Анализ критериев опасности загрязнения атмосферы для растений (стр. 2 из 2)
Из всех примесей, оказывающих вредное воздействие на растительность, самым изученным является двуокись серы [1,3,6,8,9,10], именно ей уделим основное внимание. О’Гара установил сравнительную чувствительность примерно 100 видов растений к SO2 в условных единицах, причем за единицу принята чувствительность люцерны [3]. Для самой люцерны установлено, что начальные признаки её повреждения соответствуют концентрации SO2 (условно эту ПДК обозначим Сpd), равной 3.3мг/м3 или 1.2 млн-1 при длительности воздействия 1ч.
Для величин Сpd по отношению к растительности О’Гара установил их зависимость от времени действия t в виде уравнения Сpd = 0.33 + 0.92/ t, где Сpd выражено в млн-1, а t - в часах.
Слабому поражению листа соответствует Сpd = 0.94 + 0.24/ t, а разрушению листа на 50 и 100% соответствуют Сpd = 1.4 + 2.1/ t и Сpd = 2.6 + 3.2/ t .
На основе этих формул произведена классификация растений по степени устойчивости растений к SO2 и расчитаны пороговые концентрации диоксида серы, при которых растения подвергаются различным воздействиям.
Таблица 2
Сравнительная устойчивость растений к SO2 и пороговые концентрации SO2 (в млн-1).
| Растение | Устойчивость | Повреждение | |||
| Значение | Степень | слабое | на 50% | на 100% | |
| люцерна | 1.0 | слабая | 1.2 | 3.5 | 5.8 |
| овес | 1.3 | слабая | 1.5 | 4.6 | 7.5 |
| клевер | 1.4 | слабая | 1.6 | 4.9 | 8.1 |
| пшеница | 1.5 | слабая | 1.8 | 5.2 | 8.7 |
| горох | 2.1 | средняя | 2.5 | 7.4 | 12.2 |
| виноград | 2.2 | средняя | 2.6 | 7.7 | 12.8 |
| абрикос | 2.3 | средняя | 2.8 | 8.0 | 13.5 |
| картофель | 3.0 | значительная | 3.6 | 10.5 | 17.4 |
| кукуруза | 4.0 | значительная | 4.8 | 14.0 | 23.2 |
| огурцы | 4.2 | значительная | 5.0 | 14.7 | 24.4 |
| сосна | 7 | значительная | 8.4 | 24.5 | 40.6 |
Концентрации вредных примесей по-разному оказывают влияние, как на культурные, так и на дикорастущие виды растений. Растения имеют различную чувствительность к примесям как от их концентрации так от продолжительности их воздействия (рис.).
Группа экспертов ВОЗ для оценки воздействия SO2 на окружающую среду, человека и растительность рекомендовала пользоваться графиком, приведенным на рис. [10]. Из него следует, что при небольших концентрациях SO2 растения могут повреждаться при больше продолжительности времени воздействия, так, например, при концентрации больше 0.2 мг/м3 растения могут повреждаться в течение месяца. При уменьшении времени воздействия концентрация веществ, приводящих к повреждению, увеличивается, так кратковременное до 5 минут резкое увеличение концентрации (которое может наблюдаться при залповых выбросах и при аварии) может привести к повреждению и гибели растительности. Однако зависимости эти еще недостаточно изучены. Нередко отмечаются случаи повреждения деревьев, особенно хвойных, при весьма малых концентрациях SO2.
Рис. Зависимость между концентрацией SO2, при которой
повреждаются растения, и временем воздействия
I – область значений концентраций SO2 и продолжительности воздействия, при которых установлено повреждение растительности; II – то же, при которых не установлено повреждение
Несмотря на то, что уровень загрязнения воздуха в целом в Бишкеке выше среднего по СНГ, концентрация SO2 в отдельные годы колеблется в пределах от 0.003 до 0.009мг/м3 и поэтому никакой опасности для растений в настоящее время не представляет. Соблюдение ПДК во многих случаях позволяет обеспечить необходимые условия сохранения растений от их повреждения вследствие загрязнения воздуха.
