Влияние газопылевых выбросов на растительность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Воздействие экологии на растительный мир

2. Влияние экологических факторов на растения

2.1 Факторы, негативно влияющие на растения

2.2 Вещества - загрязнители растений

2.3 Растения - концентраторы токсических веществ

Заключение

Список литературы

Окружающая среда это совокупность разных элементов, способных напрямую или косвенно воздействовать на организмы. У окружающей среды есть такие элементы, они называются экологическими факторами. Эти факторы делятся на: биотические, абиотические и антропогенные.

К абиотическим относятся элементы не живой природы: влажность осадки, свет температура, ветер и так далее. К биотическим относятся элементы живой природы: животные, растения, грибы и бактерии. Они вступают во взаимодействие с организмами. К антропогенным относятся особенности окружающей среды, которые обусловлены человеческой деятельностью. Чем больше рост населения, тем более возрастают антропогенные факторы.

Влияние всех этих факторов на растения велико. Например, в связи с воздействием солнечного света на растения в них происходит фотосинтез. Есть разные виды растений. Некоторые могут жить и вовсе без света, некоторые любят тень, а другие погибают от недостатка солнца. Так же и с водой. Многие растения не выживут без отсутствия воды, но есть много растений, которые живут на засушливой почве.

1. Воздействие экологии на растительный мир

Жизнь растений тесно связана с условиями внешней среды. Экологическими факторами называются отдельные составные части внешней среды, оказывающие влияние на жизнедеятельность растений. Совокупность экологических факторов, в свою очередь, определяет условия жизни растений, то есть их внешнюю среду.

Экологические факторы делятся на абиотические и биотические. К абиотическим факторам относятся составные части неживой природы. Из них наиболее важные - почва, температура, вода, свет и воздух. К биотическим факторам относятся составные части живой природы. Это бактерии, грибы, животные и растения. Почва для растений является необходимой для жизни средой. Она обеспечивает растения водой и минеральными питательными веществами.

Под действием света и температуры в растениях происходят такие жизненно важные процессы, как фотосинтез, дыхание, рост и развитие, созревание плодов и всходы семян.

Органы растений на 60-90 % состоят из воды. Основные жизненные процессы в растительных клетках происходят в водной среде цитоплазмы. Движение питательных веществ также происходит водным течением.

По обеспеченности водой растения делятся на несколько экологических групп.

Свет крайне необходим для зеленых растений, ибо только на свету происходит процесс фотосинтеза. В зависимости от отношения к свету растения делятся на светолюбивые и теневыносливые.

Воздух состоит из смеси газов, среди которых важное значение для растений имеют кислород и углекислый газ. Углекислый газ усваивается в процессе фотосинтеза, кислород же необходим для дыхания. Ветер играет большую роль при испарении воды, а также при опылении некоторых видов растений и распространении плодов и семян.

На жизнь растений оказывают влияние не только факторы неживой природы, но и живые организмы. В почве живут различные организмы, в том числе и бактерии, которые перерабатывают азот воздуха. Живущие в корнях бобовых растений клубеньковые бактерии способствуют повышению плодородия почвы, а также обеспечивают растения питанием. Кроме того, микроорганизмы расщепляют в почве органические вещества, которые усваивают зеленые растения.

Растения оказывают друг на друга и положительное, и отрицательное влияние. Например, если светолюбивые растения создают условия для тенелюбивых растений, то растения-паразиты - повилика тонкостебельная, повилика Лемана, заразиха и другие - отрицательно влияют на развитие некоторых диких и культурных растений.

Арча, сосна, тополь и другие растения выделяют летучие вещества - фитонциды, которые тормозят жизнедеятельность вредных организмов или убивают большинство их.

Большой вред пустынным растениям Средней Азии наносят грызуны: суслики и тушканчики. Оказывается, 60 % осоки песчаной - самого ценного растения в пустынях - поедают суслики. Так, в норе только одного тушканчика обнаружено 1 240 г запасов луковиц мятлика луковичного.

Таким образом, жизнь растений протекает под влиянием отдельных экологических факторов внешней среды. Человек оказывает непосредственное влияние на условия жизни, на природу и на уменьшение видов растений.

2. Влияние экологических факторов на растения

В последние десятилетия отмечается заметное ухудшение экологической обстановки во многих регионах России. Ухудшение экологической обстановки оказывает негативное влияние на состояние растительности, в том числе и на лекарственные растения.

