Case studies on nitrogen dioxide and particulate matter -Investigation and comparison of different plant species and roof types in urban areas

In den Städten leben zunehmend mehr Menschen. Daher ist eine wesentliche Aufgabe der Kommunen für eine gute Lebensqualität der in den Städten lebenden Menschen zu sorgen. Neben vielen anderen Faktoren spielt dabei auch die Luftqualität eine entscheidende Rolle, denn Luft benötigen wir alle zum Leben und konsumieren Tag für Tag viele Liter davon. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Frage, ob urbane Vegetation, insbesondere begrünte Dachflächen, zu einer Verbesserung der Luftqualität beitragen kann. Um diese Frage beantworten zu können wurden zum einen auf mehreren Dachflächen Parameter, welche die Luftqualität widerspiegeln, erfasst. Bei den untersuchten Parametern handelte es sich in erster Linie um Partikel der Größenordnung 2,5 bis 80 Mikrometer und um Stickstoffdioxid (NO2). Luftgetragene Partikel wurden mittels Sigma-2-Sammlern und NO2 mittels Palmes-Röhrchen erfasst. Zum anderen wurden morphologische Blatteigenschaften verschiedener Pflanzenarten mikroskopisch untersucht und eine Aussage über die Filterleistungen der Arten getroffen. Unterstützend wurden Schwermetallgehalte im Substrat und Durchflusswasser untersucht. Die Untersuchungen auf den Dachflächen haben gezeigt, dass, bedingt durch die Höhendifferenz, auf den Dachflächen deutlich geringere Schadstoffmengen erfasst wurden, als auf Straßenniveau. Für NO2 wurde etwa 50 % geringere Werte erfasst. Der Vergleich zwischen begrünter und unbegrünter Dachfläche zeigte sowohl für Feinstaub, als auch für NO2 leicht signifikant geringere Werte auf den begrünten Dächern. Die Untersuchungen an den verschiedenen Pflanzenarten haben ergeben, dass Pflanzen mit strukturreicher Blattoberfläche, dichtem und hohem Wuchs, mehr Partikel aus der Umgebungsluft filtern als niedrig wachsende Arten oder Arten mit glatter Blattoberfläche. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass begrünte Dachflächen zu einer leichten Verbesserung der Luftqualität, hinsichtlich Feinstaub und NO2, führen können. Entscheidend dabei sind die Wahl der eingesetzten Pflanzen und letztendlich auch der Abstand zu den Emittenten.More and more people are living in cities. Therefore, one of the main tasks of municipalities is to ensure a good quality of life for people living in cities. Among many other factors, air quality plays a decisive role, because we all need air to live and consume many litres of it every day. This study therefore deals with the question of whether urban vegetation, especially green roofs, can contribute to an improvement in air quality. In order to answer this question, parameters reflecting air quality were recorded on several roof surfaces. The parameters investigated were primarily particles in the range of 2.5 to 80 micrometres and nitrogen dioxide (NO2). Airborne particles were recorded using Sigma-2-samplers and NO2 using Palmes tubes. On the other hand, morphological leaf characteristics of different plant species were examined microscopically and a statement was made about the "filtering capacities" of the species. In support of this, heavy metal contents in the substrate and wash-out were investigated. Investigations on roof surfaces showed that, due to the height difference, significantly lower pollutant levels were recorded on roof surfaces than at street level. For NO2, about 50 % lower values were recorded. The comparison between greened and ungreened roof surfaces showed slightly significantly lower values for both particulate matter and NO2 on greened roofs. Investigations on the different plant species showed that plants with a structurally rich leaf surface, dense and tall growth, "filter" more particles from the ambient air than low-growing species or species with a smooth leaf surface. In summary, it can be stated that green roofs can lead to a slight improvement in air quality with regard to particulate matter and NO2. The decisive factors here are the choice of plants used in greening systems and ultimately also the distance to the emitters