Для ослабления угнетающего действия атмосферного загрязнителей применяют удобрения, которые ослабляют отрицательное воздействие почв и непосредственно влияют на прогрессирующее развитие повреждений надземных органов растений. Под влиянием SO2 может происходить сильное подкисление почв [5]. Вследствие зависимости растительности от реакции почвы при подкислении могут происходить изменения видового разнообразия сенокосных угодий и естественных экосистем. Для сельскохозяйственных площадей важно, чтобы в почве имелось достаточное количество кальция, необходимого для поддержания pH в оптимальных пределах, обеспечивающих протекание реакций обмена ионов, насыщения коллоидов и поддержания рыхлости почвы. В качестве питательного вещества кальций, кроме того, повышает устойчивость к SO2 и HF. Эти положения также справедливы и для азота. Вместе с тем, сразу после внесения больших доз азотных удобрений может повыситься чувствительность растений к токсикантам, и поэтому рекомендуется постепенное внесение удобрений.
Калий также увеличивает устойчивость растений. Оптимальное снабжение калием, особенно в случае воздействия SO2, уменьшает степень повреждения, поскольку скорость поглощения SO2 противоположность скорости поглощения HF не возрастает. В целом внесение удобрений надо проводить таким образом, чтобы, насколько возможно, избежать внесения тех элементов, которые входят в состав загрязнений. Более того, удобрения лучше всего вносить в такой химической форме, которая способствует уменьшению поглощения данных элементов. Например поскольку ионы NO3 подавляют поглощение ионов Cl [5], то очевидно, что при наличии HCl нитратное удобрение будет более эффективным, чем удобрение азотом в форме аммония.
Таким образом, для улучшения экологического состояния г. Бишкек необходимо сохранить, а в лучшем случае увеличить площади зеленых насаждений, причем приоритет необходимо давать древесным насаждениям, выделяющим большое количество фитонцидов (сосна, ель, арча). Косвенно об экологическом состоянии можно судить по наличию мхов и лишайников, чутко реагирующих на увеличение SO2 в атмосфере. Для уменьшения воздействия загрязнения атмосферы на растения необходимо вносить в почву такие удобрения, как азотные, калийные и кальциевые. В настоящее время угроза со стороны SO2 на растения нет, если исключить возможные залповые выбросы, которые могут быть в результате аварий или сжигания угля с большим содержанием серы.
Список литературы
1. Баркер и др. Загрязнение атмосферного воздуха. - Женева, ВОЗ, 1962.
2. Безуглая Э.Ю, Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город. -Л.: Гидрометеоиздат. 1991. -256с.
3. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. –Л.: Гидрометеоиздат, 1991. –136с.
4. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат.1991. -442с.
5. Гудариан Р. Загрязнение воздушной среды / Пер. с англ. Под ред. Г.М.Илькуна. -М: Мир. 1979, 200с.
6. Илькун Г.М. Загрязнение атмосферы и растений. -Киев: Наукова думка.1978. -248с.
7. Климат Фрунзе / Под ред. Е.С.Скибы, Ц.А.Швер. -Л.: Гидрометеоиздат, 1990. -136с.
8. Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. – Новосибирск: Наука. 1979, -278с.
9. Николаевский В.С., Першина Н.А. Проблемы предельно допустимых концентраций загрязнителей, воздействующих на растения / Проблемы фитогигиены и охрана окружающей среды. Изд. АНСССР, С.117-121.
10. Sucss M.J., Crastford J.R., eds Manual on urban air quality management. - Copenhagen: 1976, BHO. 200p.
11. Vogl M., Börtisz S., Poster H. Physiologischt und biochemishe Beitrage zur Rauchaden fochung. G. Mitt. Definitionen von Shadigungsstufen und resistenzformen gegenuber der shadgaskompontnte SO2. Biol. Zbl. 84, 763-777.
12. Weinstein L.H., McCune D.C. (1970). Effects of fluoride on agriculture. JAPCA 21, -P.410-413.