TREES AND DUST: STUDYING THE EFFICIENCY OF LEAVES AS NATURAL BIOFILTERS

ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-12 395 DARAХT VA CHANG: TABIIY BIOFILTRLAR SIFATIDA BARGLARNING SAMARADORLIGINI O‘RGANISH Xusanov Husniddin Baxriddinzoda TerDMAU 3-bosqich talabasi Safarova Ruzigul To‘xtayevna TerDMAU biologiya fanlari nomzodi Annotatsiya: Daraxtlar tabiiy biofiltr sifatida havo ifloslanishiga qarshi kurashda alohida ahamiyat kasb etadi. Ushbu tadqiqot Termiz shahrida olib borilgan tajribaviy kuzatuvlar asosida barglarning changni ushlab qolish mexanizmini o‘rganadi. SEM mikroskopiyasi va statistik tahlillar orqali shumtol va chinor kabi daraxtlar PM2.5 zarrachalarini samarali ushlab qolishi isbotlandi. Ish natijalari urbanistik hududlarda ko‘kalamzorlashtirish strategiyalarini ilmiy asoslashga xizmat qiladi. Abstract: Trees function as natural biofilters and play a crucial role in combating air pollution. This study presents experimental observations from Termiz city, focusing on the capacity of tree leaves to retain airborne particulates. Using SEM microscopy and statistical modeling, species like Catalpa and Platanus were found to effectively trap PM2.5 particles. The findings support evidence-based planning of urban green infrastructure. Аннотация: Деревья выполняют функцию природных биофильтров и играют ключевую роль в борьбе с загрязнением воздуха. Настоящее исследование основано на экспериментах, проведенных в городе Термез, и направлено на изучение способности листьев деревьев задерживать частицы PM2.5. С помощью СЭМ-микроскопии и статистического моделирования было установлено, что такие виды, как катальпа и платан, эффективно улавливают мелкодисперсные частицы. Полученные результаты способствуют научному обоснованию озеленения городов. Kalit so‘zlar: Tabiiy biofiltrlar, chang yutilishi, barg morfologiyasi, nanoanalitika, PM2.5, shahar ekologiyasi. Ключевые слова: Природные биофильтры, задержка частиц, морфология листа, наноаналитика, PM2.5, городская экология. Keywords: Natural biofilters, particulate retention, leaf morphology, nanoanalytics, PM2.5, urban ecology. Kirish: XXI asr ekologik muammolari orasida havo ifloslanishi inson salomatligiga eng jiddiy xavf tug‘diruvchi omillardan biri sifatida e’tirof etilmoqda. Jahon sog‘liqni saqlash tashkiloti (JSST) ma’lumotlariga ko‘ra, har yili havo ifloslanishi bilan bog‘liq kasalliklar oqibatida 7 millionga yaqin inson vafot etadi. Ayniqsa, PM2.5 va PM10 kabi mayda dispers chang zarralari o‘pka alveolalariga chuqur kirib borib, yurak-qon tomir va nafas olish tizimi kasalliklarini keltirib chiqaradi. Urbanizatsiya jarayonlari, sanoat korxonalarining ko‘payishi, avtomobil harakati va qurg‘oqchilik sharoitida chang-to‘zonlarning ko‘payishi ekologik muhit barqarorligiga tahdid solmoqda. Aynan shunday sharoitda yashil o‘simliklar, xususan daraxtlar – tabiiy biofiltr sifatida – ekologik muvozanatni saqlashda asosiy rolni bajaradi. Daraxtlar nafaqat kislorod ishlab chiqaruvchi va ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-12 396 karbonat angidridni yutuvchi yashil biomassadir, balki ularning barglari orqali havo tarkibidagi zararli zarrachalarni ushlab qoluvchi tabiiy filtr sifatida xizmat qiladi. Daraxt bargining yuzasi, mikroskopik tuzilmalari – kutikula qalinligi, silliqlik darajasi, mikrotukchalar va stomalar soni – changni ushlab qolish jarayonining samaradorligini belgilaydi. So‘nggi yillarda barg sirtining nanoanalitik tahlili, matematik modellashtirish va monitoring texnologiyalarining rivojlanishi ushbu sohadagi ilmiy izlanishlarga chuqur ilmiy asoslar kiritmoqda. Termiz shahri misolida olib borilgan ushbu tadqiqot shahar ekologiyasi uchun zaruriy bo‘lgan ekologik yechimlardan biri – manzarali daraxtlar orqali havo sifatini yaxshilash imkoniyatlarini o‘rganishga qaratilgan. Ayniqsa, chang zarralari ko‘p bo‘lgan hududlarda, sanoat zonalari yoki avtomobil yo‘llari atrofida ekilgan daraxtlar havoni tozalashda muhim biofiltr funksiyasini bajaradi. O‘rmon tashqarisida o‘rtacha PM10 darajasi 31.5 μg/m³ bo‘lgan bo‘lsa, o‘rmon ichkarisida bu ko‘rsatkich 22.4 μg/m³ ga tushgani kuzatildi, ya’ni zarrachalar kontsentratsiyasi salbiy gradient bo‘yicha kamaydi [7]. Aqshning kontinental hududidagi shaharlarda olingan soatlik meteorologik va havo ifloslanishi ma’lumotlariga asoslangan modellashtirish tadqiqoti shuni ko‘rsatadiki, shahar daraxtlari katta miqdorda havoni ifloslantiruvchi moddalarni yo‘qotadi va natijada shahar havosi sifati yaxshilanadi. Shaharlarda ifloslantiruvchi moddalar (O₃, PM10, NO₂, SO₂, CO) ni yo‘qotish darajasi har xil bo‘lib, AQShdagi shahar daraxtlari tomonidan bir yilda jami 711,000 metrik tonna ifloslantiruvchi modda yo‘qotilgan (bu 3,8 milliard dollarlik iqtisodiy qiymatga teng). Biroq, ifloslantiruvchi moddalarni yo‘qotish – bu shahar daraxtlarining havo sifatiga ta’sir qilishining faqat bir yo‘lidir [1]. Ushbu ilmiy ish aynan shunday global va mahalliy ekologik muammolarga javob izlab, daraxt barglarining changni yutish mexanizmlarini tajriba, nanoanaliz, statistik va matematik modellar orqali tahlil etadi. Shuningdek, ekologik sog‘lom muhit yaratishda qanday daraxt turlarini tanlash lozimligi bo‘yicha amaliy tavsiyalar ishlab chiqishga asos bo‘ladi. Maqsad va vazifalar Daraxt turlarining changni ushlab qolishdagi nisbiy samaradorligini taqqoslash; Barg yuzasi silliqligi va mikro-tukchalarining chang yutishdagi rolini aniqlash; Olingan ma’lumotlar asosida matematik model ishlab chiqish; Shahar ekologiyasini yaxshilashga doir tavsiyalar berish. Tadqiqot metodologiyasi: 1. Ilmiy adabiyotlar tahlili – so‘nggi ilmiy maqolalar asosida nazariy baza shakllantirildi. 2. Maydon kuzatuvlari – Termiz shahrida tanlangan 5 daraxt turida chang yutilishi o‘lchandi. 3. Nanoanalitika – SEM (skanerlovchi elektron mikroskopiya) usuli orqali barg sirtidagi PM2.5 o‘lchovlari amalga oshirildi. 4. Monitoring – PM2.5 va PM10 miqdori AQSh EPA standartiga muvofiq maxsus asboblar yordamida o‘lchandi. 5. Statistik tahlil – Pearson korelyatsiyasi va dispersiya tahlili (ANOVA) orqali bog‘liqliklar baholandi. 6. Matematik modeldaraxtlarning changni ushlash samaradorligini aniqlash uchun matematik modellar yaratiladi. Ushbu modellar shahar hududlaridagi daraxtlarning ekologik salohiyatini prognoz qilish uchun ishlatiladi. Model yordamida turli daraxt turlarining havo sifatini yaxshilashdagi potentsiali va samaradorligini tahlil qilish mumkin bo‘ladi. Chang yutilish miqdorini hisoblashda quyidagi formuladan foydalanildi: ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-12 397 Q = A x E x T Bu yerda: Q – yutilgan chang miqdori (μg); A – barg yuzasi (m²); E – chang yutilish samaradorligi (foizda, %); T– chang ta’siri davomiyligi (soat). Daraxtlar o‘zlari turgan yerga nisbatan katta barg maydonlari va yuzalarining fizik xossalari tufayli havodagi ko‘p sonli zarrachalarni olib tashlab, ifloslangan muhitda havo sifatini yaxshilaydigan biologik filtr vazifasini o‘tashi mumkin [4]. Daraxtlarning havo ifloslanishiga ta’sirini o‘rganishga bag‘ishlangan kompleks tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, shahar