozottan igaz, hogy a légszennyezettség mértéke az év nagy részében kifejezetten káros az egészségre. 

Miért fontos a levegőminőség kérdése?

Köztudott, hogy a rossz minőségű levegő káros az emberi egészségre. A WHO adatai szerint a légszennyezés évente 400 000 korai elhalálozáshoz vezet az Európai Unió országaiban; ez napi szinten a közúti balesetek okozta halálesetek több, mint tízszeresét jelenti[3]. A szennyezett levegő jelentősen növeli a szív- és érrendszeri betegségek, a tüdőbetegségek, a tüdőrák, a máj- és hematológiai betegségek kialakulásának kockázatát, emellett a légzőszervi betegségek egyik fő okozója. Magyarország az EU-s átlaghoz képest is meglehetősen rossz helyen áll, hiszen a légszennyezés következményeként száz lakosra vetítve több, mint másfél évvel is csökkenhet az egészséges életévek száma (1. ábra).

A légszennyezés leginkább a gyerekekre, idősekre, várandósokra és kismamákra, illetve a légúti megbetegedésekben szenvedőkre nézve veszélyes, ugyanakkor a szociálisan hátrányos helyzetű népességcsoportok is kiszolgáltatottak, hiszen nagyobb valószínűséggel élnek rossz környezetben, leromlott egészségügyi feltételek mellett[5].

Miért mutat romló tendenciát a városok levegőminősége?

A levegő összetételéért természetes és mesterséges folyamatok felelősek, hosszú távon azonban jóval károsabb az emberi tevékenységnek köszönhető légszennyezés. Az IPCC idén megjelent friss jelentése szerint az egyre népesebb és nagyobb városok különösen kitettek a légszennyezés káros hatásainak, miközben a szén-dioxid, a szén-monoxid, a nitrogén-oxidok, a kén-oxidok, az illékony szerves vegyületek (VOC) és a szálló por (PM) koncentrációjának megemelkedéséért is felelősek. Napjaink urbanizációs folyamatai, az autó-alapú életmód és az újraiparosítás egymást erősítve járulnak hozzá a települések romló levegőminőségéhez[6] (2. ábra).

A légszennyezés döntő része hazánkban és az EU-ban is az épületek fűtéséhez, az ipari tevékenységhez, a szilárd tüzeléshez (fatüzelés, hulladékégetés), valamint a közlekedéshez köthető (3. ábra). Magyarországon 2010 és 2019 között 299-ről 390-re nőtt az ezer lakosra jutó személygépkocsik száma[7], és bár egyre nagyobb részük alternatív meghajtású (pl. elektromos, hibrid), a közlekedésből származó káros kibocsátások mégsem csökkentek.

Az átgondolt várostervezés enyhítené a problémát

Az elmúlt évtizedek meghatározó, mára már sok tekintetben elavult várostervezési gyakorlatai sem segítenek a kialakult helyzeten. A sűrű beépítésű városszerkezet és a nagy épülettömegek jelentősen rontják az átszellőzési képességet, a szennyezett levegő így könnyebben reked meg az épületek között. További probléma, hogy az autóközpontú közlekedéstervezés és a kiterjedt, burkolt felületek (4. ábra) csökkentik a biológiailag aktív zöldfelületek arányát, melynek hatására mérséklődik a légszennyező anyagok természetes, növények általi megkötése és tovább fokozódik a lokális hőszigethatás. Kirívó adat, hogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) által javasolt 9 m2/fő minimum zöldfelülethez képest ma Budapesten csupán 5 m2 zöldfelület jut egy átlagos lakosra[9].

Az egyidejűleg szükséges beavatkozások nem egyszerre történő kivitelezése, valamint egyes felszínes látszatmegoldások fenntarthatósági szempontból további negatív hatással járhatnak. Előbbire példa a városi gépjárműforgalom korlátozása a környezetbarát közlekedési módok fejlesztése és népszerűsítése nélkül, míg az utóbbi alatt olyan beavatkozásokat értünk, mint az elválasztás nélküli, balesetveszélyes gyalog-kerékpárutak kialakítása, vagy a forgalomcsillapítás zászlaja alatt épített parkolóházak.

Megoldás: a növények természetes élettani adottságai

A növények biokémiai, biofizikai és ökológiai tulajdonságaira támaszkodó természet-alapú megoldások a légszennyezettség enyhítésére is hatékony alternatívát nyújtanak. A zöldinfrastruktúra egyrészt a szálló por biofizikai megkötésére, gáznemű szennyezések esetében pedig a növények biofiltrációs potenciáljára épít. A biofiltráció során az adott növény belső biokémiai és ökológiai folyamatain keresztül, a leveleken és gyökérzónában található mikroorganizmusokkal szoros együttműködésben, természetes úton történik a szennyező anyagok elnyelése, lebontása, és hasznosítása[10]. Egyes fafajok és cserjék különösen hatékonyak a szén-dioxid elnyelésben és a PM részecskék megkötésében. A légköri nitrogén megkötésére és hasznosítására pillangósvirágúakat alkalmaznak, míg az illékony szerves vegyületeket olyan hétköznapi szobanövények is képesek elnyelni, mint az aloe vera és a borostyán.

Bizonyos növények és növényközösségek a légszennyezettség mértékét jelző bioindikátorként funkcionálnak, kívülről is jól látható elváltozásokkal reagálva a szennyezésekre (pl. foltosodással, elszíneződéssel), mint például az ózonindikátorként is ismert dohány és lóhere, és a nitrogén-oxidok és kén-oxidok jelenlétét jelző zuzmók.

Gyakorlati példák a holisztikus szemlélet lencséjén keresztül

A légszennyezés természet-alapú megoldások általi mitigációja legtöbbször különböző zöldhomlokzatok és zöldtetők telepítése, parkosítás, növényültetési projektek, illetve további zöldinfrastruktúra-elemek fejlesztése útján történik (5. ábra).

Az Európai Uniós forrásokból megvalósult iSCAPE projekt keretében 2016 és 2019 között hat európai város részvételével kutatták a levegőminőség javítására alkalmas innovatív lehetőségeket. Az eredmények azt mutatják, hogy a megfelelően tervezett és elhelyezett fa- és cserjesorok, zöldtetők és zöldhomlokzatok akár 50%-kal is csökkenthetik a szálló pornak való kitettséget, miközben a helyi mikroklíma kontrollálásával mérséklik a hőszigethatást[12].

A megoldások előkészítése során azonban érdemes pár tervezési sajátosságot figyelembe venni a hatékony és hosszú távú problémakezelés érdekében. Rendszertervezésről lévén szó, az ilyen jellegű beavatkozások esetében az adaptív környezeti hatáskezelés légszennyezésre optimalizált elveit javasolt követni (6. ábra). A szennyezett levegő mitigációs hierarchiája az igények csökkentésével (pl. közlekedési, termelési) és a fenntartható várostervezés alapelveinek szem előtt tartásával kezdődik, majd az erőforrás-hasznosításra helyeződik a hangsúly. Végül a társadalom ellenállóképességének megerősítésén és a bioindikáción keresztül vezet az út az önfenntartó ökoszisztémák létrehozásáig, kezeléséig és az eredmények részletes nyomon követéséig.

A természet-alapú megoldások alkalmazása esetén multifunkcionalitásra kell terveznünk, hiszen változó helyigényű, komplex megoldásokat készítünk elő, melyek önmagukban kevésbé, más beavatkozásokkal együtt azonban jelentősen képesek javítani a levegő minőségét. A zöldinfrastruktúra-elemek helyigénye, megfelelő méretezése és elhelyezése nagyrészt kontextustól függ: a szennyezés fajtája és eloszlása, a beépítés mértéke, az alkalmazható növényfajok természetes adottságai, a helyszín domborzata és éghajlati tényezői mind befolyásoló tényezők. A tervezést nagyban segíti az olyan kvantitatív indikátorok alkalmazása mint a levélfelületi index, mely a levélfelület nagyságát a talajfelszín méretéhez viszonyítva adja meg. Ezen indikátor figyelembevételével a levegő összetételének mérései során kimutatták, hogy nyílt tereken, autóutak mentén zöldfalak, sövények telepítésével (7. ábra) akár 90%-os mérséklődés is elérhető bizonyos légszennyező anyagok koncentrációjában[13].

Amennyiben a természet-alapú megoldások alkalmazása mellett döntünk, a legfontosabb kezdeti lépés a környezeti sajátosságoknak és a szennyezés fajtájának megfelelő növényfajta kiválasztása. Ahhoz, hogy a levegőminőséget javító hatás hosszú távon is fennmaradjon, nélkülözhetetlen a folyamatos szennyezésnek kitett növények gondozása, és egészséges fejlődésükhöz, fennmaradásukhoz szükséges talajfeltételek, tápanyagutánpótlás, valamint növényvédelem biztosítása. Ezen intézkedések mind környezeti, mind gazdasági szempontból költséghatékonyabbak az új vegetáció telepítésénél[14].

A zöldinfrastruktúra-fejlesztés követendő példái

Hazánkban kiváló példa a Szombathelyen EU-s támogatással megvalósuló, ABUD Mérnökiroda közreműködésével kivitelezett JUSTNature Projekt, melynek keretében történő zöldinfrastruktúra-fejlesztés egyszerre látja el a szociális városrehabilitáció, közlekedési légszennyezés-kezelés, városi hőszigethatás-csökkentés, élőhelyteremtés és szemléletformálás funkcióit.[15]

A projekt során egyrészt a Gyöngyös-patakhoz közeli, kihasználatlan, fél hektáros terület alakul át városi erdővé, mely hiányzó láncszem egy, a patakot követő ökológiai folyosó létrehozásához. Az erdő elsődleges funkciója az út menti biofiltráció és a légszennyezettséget előrejelző bioindikáció, másodlagosan kültéri rekreációs helyszínként is funkcionál egy közterekkel kevésbé ellátott, alulfejlesztett városrészben. Ezzel egyidőben a közeli általános iskola betonnal burkolt udvarát és épületeit újragondolva zöldfal, zöldfelületek, magaságyások, növénytermesztő- és állatgondozó állomások jönnek létre. A beavatkozások egyfelől a tisztább levegő és kellemesebb mikroklíma kialakulását teszik lehetővé, másfelől a gyerekek környezeti felelősségtudatra nevelését is elősegítik, melynek egyik alappillére a patak menti tanösvény. Hosszú távú fenntartásuk érdekében a helyi lakosságból és szakmai szervezetekből álló együttműködő és támogató közeget, úgynevezett zöldinfrastruktúra-közösséget hoznak létre, elősegítve a környezeti javak igazságosabb eloszlását.

A természet-alapú megoldások tervezése során a modellezés és szimuláció adta lehetőségek is nagy mértékben kihasználhatóak. Stuttgart példája jól mutatja, hogy a légszennyezés szempontjából kedvezőtlen földrajzi adottságokat is át lehet hidalni jó várostervezéssel. Klimatikai előrejelzések során a szélsőségesen meleg napok megduplázódását prognosztizálták 2050-re a régióban. A megelőzés érdekében az 1980-as évektől megkezdték a helyi éghajlat részletes felmérését és monitorozását, mely magában foglalta az uralkodó szélmozgások, a hideg- és meleg levegő áramlásának, valamint a légszennyező anyagok koncentrációjának rendszeres mérését. Ezen adatok segítségével olyan regionális klímamodelleket hoztak létre, melyekre várostervezési tanulmányok egész sorát építették. A teljeskörű klímaadaptív átalakítást követően létrejött zöld szellőzőfolyosók (9. ábra) biztosítják a friss levegő környező magaslatokról való beáramlását, tisztítva a levegőt és csökkentve a hőszigethatást[16].

10/10
9. ábra: A stuttgarti zöldfolyosók néhány eleme: villamossínek mentén telepített gyepes élőhelyek, fasorok (bal oldal) és zöldtetők (jobb oldal). Forrás: Urban Climate Stuttgart [17]

A levegőminőség javítása mellett a projekt a zajszennyezés minimalizálását, a helyi természetes ökoszisztéma visszaállítását, a biodiverzitás növelését, a hőmérséklet mérséklését, és a különböző társadalmi csoportok szerves bevonását is elősegítette.

Konklúzió

Bár a levegő minősége egyre nagyobb problémát okoz nagyvárosainkban, a természet-alapú megoldások realisztikus, megvalósítható válaszokat adnak a légszennyezés enyhítésére. A csapadékvíz-kezelés témájához hasonlóan itt is igaz, hogy ezen beavatkozások integrált tervezést és holisztikus szemléletet igényelnek. Bár a zöldinfrastruktúra-fejlesztés folyamata komplex, létesítése helyigényes, és üzemeltetése is folyamatos figyelmet követel, cserébe lehetőséget ad egész városrészek megújulására, társadalmi értékteremtésre, szemléletformálásra, és egy egészségesebb környezet megteremtésére. A sikeres megvalósításhoz elengedhetetlen, hogy a helyi lakosokkal együttműködve tervezzünk – egyszerre figyelembe véve tapasztalataikat, igényeiket, és a számítógépes szimulációk eredményeit, – és megtaláljuk azokat a beavatkozási pontokat, ahol a zöldinfrastruktúra különböző szerepei egymást erősítve tudnak érvényesülni. A természet-alapú megoldások ugyan nem képesek önmagukban kijavítani az alapvető várostervezési hiányosságokat, azonban a beavatkozási hierarchiába illesztve és a fenti feltételeket szem előtt tartva segítségükkel biztosítható a városi levegő tisztasága.

Párdi Péter – Fenntarthatósági tanácsadó, ABUD - Advanced Building and Urban Design
Bukovszki Viktor – Szenior fenntarthatósági tanácsadó, ABUD - Advanced Building and Urban Design

Szerk.: Hulesch Máté

[1] ENSZ Emberi Jogi Tanácsa (2021): HRC/RES/48/13. URL: https://www.ohchr.org/en/hr-bodies/hrc/regular-sessions/session48/res-dec-stat  

[2] Egészségügyi Világszervezet (2018): URL: https://www.who.int/news/item/02-05-2018-9-out-of-10-people-worldwide-breathe-polluted-air-but-more-countries-are-taking-action

[3] Európai Számvevőszék (2018): Különjelentés - Légszennyezés: egészségünk védelme még mindig nem elégséges. URL: https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR18_23/SR_AIR_QUALITY_HU.pdf

[4] WHO (2018): Ambient air pollution attributable DALYs (per 100 000 population). URL: https://www.who.int/data/gho/data/indicators/indicator-details/GHO/ambient-air-pollution-attributable-dalys-(per-100-000-population)

[5] Európai Környezetvédelmi Ügynökség (2018): Unequal exposure and unequal impacts: social vulnerability to air pollution, noise and extreme temperatures in Europe. URL: https://www.eea.europa.eu/publications/unequal-exposure-and-unequal-impacts

[6] Éghajlatváltozási Kormányközi Testület – IPCC (2022): Hatodik Értékelő Jelentés, II. Munkacsoport. URL: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/

[7] TeIR Helyzet-Tér-Kép (2022). URL: https://www.teir.hu/helyzet-ter-kep/

[8] Európai Számvevőszék (2018): Különjelentés - Légszennyezés: egészségünk védelme még mindig nem elégséges. URL: https://www.eca.europa.eu/Lists/ECADocuments/SR18_23/SR_AIR_QUALITY_HU.pdf

[9] Zöld Zugló Közösségi Klímastratégia – Zugló Klímavédelmi Terve (2021). URL: https://www.zugloklimastrategia.hu/wp-content/uploads/2021/06/Zuglo_Klimastrategia_2021_06_10.pdf

[10] European Commission, Directorate-General for Research and Innovation, Calfapietra, C., Nature-based solutions for microclimate regulation and air quality: Analysis of EU-funded projects, (2020). URL: https://data.europa.eu/doi/10.2777/383904

[11] Calheiros, C.S.C., Stefanakis, A.I. (2021): Green Roofs Towards Circular and Resilient Cities. Circ.Econ.Sust. 1, 395–411. URL: https://doi.org/10.1007/s43615-021-00033-0

[12] URL: https://www.iscapeproject.eu/results/

[13] K.V. Abhijith et al. (2017), Air pollution abatement performances of green infrastructure in open road and built-up street canyon environments – A review. Atmospheric Environment, Volume 162, 2017, Pages 71-86, URL:, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.05.014.

[14] Barwise, Y., Kumar, P. (2020): Designing vegetation barriers for urban air pollution abatement: a practical review for appropriate plant species selection. npj Clim Atmos Sci 3, 12. URL: https://doi.org/10.1038/s41612-020-0115-3

[15] URL: https://justnatureproject.eu/labs/szombathely

[16] City of Stuttgart and Green and Blue Space Adaptation for Urban Areas and Eco Towns (GRaBS), (2021). URL: https://climate-adapt.eea.europa.eu/metadata/case-studies/stuttgart-combating-the-heat-island-effect-and-poor-air-quality-with-green-ventilation-corridors

[17] URL: http://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?info_diashow_en