Czédli Herta 1 Varga Zsolt 2

Átírás

1 Czédli Herta 1 Varga Zsolt 2 Zöldfelületek környezetegészségügyi hatásainak elemzése városi mintaterületeken Analysis of environmental health effects of green surfaces in urban areas herta.czedli@eng.unideb.hu 1 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék, docens 2 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék, adjunktus Abstract Hazai nagyvárosaink élhetőségét, a városi környezet állapotát jelentős mértékben befolyásolja a zöldfelületek aránya, azok minősége. A zöldfelületek városi klímára gyakorolt pozitív kondicionáló hatása közismert. Az urbanizáció következtében a burkolt felületek növekedése a zöldfelületek csökkenését eredményezi, melyek egyre kevésbé tudják kifejteni városképjavító hatásukat, zajvédelmi szerepüket, sérül a rekreációs és környezetegészségügyi szolgáltatások köre is. A környezetvédelmi illetve környezetegészségügyi funkciók értékelése minőségi és mennyiségi paraméterek alapján történik a gyakorlatban. Területi analízist követően lehet megadni a fejlesztés orientáció paramétereit, illetve a lehetséges tervezési irányvonalakat. A városok zöldfelület fejlesztése alapvető fontosságú a jobb életminőség, az élhető környezet kialakítása érdekében (nehézfémtartalmú részecskék megkötése, légköri szennyeződések akkumulációja, szálló por mennyiségének csökkentése, páratartalom növelése, mikroklimatikus hatások szempontjából). A zöldfelületekkel történő fenntartható ökológiai gazdálkodás alapját a korábbi és az aktuális, részletes rendelkezésre álló információk és mérési eredmények képezik. Topográfiai információk, ortofotók, űrfelvételek alapján vizsgáltuk a zöldfelületek jellegét, állapotát debreceni belvárosi mintaterületeken. Vizsgálataink kiterjedtek a választott mintaterületeken felszínborítási adatbázis létrehozására is, különös tekintettel a burkolt felületek, zöld felületek, továbbá a zöldfelület létesítésére alkalmas területek elemzésére. Kapcsolatot kerestünk a versenyképességet befolyásoló tényezők (beépítettség, klíma-adaptáció) és a zöldfelületi deficit között. A beépített terület zöldfelület arányok összehasonlító elemzését követően, forgalmas helyekről származó debreceni talajminták vizsgálatát végeztük el a közúti forgalom és a nehézfém szennyezés kapcsolatának bemutatása céljából. A városlakó ember és az urbanizált élettér kapcsán kiemelt jelentőséget kap a környezeti ártalmak expozíciójának elemzése. A városi környezet háttérszennyezettségének ismeretében fogalmazzuk meg a környezetvédelmiökológiai szempontból optimális koncepcionális lehetőségeket. Kutatási eredményeink hozzájárulnak jövőorientált, korszerű városökológiai vizsgálatok, innovatív fejlesztések megalapozásához. Keywords: zöldfelület, urbanizált élettér, közlekedés, expozíció, háttérszennyezettség 82