Основная часть заготовок растительного сырья традиционно сосредоточена не далеко населенных и промышленно освоенных регионах.

Большинство эксплуатируемых земель, зарослей дикорастущих лекарственных растений расположено в зоне активной хозяйственной деятельности человека, на доступных в транспортном отношении территориях.

К ним относятся зоны, прилегающие к населенным пунктам, автомобильным и железным дорогам, сельскохозяйственным полям и фермам, промышленным предприятиям и т.д.

Экосистемы этих территорий имеют высокий уровень загрязняющих веществ. Интенсивные антропогенные воздействия на окружающую среду неизбежно проявляются в загрязнении растения.

Произрастая в неблагоприятных экологических условиях, растения накапливают несвойственные для них химические вещества, либо вещества в несвойственных растениям концентрациях.

Загрязненные растения являются одним из источников поступления ксенобиотиков в организм человека. Они вызывают серьезные нарушения работы различных органов и систем организма, многие из них меняют в организме человека фармакологическую активность лекарственных веществ.

К основным антропогенным факторам, оказывающим наиболее существенное негативное влияние на дикорастущие и культурные растения, относятся:

- загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями;

- загрязнение окружающей среды автомобильным и железнодорожным транспортом;

- использование в сельском и лесном хозяйстве пестицидов, прежде всего средств борьбы с животными вредителями, насекомыми (родентициды, инсектициды); средств борьбы с сорняками (гербициды), болезнями растений (нематоциды, фунгициды); азотных удобрений и других химикатов;

- загрязнение окружающей среды в результате техногенных катастроф (аварии на АЭС, разрывы магистральных трубопроводов).

2.2 Вещества - загрязнители растений

растение антропогенный загрязнение пестицид

В настоящее время известно около 15 тыс. веществ - загрязнителей окружающей среды (атмосферы, воды, почвы). Наиболее опасные из них в токсикологическом отношении:

- полициклические ароматические углеводороды.;

- металлы: стронций (Sr), хром (Сг), селен (Se), магний (Mg), алюминий (Аl), никель (Ni), кадмий (Cd), свинец (Рb), медь (Си), цинк (Zn), железо (Fe), марганец (Мn) и др.;

- нитраты: калиевая, натриевая, кальциевая, аммиачная селитры, мочевина, аммофос, нитроамофоска и др.;

- гербициды, пестициды: прометрин, трифлурамин, 4,6-динитро-ортокерзол (ДНОК) и др.;

- радионуклиды: стронций-90, цезий-137 и др.

В существующей нормативной документации на растительное сырье отсутствуют показатели, характеризующие нормы допустимого и безопасного содержания вредных веществ, за исключением норм на радиоактивное загрязнение. В соответствии с приказом МЗ РФ № 53 от 25.03.94 г. "Об усилении контроля качества растительного сырья" проводится радиологический контроль каждой партии сырья.

Для большинства пищевых растительных продуктов такие нормы (временно допустимый уровень - ВДУ или предельно допустимая концентрация - ПДК) разработаны.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Наиболее стойким, отличающимся сильным канцерогенным действием на организм среди ПАУ является бенз-а-пирен (БАП). Он вызывает рак кожи. На долю БАП в группе ПАУ приходится более 10%. Обнаружение в объекте исследования БАП указывает на присутствие и других соединений данной группы.

ПАУ содержатся в выхлопных газах автотранспорта, в атмосферных выбросах промышленных предприятий. БАП поступает в органы и ткани растений из атмосферного воздуха через покровную ткань листовых пластинок.

Общепринятый фоновый уровень содержания БАП для растений - до 1-5 мет/кг воздушно-сухой массы сырья, ПДК в почве - 20 мкг/кг.

Содержание БАП в воздухе почти во всех городах страны выше ПДК, в большинстве городов в среднем в 3 раза. Уровень загрязнения воздуха БАП особенно повышен в городах с предприятиями черной, цветной металлургии, с угледобывающей и асфальтобетонной промышленностью, с котельными, работающими на угле.

Металлы - загрязнители. В отличие от БАП, металлы являются естественным компонентом растений. Они играют большую роль в жизнедеятельности растительных организмов, принимая участие в ключевых метаболических процессах (дыхании, фотосинтезе, ассимиляции питательных веществ и др.).

Растения являются важнейшими источниками поступления металлов в организм человека, а лекарственные растения, в которых сбалансирование сочетаются БАВ, макро- и микроэлементы, служат ценными лекарственными средствами для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, анемий и других заболеваний.

Интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства, ухудшение экологической обстановки привело к появлению несвойственных для природы концентраций металлов. Они кумулируют в почве и растениях.

При применении загрязненного растительного сырья металлы-загрязнители попадают в организм человека.

При длительном воздействии в малых дозах (а курс лечения с использованием ЛРС обычно не менее 10 дней) меняются физиологические реакции и биохимические показатели организма человека.

Это сказывается на общей реактивности организма, снижается его сопротивляемость к другим экзогенным воздействиям. При воздействии на организм больших доз металлов-загрязнителей развивается неспецифическая патология или заболевание химической природы.

Например:

- алюминий (Аl) вызывает нарушения минерального обмена веществ, функций нервной системы, обладает мутагенной активностью;

- медь (Сu) вызывает острые отравления, имеющие широкий спектр действия с многообразными клиническими проявлениями, обладает высокой гепатотоксичностью, вызывает гемолиз эритроцитов;

- никель (Ni) оказывает общетоксическое действие, вызывает головную боль, одышку, понижение аппетита, вегетативные расстройства с артериальной гипотонией, гипо- и анацидные гастриты, изменения со стороны сердечной деятельности, заболевания легких, злокачественные новообразования, аллергию;

- свинец (Рb) вызывает поражения периферической нервной системы, костного мозга, крови, сосудов, генетического аппарата и другие токсические эффекты.

Металлы-загрязнители влияют и на сами растения. Тот же свинец снижает содержание флавоноидов в цветках липы, сульфаты и сульфиды различных металлов снижают выделение фитонцидов.

Основными источниками загрязнения окружающей среды металлами являются автотранспорт, различные промышленные предприятия.

Лекарственные растения, произрастающие в непосредственной близости к автомобильным дорогам (до 5 м), имеют высокую концентрацию БАП и металлов, максимальная концентрация - на расстояние 1 м от дороги.

Но газопылевая струя автотранспорта выбрасывается невысоко над почвой, и дальность рассеивания выхлопных газов, включающих аэрозоли металлов, сажи, ПАУ и других веществ, не превышает 100 м от магистрали.

Зависит концентрация этих веществ в растениях и от интенсивности движения автотранспорта.

В сельской местности высокое содержание (выше фонового) БАП и металлов в лекарственных растениях ограничивается зоной 100 м от обочины дороги. В городе такую зону выделить невозможно из-за плотности уличной сети и огромного количества других источников загрязнения окружающей среды.

Сходная картина наблюдается и в зоне деятельности промышленного предприятия. Содержание веществ-загрязнителей в почве и растениях зависит от высоты заводских труб и от расстояния до источника загрязнения.

Вокруг предприятия отмечаются следующие зоны:

- в полосе шириной 0.5-1 км - зона выпадения наиболее крупных и тяжелых частиц;

- на расстоянии 1.5-2.5 км - зона максимального и разнообразного загрязнения выбросами;

- на расстоянии 2.5-5 км - зона выбросов более тонкого гранулометрического состава;

- на расстоянии 5-10 км - зона газопылевых выбросов с меньшей плотностью покрытия.

Нитраты. В сельскохозяйственном производстве широко используются азотные удобрения, которые повышают урожайность в 2-3 раза.

Вместе с тем, интенсивное использование азотных удобрений приводит к повышенному содержанию нитратов в продуктах растениеводства, а также в растительности, произрастающей вблизи сельскохозяйственных угодий.

Это касается и дикорастущих лекарственных растений, особенно сорных и рудеральных, произрастающих вблизи полей. Особенно много накапливают нитратов растения сем. сельдерейных, капустных.

В организме растений и человека нитраты восстанавливаются до нитритов, которые более чем в 10 раз токсичнее нитратов. Нитриты при взаимодействии с аминами в желудочно-кишечном тракте превращаются в нитрозамины, вызывающие метгемоглобинемию, обладающие тератогенным, иммунодепрессивным и канцерогенным действием.

Допустимое суточное потребление нитратов с пищей и водой не должно превышать 1 мг/кг массы тела. 8-15 г нитратов могут быть для человека смертельной дозой. Степень перехода нитратов из растений составляет от 63 до 72%.

Накопление нитратов строго специфично для каждого вида растений.

Например, подорожник большой и крапива двудомная накапливают больше нитратов, являясь нитратофилами.

Растения, произрастающие на более плодородных почвах, содержат больше нитратов.

Максимальное загрязнение растений нитратами - на сельскохозяйственных полях, куда вносятся минеральные удобрения, и в непосредственной близости от них (5-10 м). С увеличением расстояния от полей степень загрязнения растений падает.

Гербициды и пестициды. Воздействию гербицидов и пестицидов наиболее подвержены сорные и рудеральные растения, произрастающие вблизи сельскохозяйственных угодий, ферм. Вопросы воздействия на организм, определения и нормирования содержания гербицидов и пестицидов в растениях в нашей стране мало изучены.

Радионуклиды. Наиболее опасным источником загрязнения объектов окружающей среды, в том числе и растений, являются радионуклиды (РН). Основную опасность представляют РН, попадающие в природную среду в результате экологических катастроф, аварий, подобных Чернобыльской.

Среди них особенно опасны РН с длительным периодом полураспада (например, цезий-137 - период полураспада 30 лет).

В растения РН поступают воздушным и почвенным путем. Величина задерживания РН на растениях и их проникновение в ткани растений зависит от многих факторов (биомассы, листовой поверхности и т.д.).

Большое значение имеет вторичное аэральное загрязнение (перенос ветром радиоактивной пыли). Плоды древесных растений на открытых местах обитания практически не накапливают цезий-137 и стронций-90.

Переход РН из растительного сырья колеблется от 24 до 78 %. Временно допустимый уровень (ВДУ) цезия-137 из растительного сырья 1.5х 10-8 ku/кг, л.

Поступая в организм человека, РН накапливаются в мышцах (цезий-137) и костной ткани (стронций-90), создавая тем самым очаги постоянного облучения, что может привести к возникновению лучевой болезни с различными формами ее проявления.

Следует отметить, что токсичные агенты накапливаются в растениях в значительно больших количествах при совместном воздействии. Например, содержание свинца в придорожных растениях под воздействием ионизирующего излучения увеличивается в 50 раз. Во многих районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, наблюдается многократное превышение ПДК по нитратам. Опасных уровней достигает также концентрация в окружающей среде различных пестицидов. Это создает реальную угрозу синергизма при воздействии на организм человека ионизирующих излучений и химических факторов загрязнения окружающей среды.

2.3 Растения - концентраторы токсических веществ

Наибольшее накопление веществ-загрязнителей происходит в растениях:

- с крупными листьями;

- с листьями в прикорневой розетке;

- с опушенными листьями;

- образующих густые заросли.

Концентраторами токсических веществ являются земляника, крапива, мать-и-мачеха, пижма, подорожник, полынь, пустырник, тысячелистник.

Современный период характеризуется резким загрязнением окружающей среды мутагенами.

Они ускоряют старение человека, увеличивают заболеваемость, смертность, снижают долголетие.

Прямое или потенциальное мутагенное действие выявлено у подорожника большого, калины обыкновенной, колючника Биберштейна, дымянки аптечной.

Некоторые растения являются антимутагенами.

Они способны нейтрализовать действие прямых и потенциальных мутагенов. Это душица, зверобой, мать-и-мачеха, пижма, чистотел, шиповник.

Заключение

В наши дни влияние человека на растительный мир очень значимо. Повсеместная вырубка лесов, пожары, мусор, отходы, все это ухудшает развитие растительности. Многие виды погибают, многие находятся на гране исчезновения.

Животный мир тоже страдает от вмешательства человека. Убийство исчезающих особей, и другие факторы не позволяют нормально жить и размножаться живым существам.

Значение факторов неодинаково для разных видов, и даже разных растений и животных одного вида. Одни могут приспосабливаться к различным изменениям, а другие нет. Например, сосна может расти и на болотах и на песках, а кувшинка без воды сразу погибает.

Реакции приспособления организмов к влиянию среды вырабатываются в процессе естественного отбора, и это помогает видам выживать.

Список литературы

1. Культиасов И.М. Экология растений. - М.:Изд-во МГУ, 1982. 360с.

2. Лархер В. Экология растений. - М., 1978. 352 с.

3. Горышина Т.К. Экология растений. - М.: Высшая школа, 1979. 347 с.

4. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. - М.: Изд-во МГУ, 1986. 135 с.

5. Работнов Т.А. Экология луговых трав. - М.: Изд-во МГУ, 1985. 175 с.

6. Шенников А.П. Введение в геоботанику. - Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1964. 412 с.

Размещено на Allbest.ru