- пылевидные вещества и смеси веществ: сажа, летучая зола, угольная пыль, цементная пыль, токсичная пыль, обогащенная оксидами металлов, свинцом, мышьяком.
Таблица 1. Важнейшие газообразные загрязнители воздуха
| Название | Источник загрязнения | Особенности, ПДК, мг м |
| Двуокись серы (SO ) | Электростанции и домашние топки (бурый, каменный уголь, мазут); Химические предприятия, металлургические заводы, заводы сульфитной целлюлозы, коксовые заводы | Дыхательный и ассимиляционный яд (радиус действия до 30 км)ПДК = 0,50 ПДК = 0,05 |
| Фтористый водород (HF)Тетрафторид кремния (SiF ) | Предприятия фтористых химикатов, заводы фосфорных удобрений, алюминиевые заводы, цеха травления стекла, глазуровальные фабрики, кирпичные заводы, керамическая промышленность, потребители угля. | Токсичен уже в малых дозах (радиус действия около 1-5 км). Склонен к образованию аэрозолейПДК = 0,02 ПДК = 0,005 |
| Серный ангидрид (SO ) | Заводы серной кислоты, отопление нефтепродуктами | Разъедающее действие. Действует на близких расстояниях в сочетании с SO |
| Хлористый водород (HCl)Хлор (Cl ) | Электролиз с выделением хлора, оцинкование, калийная промышленность, сжигание отходов полихлорвинила, бурого угля с повышенным содержанием солей | Большей частью действуют на близком расстоянииHCl: - ПДК = 0,05,ПДК = 0,015Cl: ПДК = 0,10,ПДК = 0,03 |
| Соединения свинца (Pb) | Выхлопные газы, химическая промышленность | