// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Einige Baumarten können die Luftqualität in Städten verschlechtern
Stadtbäume kühlen Straßen und binden Luftschadstoffe. Doch Messungen aus Peking zeigen, dass isoprenreiche Baumarten bei Hitze überproportional viele reaktive organische Gase freisetzen, die zusammen mit Stickoxiden und Sonnenlicht bodennahes Ozon fördern können. Entscheidend ist deshalb nicht nur, wie viel Grün eine Stadt besitzt, sondern auch, welche Baumarten dort wachsen.
Innsbruck (Österreich). Stadtgrün gilt als wichtiger Baustein gegen sommerliche Hitze und belastete Luft, denn Bäume spenden Schatten, kühlen durch Verdunstung und können Partikel sowie gasförmige Schadstoffe aufnehmen. Gleichzeitig geben Pflanzen biogene flüchtige organische Verbindungen ab, kurz BVOC, von denen einige in verschmutzter Stadtluft besonders leicht reagieren und dadurch die Bildung von bodennahem Ozon begünstigen können.
Forscher der Jinan University (JNU) um Prof. Bin Yuan haben nun untersucht, wie stark diese natürlichen Emissionen unter realen Bedingungen in Peking zur Ozonchemie beitragen. Dazu kombinierten sie direkte Messungen über der Stadt mit Modellanalysen und einem Vergleich von Baumbeständen und Vegetationsdaten aus mehr als 20 Städten.
Das Messsystem stand von Mai bis Juli 2021 auf einer 102 Meter hohen Plattform des Pekinger Wetterturms und in einem Labor an dessen Fuß. Zehnmal pro Sekunde erfassten die Geräte chemische Signale und Turbulenzschwankungen, aus denen die Forscher die Stoffflüsse bestimmten und die flüchtigen organischen Verbindungen Quellen wie Vegetation, Verkehr, chemischen Produkten, Kochen und Haushalten zuordneten.
Dabei zeigte sich ein deutlicher Unterschied zwischen ausgestoßener Menge und chemischer Wirkung. Biogene Verbindungen machten nur ungefähr ein Zehntel der gemessenen VOC-Emissionen aus, trugen aber fast die Hälfte zur gesamten VOC-Reaktivität bei. Diese Reaktivität beschreibt, wie schnell die Stoffe in der Atmosphäre weiterreagieren und dadurch an der Ozonbildung mitwirken können. Mehr als 90 Prozent der Reaktivität der biogenen Emissionen gingen auf Isopren zurück.
Besonders ausgeprägt war der Temperatureffekt, denn zwischen 20 und 35 Grad Celsius nahm die Reaktivität der von Stadtbäumen freigesetzten VOC um das Sieben- bis Achtfache zu, während sie bei menschlich verursachten VOC nur um etwa 40 Prozent stieg. Der Anteil der Vegetation an der gesamten VOC-Reaktivität erhöhte sich dadurch von 21 auf 74 Prozent. An Tagen mit VOC-empfindlicher Ozonbildung stiegen zugleich die beobachteten Ozonspitzen mit der Temperatur ähnlich stark wie die VOC-Reaktivität, was einen Zusammenhang stützt.
Die hohe Isoprenbelastung ließ sich nicht allein mit der Menge an Stadtgrün erklären. Nach Korrektur für Temperatur und Sonneneinstrahlung lagen die Isoprenemissionen Pekings über denen der anderen verglichenen Städte und näherten sich Werten gemäßigter Wälder. Mehr als ein Drittel der Bäume in Peking gehört zu isoprenemittierenden Arten, darunter Trauerweiden und Chinesische Weißpappeln.
Über die verglichenen Städte hinweg unterschieden sich die Isoprenemissionen um mehr als das Zehnfache und folgten eng dem Anteil isoprenemittierender Bäume. Der Mitautor Prof. Thomas Karl von der Universität Innsbruck (UIBK) weist darauf hin, dass sich die Situation nicht unverändert auf Europa übertragen lässt.
„In europäischen Städten finden wir deutlich weniger Baumarten, die Isopren abgeben. Heimische Baumarten emittieren häufig Monoterpene, die ebenfalls ozonbildend sind, jedoch in geringeren Mengen als Isopren abgegeben werden“, schildert Thomas Karl.
Die Ergebnisse sprechen deshalb nicht gegen städtische Begrünung. Vielmehr könnte das Emissionspotenzial einer Art künftig ein zusätzliches Kriterium bei Neupflanzungen und der turnusmäßigen Erneuerung von Baumbeständen sein. Für Peking berechnete das Team, dass der Austausch des am stärksten Isopren emittierenden Zehntels des Baumbestands gegen emissionsärmere Arten die Isoprenemissionen um mindestens 29 Prozent senken könnte.