Источники загрязнения воздуха и их влияние на растения.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются электростанции, работающие на угле, предприятия металлургической и химической промышленности, нефтеперерабатывающие заводы, транспорт.

Среди веществ, загрязняющих воздух, большое значение имеют двуокись серы, галогены и их соединения, озон, окислы азота, окись углерода, сероуглерод, сероводород, этилен и твердые пылевые частицы - копоть, цемент, частицы, содержащие металлы и их соединения.

Сернистый газ. Выделяется в атмосферу в результате переработки и сжигания органических веществ (угля, нефти, продуктов нефтеперерабатывающих заводов (ПНПЗ), древесины). Ежегодно в мире выбрасывается в атмосферу 110 млн. т сернистого газа, 75% в Западной Европе и Северной Америке.

Двуокись серы токсична для растений: чем интенсивнее они поглощают ее, тем обычно сильнее выражены повреждения листьев: пожелтение, сморщивание, отмирание и опадение. Растения теряют устойчивость к болезням и вредителям. Хвоя сосны опадает при концентрации1х 10^-4 %.

Причинами повреждений следующие. Во-первых, при растворении сернистого газа в воде образуется сернистая кислота или "кислотный дождь", который проникает в хлоропласты и взаимодействует с пигментом хлорофиллом, превращая его в феофитин. При этом изменяется структура хлоропласта, ламеллярная структура нарушается, и пластиды функционально деградируют. Во-вторых, возникает конкуренция поступления в устьице сернистого и углекислого газов.

Не случайно, индикаторами чистоты воздуха служат лишайники, фикобионт в их составе - водоросль, при количестве сернистого газа 0,3 мг/л погибает, из-за разрушения пигмента хлорофилла.

Ряд, из основных древесных растений по степени поглощения сернистого газа за сезон выглядит следующим образом:

Роза - Жимолость - Карагана - Клен - Липа - Береза - Вяз - Ясень - Тополь

8 - 17 - 18 - 30 - 100 - 100 - 120 - 140 - 180

Сероводород. Поступает в атмосферу с выбросами коксохимических предприятий, при производстве вискозы и целлюлозы, ПНПЗ. Основными признаками повреждения являются - потеря тургора, появление светло-желтых пятен и буро-черных ожогов в середине листовой пластинки. Причиной этому служит нарушение структуры цитоплазматической мембраны.

Окислы азота. Выброс этих соединений в атмосферу Земли составляет 50 млн т в год, 38 % - результат работы автотранспорта, 20% - предприятия по производству азотных удобрений, анилиновых красителей, вискозы.

Окись азота вызывает разрушение озона

NO + O₃ = NO₂ + O₂

Это происходит при работе двигателей сверхзвуковых самолетов выше 22-30 км.

Окись азота в концентрации 0,08 мг/м³ задерживает рост и развитие овощных культур, снижает урожайность и товарный вид продукции. Это вызывает нарушения азотного обмена у растений, подавления фотосинтеза, особенно у молодых листьев. Причиной тому служит нарушение ламеллярной структуры хлоропласта.

Озон. Озонированный воздух отличается особой чистотой и свежестью, но только в том случае, когда соблюдается его концентрация. Наиболее чувствительны к изменению содержания озона виноград, цирусовые, табак, редис, шпинат, картофель, фасоль, томаты, люцерна. На верхней стороне взрослых листьев этих растений появляются темно-коричневые пятна в результате повреждения ассимиляционного аппарата, преимущественно столбчатой паренхимы листы. Также наблюдается ослабление процесса дыхания и снижение темпов роста, а, значит, и урожайности растений.

Фтор и его соединения выбрасываются алюминиевыми предприятиями, производителями фосфорных удобрений, эмалей и керамических изделий в виде фтористого водорода или пылеватых частиц фторида Na и К. Признаки повреждений: хлороз (пожелтение) и отмирание листьев (яблоня, цитрусовые, груша, хвойные). У хвои белеют и темнеют концы игл. У апельсина на 20-30% площади уменьшаются размеры листа, ослабляется рост, подавляется прорастание семян, тормозится цветение и снижается урожай. Причинами служат разрушение мембран хлоропластов, а, следовательно, снижение интенсивности фотосинтеза, активизация дыхания, но энергия при этом в виде АТФ не образуется.

Хлор и его соединения попадают в атмосферу при работе гальванотехнических цехов, химических предприятий, производящих гербициды, инсектициды, соляную кислоту, органические красители, хлорную известь, соду. Признаки повреждение растений: торможение роста, а отсюда и снижение урожайности, некрозы (бурые пятна), отмирание и опадение листьев. Причиной является изменение ультраструктуры хлоропласта, разрушение пигментов пластид, снижение количества свободных рибосом хлоропластов, нарушение азотного и энергетического обмена (окисления и фосфорилирования).

Аммиакпопадает в воздух при производстве минеральных удобрений, мочевины, азотной кислоты, при сжигании отходов, при работе сахарно-кожевенных заводов и животноводческих комплексов. Высокие концентрации NH₃ вызывают необратимые изменения в обмене веществ, что сопровождается накоплением в тканях аммиачного азота и вызывает повреждение листовых пластинок в результате дисфункций у растений дыхания и фотосинтеза, изменения активности ферментов, нарушения водного режима.

Тяжелые металлы (самостоятельно).

Пыльоказывает механическое и химическое воздействие на растения. Она способствует образованию осадочного чехла на растениях, препятствующего нормальному тепло- и газообмену, уменьшает доступ света к растениям. Химические влияние обуславливают водорастворимые вещества в пыли, влияющие на обмен веществ. Избыточное содержание пыли в воздухе нарушает работу устьичного аппарата, ограничивает транспирацию, способствует повышению температуры листа на 2-4^о, ослабляет фотосинтез, уменьшает урожай.

Испытывая на себе отрицательно воздействие от запыленности воздуха, растения сами участвую в очистке его от пыли. В городе и в поле может содержатся до 25 г/м³, а в засуху до 50 г/м³, в то время как в лесу пыли практически нет, это благодаря деревьям. Известно, что площадь листовой поверхности превышает площадь занимаемой деревом территории в 7-10 раз. На 1 дереве тополя высотой 9 м площадь листьев равна 51 м². Площадь хво на 1 леса равна 10-12 га. 1 га пихтового леса задерживает на себе 32 т пылевых частиц за год, ели - 30, сосны - 35 т, дуба - 54 т. Задержке пыли способствует наличие опушения и клейких веществ. За вегетационный период 1 дерево тополя удерживает на себе до 44 кг пыли (у цементного завода), тополь белый (листья опушенные) - 53 кг, ива белая - 34 кг, клен и ясен до 30 кг.

Пыль, оседающая на деревьях, смывается осадками на почву, в результате запыленность воздуха в городе снижается на 42% летом, до 37% - зимой. Поэтому в задачу градостроителей входит повышение площадей зеленых насаждений, до 12 м² на 1 человека.