Хвоя вечнозеленых деревьев служит монитором качества воздуха

Каждое дерево, даже вечнозеленое, может быть монитором качества воздуха. К такому выводу пришли исследователи из Университета Юты, измерившие магнитные свойства твердых частиц на хвое деревьев кампуса. Эти измерения коррелировали с общим качеством воздуха, что говорит о возможности использования анализа хвои — относительно простого и недорогого процесса — для получения детальной круглогодичной картины загрязнения атмосферы.

"Где есть дерево, там есть точка данных, — говорит аспирант по геологии и геофизике Грант Реа-Даунинг. — Дерево не стоит 250 долларов за установку. Мы сможем с очень высоким разрешением картировать распределение твердых частиц за очень небольшие деньги". Результаты опубликованы в журнале GeoHealth.

Команда отобрала четыре дерева австрийской сосны на кампусе. Три из них располагались перпендикулярно оживленной дороге, на разном расстоянии от нее, а четвертое — вдали от транспорта. Хвою собирали дважды: в июне 2017 года, после периода относительно чистого воздуха, и в декабре 2017 года, во время зимней температурной инверсии с наихудшим качеством воздуха. Измерения показали, что намагниченность декабрьских образцов была почти в три раза выше, чем июньских. Эксперименты при сверхнизких температурах указали, что железосодержащие частицы, осевшие во время инверсии, крайне малы (некоторые в 1/5000 толщины человеческого волоса) и состоят из магнетита. Анализ элементов показал наличие титана, ванадия, циркония и других веществ, связанных с пылью от тормозных колодок или сгоранием ископаемого топлива. Концентрация этих элементов была выше всего у дороги.

Теперь команда сотрудничает с атмосферными учеными и инженерами-химиками, исследуя новые вопросы. Они разработали пассивный монитор воздуха — искусственную сосновую ветвь с хвоей, напечатанную на 3D-принтере, для улавливания частиц. Она установлена рядом с натуральной хвоей и служит экспериментальной платформой для изучения механизмов осаждения частиц.

"У нас уже много деревьев в ландшафте. Они имеют довольно низкую стоимость. Так что это демократизирует нашу способность мониторить загрязнение воздуха по всей долине", — говорит доцент Пит Липперт. Анализ хвои может дать более полное представление о природе, времени и причинах загрязнения воздуха в городских районах, показывая его вариации в масштабе десятков футов.