2 Bevezetés Az urbanizáció környezeti fenntarthatósága több szempontból is kérdéseket vet föl napjainkban. Az ökológiai lábnyom mérhető különbségeket mutat a helyi és az agglomerációban élő lakosság esetében. Komoly környezeti kihívást jelent a jövőre nézve a beépítettség mértéke, a zöldfelületek minőségi- és mennyiségi mutatóinak alakulása, a lakosság egyre növekvő víz- és tápanyagfogyasztása, energiaigénye (fűtési rendszerek modernizációja), hulladék kibocsátása, valamint a fokozódó közlekedésből származó környezetterhelés. A táj képe megváltozott az urbanizált területek kialakításának és azok folyamatos fejlesztésének következtében. Az épített környezet a természet kárára terjeszkedik, egyre kevesebb helyet hagyva a zöldfelületeknek. A zöldfelület-fejlesztés kiemelt prioritást jelent, hiszen a földi makrokörnyezetünk fennmaradását támogatja, szolgálva a városlakók közösségét, a felnövekvő nemzedék környezettudatos magatartásának kialakulását [1]. Az interdiszciplináris, integrált dinamikus zöldterület-fejlesztés megvalósításához elengedhetetlenek az előzetes feltáró, monitoring vizsgálatok, továbbá módszertani fejlesztések. Hazai és nemzetközi viszonylatban tanulmányozva a városok környezeti állapotát, látható, hogy minél terheltebb a városi környezet az antropogén hatások következtében, annál összetettebb hatást gyakorol a lakosok életminőségére. Az ipari- és közlekedési eredetű, gépjárművekből származó légszennyező anyagok (szén-monoxid, szénhidrogének, nitrogén-oxidok, kén-dioxid, a korom és por) koncentrációja továbbá a fosszilis tüzelőanyagok elégetése miatt komoly levegőminőség problémák adódnak. Nem biztosított a hazai nagyvárosok lakosai számára a megfelelő levegőminőség, kifogásolható a levegő minősége, a legnagyobb problémát a PM10 részecskeszennyezettség jelenti. A 10 mikronnál kisebb átmérőjű részecskékre vonatkozó értékek nagyobb területen is átlépik az egészségügyi határértéket. A gépjárművek kibocsátása, a gumiabroncsok, a fékbetétek és az útburkolat kopása növelik az egyes légszennyezők koncentrációját a városi levegőben [2]. Az egészséges levegőminőség eléréséhez a városi zöldfelületek megőrzése, megfelelő fejlesztése elengedhetetlen. A városi növényzet fontos szerepet tölt be a közlekedési eredetű légköri szennyező anyagok, köztük a porszennyeződések megkötésében és ezzel a városi levegő tisztításában, emellett biomonitoring vizsgálatok elvégzésére is kiválóan alkalmasak, tükrözve az aktuális környezeti állapotot [2, 3]. Tanulmányunkban debreceni mintaterületeken végzett interdiszciplináris kutatásaink főbb eredményeit mutatjuk be, kitérve a zöldfelületi információs rendszer és a városi vegetáció jelentőségére, a zöldfelületek levegőminőség javításában betöltött szerepére. Anyag és módszer Tekintettel arra, hogy környezetünk állapota folyamatosan változik, egyre nagyobb szerepet kap a minőségi mutatók, valamint a környezeti állapotot befolyásoló hatásokra jellemző információk, adatok, egészségügyi kockázatok megismerése, kiértékelése, elemzése [4]. A zöldfelületeket biológiailag aktív felületként tartjuk számon: a környezetre kifejtett kondícionáló hatás mellett befolyásolják a levegőminőséget, a klímát, a vízháztartási viszonyokat. Biológiailag aktív felületnek tekinthető minden növénnyel borított terület (zöldfelületek, szabad vízfelületek összessége), amely megfelelő tervezés esetén - rendszert képezve - fizikai és fiziológiai folyamatokkal szabályozottan hat a környezetére [4,5]. Nagyvárosok esetében egy-egy városrész környezetállapotának értékelése során elengedhetetlen, hogy a zöldfelületek fontosságára (meglétére/hiányára) felhívjuk a figyelmet. Kutatásunk során elsősorban a városi zöldfelületek ökológiai szerepét, jelentőségét vizsgáltuk, a városi zöldfelületek térszerkezetének ismeretében [6]. 83

3 Debrecen város szuburbanizációs övezete, az agglomerációt is figyelembe véve, közel 350 ezer ember ellátását, oktatási, közlekedési, szolgáltatási kapcsolódását öleli fel 20 km-es sugarú körben. Az agglomeráció belső gyűrűjében 6 község található. A külső gyűrű 11 településének területe a település-együttes 63%-át fedi le, népességének pedig mintegy harmada él itt (1. ábra). A területi elhelyezkedésből adódóan a közlekedés kiemelt szerepet kap. Közúti közlekedés szempontjából a legfontosabb a városon áthaladó T1-es nemzetközi főközlekedési útvonal, amely Nyíregyházán keresztül Ukrajnával biztosítja az összeköttetést. Nemzetközi jelentőségű az V. számú Helsinki folyosót kiegészítő közúthálózati elem - a Kassa-Miskolc-Debrecen-Nagyvárad útvonal. A várost az M35 autópálya köti össze az M3 autópályával. A 4. sz. főközlekedési út áthalad Debrecenen, komoly környezetterhelést okozva a városnak [7]. 1. ábra: A zóna térképi ábrázolása [7] Jelenleg a következő fennálló problémák jellemzik Debrecent: közlekedési eredetű légszennyezés következményeként nitrogén-dioxid és nitrogén-oxidok tekintetében a határérték túllépés és megengedett érték túllépés igazolható. A város nyugati határán nincs védőerdő, jelentős a porterhelés. A város belterületén áthaladó 4. sz. főút állandó környezetterhelést jelent a városi levegőkörnyezetre. Környezetorientált közlekedésszervezés kialakítása szükséges a problémák megoldása érdekében, csökkenteni kell a közlekedési eredetű emissziókat [7]. A vizsgált mintaterületen elhelyezkedő zöldfelületek felmérésének módszerét minden esetben a modellezni kívánt terület nagysága, térbeli tagoltsága alapján határozhatjuk meg. A városi zöldfelületi információs rendszerek adatainak bővítéséhez, geodéziai felméréssel gyűjthetünk adatokat lokális adatgyűjtések során. A zöldfelületek térképezése során az egyes objektumok helyszíni beazonosítása mellett elvégezhető a térben és időben mutatkozó változás elhatárolása is. Egy-egy városrész vizsgálata során felmerülhet az igény nagyobb területekről történő adatgyűjtésre, melyet különböző fotogrammetriai / távérzékelési eljárások alkalmazásával valósíthatunk meg: raszteres leképzéssel létrejött adatforrásokból (légifényképek, űrfelvételek) közvetlenül jutunk a térbeli adatokhoz. A digitális ortofotók, űrfelvételek elemzése során a zöldfelület kiterjedéséről és állapotáról kapunk információt, jellemezni tudjuk a zöldfelület intenzitását (borítottság, vitalitás) az adott mintaterületen [6]. 84