daraxtlarining soyasini boshqarish havo sifatini yaxshilash va toza havo standartlariga erishishning samarali strategiyasiga aylanishi mumkin [1]. Shahar daraxtlari tez urbanizatsiya bilan yuzaga kelayotgan atrof-muhitning yemirilishini kamaytirishda turli foydali xususiyatlar va xizmatlar orqali yordam berishi mumkin [6]. Santiago (Chili) shahri Lotin Amerikasidagi eng yomon shaharlardan biri sifatida shahar havosining ifloslanish darajasi bo‘yicha ajralib turadi. Atmosfera ifloslanishini kamaytirish rejasining bir qismi sifatida, Santiago mintaqaviy metropoliten hukumati Gran Santiago hududida diametri 10 mikrondan kichik zarrachalarni (PM₁₀) yo‘qotish uchun shahar o‘rmonlaridan foydalanishni ekologik siyosat maqsadi sifatida belgilagan [3]. Havo orqali kiruvchi ifloslantiruvchi moddalar va chang to‘g‘ridan-to‘g‘ri barglar tomonidan ham so‘rilishi, ildiz orqali so‘rilishga qo‘shimcha ravishda, Quercus ilex L. barglarining elementar tarkibiga ta’sir qiladi [5]. Tahlil va natijalar: Ushbu ilmiy ish Termiz shahri shahar hududida (ayniqsa chang ko‘p bo‘ladigan avtomobil yo‘llari va sanoat zonasida) 2025-yil bahor mavsumida olib borilgan tajribaviy kuzatuvlar asosida bajarildi. 1. Tajriba obyektlari Tadqiqotda quyidagi daraxt turlari tanlab olindi: Shumtol (Catalpa bignonioides) Chinor (Platanus orientalis) Kashtan (Aesculus hippocastanum) Akatsiya (Robinia pseudoacacia) Glidicheya (Gleditsia triacanthos) Ushbu daraxtlar Termiz shahrining 5 xil hududida joylashgan bo‘lib, o‘rtacha bir xil antropogen sharoitda o‘suvchi namunalardan 3 tadan (n=3) olindi. A. Barg namunalarini yig‘ish: Har bir daraxtdan 5 dona sog‘lom barg olindi (yuqori va pastki sathdan). Barglar maxsus qog‘ozli konteynerda laboratoriyaga olib borildi. B. Laboratoriya tahlili: Barg yuzasi silliqligi va mikro-tukchalar zichligi SEM (Scanning Electron Microscope) yordamida o‘lchandi. Chang miqdori (PM2.5) barg sathidan gravimetrik metod orqali aniqlandi. Har bir bargdan yutilgan chang massasi (μg) hisoblab chiqildi. ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-12 398 Daraxt turlarining PM2.5 yutilish samaradorligi Eng yuqori: Shumtol, eng past: Glidechiya (grafikda qora terak deb xato yozilgan ) Tajriba davomida cho‘kish tezligi (Vg) va zarrachani tutib qolish samaradorligi (Cp) aniqlandi. Shuningdek, daraxt barglari tuzilishiga bog‘liq bo‘lgan Stoks soni (St) Cp bilan bog‘lanib, daraxt morfologiyasining zarracha ushlashga ta’siri baholangan [2]. Pinus nigra – 2.8%, Populus trichocarpa × deltoides – 0.12%, Acer campestre – 0.06% [2]. Ignabargli daraxtlarning (qora qarag‘ay ) yaproqlarining murakkab va nozik tuzilishi ularning zarrachalarni ushlab qolishdagi yuqori samaradorligini tushuntiradi [2]. Yaproqbarglilar orasida chinor alohida yuqori. Korelatsiya: r = 0.79, p < 0.01 – mikro-tukchalar soni va chang yutilish samaradorligi o‘rtasida kuchli bog‘liqlik aniqlangan. Dispersion tahlil (ANOVA): Daraxt turlari o‘rtasidagi farq F = 6.42, p < 0.01 → statistik ahamiyatli. Adabiyotlar tahlili: Escobedo va boshqalar (2008) Chilining Santyago shahrida olib borilgan iqtisodiy-ekologik tahlil asosida shahar o‘rmonlarining havo sifati yaxshilanishidagi foydaliligini tahlil qilgan va bu jarayonda qaysi daraxt turlari ko‘proq ekologik foyda berishini aniqlaganlar [3]. Bu yondashuv urbanistik muhitda manzarali daraxtlarni tanlashda ilmiy mezonlar kerakligini isbotlaydi. Beckett et al. (1998) chang ifloslanishining oldini olishda shahar o‘rmonzorlarining tutib qolish va inertlashtirish imkoniyatlarini sinchiklab o‘rgangan. Ular daraxtlar orqali atmosferadagi PM zarrachalarining kamayishini eksperimental tarzda tasdiqlaganlar [4]. Alfani va hamkorlari (1996) tomonidan barg yuzasining kontaminatsiyasi bo‘yicha olib borilgan mikroelemental tahlil shuni ko‘rsatdiki, chang zarrachalari barg kutikulasi ustida yig‘ilib qoladi va ISSN: 2582-4686 SJIF 2021-3.261,SJIF 20222.889, 2024-6.875 ResearchBib IF: 9.948 / 2024 VOLUME-5, ISSUE-12 399 bu jarayon daraxt morfologiyasiga kuchli bog‘liqdir. Tadqiqotlar elementar tahlillar (Pb, Cd, Zn) orqali o‘lchangan [5]. Roy va boshqalar (2012) 11 xil iqlim zonasidagi shaharlarda daraxtlarning ekologik xizmatlari, xarajatlari va baholash usullarini tizimli ravishda ko‘rib chiqib, shahar daraxtlarining umumiy havo sifati, soyaboplik va ekologik foydasini mezonlashtirganlar [6]. Cavanagh va boshqalar (2009) esa mahalliy o‘rmonzor maydonlarida havo zarrachalarining konsentratsiyasi qanday kamayishini fazoviy gradient asosida o‘rganib, bu o‘zgarishlarni daraxtlar zichligi, morfologiyasi va joylashuviga bog‘lashgan. Ularning tadqiqotlari manzarali daraxtlarning zarrachalarni kamaytirishdagi rolini ochib bergan [7]. Xulosa va tavsiyalar: Shumtol va chinor barglari changni yutish bo‘yicha eng samarali daraxt turlari sifatida ajralib turdi. Barg yuzasining g‘adir-budurligi, mikro-tukchalar zichligi va kutikulaning qalinligi PM2.5 ushlash darajasini belgilovchi asosiy omillar sifatida belgilandi. Ular shahar havosini tozalashda ekologik resurs sifatida muhim rol o‘ynaydi. Shahar markazlarida shumtol va chinor daraxtlarini ko‘paytirish; PM monitoringni har chorakda amalga oshirish; Daraxt tanlovida barg yuzasi morfologiyasini hisobga olish; Yashil infratuzilma uchun davlat grantlarini kengaytirish Foydalanilgan adabiyotlar: 1. Nowak D.J. et al. (2006). Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States. Urban Forestry & Urban Greening. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2006.01.007 2. Beckett K.P., Freer-Smith P.H., Taylor G. Particulate pollution capture by urban trees: effect of species and wind speed. Global Change Biology. -2000. 6(8):995 - 1003 https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2000.00376.x 3. Escobedo F.J., Wagner J.E., Nowak D.J., De la Maza C.L., Rodriguez M., Crane D.E. Analyzing the cost effectiveness of Santiago, Chile's policy of using urban forests to improve air quality // Journal of Environmental Management. – 2008. – Vol. 86, no. 1. – P. 148–157. – DOI: 10.1016/j.jenvman.2006.11.029 4. Beckett K.P., Freer-Smith P.H., Taylor G. Urban woodlands: their role in reducing the effects of particulate pollution // Environmental Pollution. – 1998. – Vol. 99, no. 3.– P. 347–360. – DOI: 10.1016/S0269-7491(98)00016-5 5. Alfani A., Maisto G., Iovieno P., Rutigliano F.A., Bartoli G. Leaf contamination by atmospheric pollutants as assessed by elemental analysis of leaf tissue, leaf surface deposit and soil // Journal of Plant Physiology. – 1996. – Vol. 148, no. 1–2. – P. 243–248. – DOI: 10.1016/S01761617(96)80321-X 6. Roy S., Byrne J., Pickering C. A systematic quantitative review of urban tree benefits, costs, and assessment methods across cities in different climatic zones // Urban Forestry & Urban Greening. – 2012. – Vol. 11, no. 4. – P. 351–363. – DOI:10.1016/j.ufug.2012.06.006. 7. Cavanagh J. A. E., Zawar-reza P., Wilson J. G. Spatial attenuation of ambient particulate matter air pollution within an urbanised native forest patch // Urban Forestry & Urban Greening. – 2009. – Vol. 8, no. 1. – P. 21–30. – DOI:10.1016/j.ufug.2008.10.002