4 Eredmények Két mintaterületet választottunk ki (2-4. ábra) elemzéseink elvégzéséhez. A beépített terület zöldfelület arányok összehasonlító elemzését követően, forgalmas helyekről származó debreceni talajminták vizsgálatát végeztük el a közúti forgalom és a nehézfém szennyezés kapcsolatának bemutatása céljából. A zöldfelületi foltokat Esri ArcGIS programban vektorizáltuk majd számítottuk a poligonok területét. Ezeket összegezve a (képterület ismeretében) határoztuk meg a zöldfelület %-os arányát. Az egyes minták összetételét, nehézfém tartalmát MiniPal EDXRF spektrométerrel vizsgáltuk [6] ábra: Debrecen belváros mintaterület (forrás: Google Earth) 85

5 4. ábra: Árpád tér mintaterület ((forrás: Google Earth) Az általunk választott belvárosi mintaterületen (2-3. ábra) a zöldfelület aránya 13 %, ebből adódóan képtelen betölteni kondicionáló hatását, a biodiverzitás megőrzését. A növényzet CO 2 megkötése, fotoszintetikus aktivitása, a párologtatásban-vízvisszatartásban betöltött szerepe igen csekély ben a rendelkezésre álló adatok szerint [8] Debrecenben az egy lakosra eső fajlagos zöldterület aránya 17,8 m 2 volt, az elvárható 21 m 2 /fő értékhez képest 3,32 m 2 /fő hiány mutatkozott. Debrecen lakossága 2009-ben fő volt, tehát az adatokból egyértelműen látszik, hogy közel m 2 zöldfelület kialakítása lett volna már akkor indokolt a városban ban fő volt, csökkenő tendencia figyelhető meg, azonban az új zöldfelületek kialakítása egyre sürgetőbb feladatot jelent. Ha megvizsgáljuk az egyes városrészekben élő lakosság arányát (5. ábra), és összevetjük ezen adatokat az egyes városrészekben számítható egy lakosra eső fajlagos zöldterület arányokkal, komoly deficit tapasztalható. 5. ábra: Városrészek jellemzői Debrecen (Forrás: 86

6 A városzöldítő intézkedések és tevékenységek prioritásai között a környezet- és egészségvédelem szempontjait kiemelt helyen kell kezelni: megfelelő (minőségi, élhető, egészséges) élettér kialakítása szükséges, szem előtt tartva a környezet megőrzését, fenntartását. A lakosság életminősége szempontjából ún. pufferelő (csillapító) illetve minőségjavító (tisztító) funkcionális hatásokat vizsgálva lehet hatékony városi zöldterület beruházásokban gondolkodni. A környezetegészségügyi szempontokat továbbá a fenntarthatósági kritériumokat figyelembe kell venni a városfejlesztési koncepciókban. A városi zöld levegő tisztításának képessége a fotoszintetikus aktivitás mellett (CO 2 megkötés, O 2 fejlesztés) a szálló por (PM) felfogás-kiszűrés-kiülepítés folyamatában is. Az antropogén eredetű anyagok mellett a biogén légszennyezők (pollenszemek, gombaspórák) is jelen vannak a szálló porban, komolya allergizáló hatást kiváltva a lakosság körében. A nyári szántóföldi és ruderális gyomok (parlagfű) allergénhatásának csillapításában a városi fák szerepe nélkülözhetetlen. Megállapíthatjuk, hogy a belváros esetében a zöldfelületi deficit csökkentése jelentené egyértelműen a versenyképesség növekedését és a humán egészségügyi mutatók javulását. Az általunk vizsgált mintaterületen (4. ábra) a városi környezet háttérszennyezettségének elemzéséhez felhasználtuk az Árpád téri forgalmi csomópontban gyűjtött talajminták elemanalitikai vizsgálata során kapott eredményeket. A beépített terület aránya a mintaterületen 60,23 %. A talajmintákban Cu, Pb, Cd koncentrációjának meghatározását végeztük el. A vizsgált mintaterületen vett talajminták nehézfém koncentrációjának meghatározását követően összevetettük eredményeinket a város más pontjain korábbi vizsgálataink során kijelölt mintaterületekre vonatkozó értékekkel. Méréseink alapján megállapíthatjuk, hogy az Árpád-térről származó talajmintákban a réz volt jelen magas koncentrációban (118 mg/kg), ezt meghaladó értéket a Pesti útról származó minták szolgáltattak (126 mg/kg). Árpád-tér: Cd: 0,9mg/kg, Cu: 118mg/kg, Pb: 41mg/kg Mikepércsi út: Cd: 0,8mg/kg, Cu: 29mg/kg, Pb: 63mg/kg Pesti út: Cd: 0,7mg/kg, Cu: 126mg/kg, Pb: 32mg/kg A beépítési-területhasználati típusokra jellemző talaj nehézfémtartalom értékeinek kialakításában érzékelhetően a forgalomsűrűség és a beépítés jellege játszik döntő szerepet. Évekre visszamenőleg elemeztük a debreceni forgalomszámlálási adatokat, majd ezeket összevetettük saját vizsgálati eredményeinkkel. Igazolható, hogy több zöld felület és kisebb járműforgalom mellett a nehézfém koncentráció értékek alacsonyabbak a talajban. A növényzet jelentős mennyiségű nehézfémet képes megkötni a légkörből, így a talajba kimutathatóan kevesebb nehézfém kerül. A városi környezet háttérszennyezettségének ismeretében fogalmazhatjuk meg a környezetvédelmi-ökológiai szempontból optimális koncepcionális lehetőségeket valamint a tervezést meghatározó gazdasági társadalmi szempontokat. 87

7 Összefoglalás Kutatásaink alapján összefoglalva megállapíthatjuk, hogy vizsgálataink jó alapot szolgáltatnak a zöldfelületi rendszer kialakításához. Mérési adatok igazolják, hogy a beépítés mértéke és a területhasználat jellege szabályozza az aeroszolokhoz tapadt nehézfémek eloszlását az egyes területeken. Az általunk választott és alkalmazott módszerek segítségével a zöldfelületi elemek ökológiai elemzése hatékonyan elvégezhető. Hazai viszonylatban kiemelt feladat a zöldfelületek arányának növelése, javítva ezzel a városlakók komfortérzetét és a rekreációs lehetőségeket. Azon városrészekben, ahol a legforgalmasabb utak haladnak keresztül, az újabb aktív zöldfelületek létrehozása szakmailag megalapozott igény. A nagy forgalomból eredő légszennyezés következtében a fák állapota erősen leromlott (városi környezetben fenntarthatóbb, tágtűrésű fafajok telepítése lenne indokolt), lombkoronájuk nem tudja kellő hatékoynsággal ellátni a fotoszintetikus tevékenységét. További környezettoxikológiai és térinformatikai felmérések szükségesek a zöldfelületek környezetegészségügyi hatásainak egész városra kiterjedő elemzéséhez. Városökológiai vizsgálatok, innovatív fejlesztések megalapozását segítik vizsgálataink, megfogalmazott következtetéseink. Irodalomjegyzék [1] [2] Angyal Zs., Kardos L., Sepsi P. (2015): A városi zöldfelületek hatásának vizsgálata a levegőminőség szempontjából. Tájhasználat és tájvédelem Kihívások és lehetőségek. VI. Magyar Tájökológiai Konferencia. szerk. Horváth Gergely, ISBN pp.4-9. [3] Braun M., Margitai Z., Leermakers M., Finsy R. (2007): Néhány erdélyi település környezeti állapotának jellemzése a falevelekre lerakódott por vizsgálata alapján. Anyagvizsgálatok Lapja pp [4] Bánhidi O., Hutkainé G. Zs. (2011): A környezetállapot-értékelés szerepe, jelentősége a környezetpolitikában. Anyagmérnöki Tudományok, Miskolc, 36/1. kötet. (2011) pp [5] Jámbor I., M. Szilágyi K. (2004): Az újonnan beépítésre szánt területek biológiai aktivitásértékének jogszabályi beépíthetősége az Építési Törvény 8. Paragrafus kiegészítésére külön rendelet tervezete, BCE Kert- és Településépítészeti Tanszék, Budapest, pp [6] Czédli H., Varga Zs. (2017): Zöldfelületek szerepének elemzése urbanizált környezetben. Climatters - Országos Fenntarthatósági Szakmai Nap UNI NKE, Budapest. [7] Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség - Levegőminőségi terv a légszennyezettség javítására Debrecen környéke zónacsoport területén [8] Debrecen Megyei jogú város Környezetvédelmi Programja pp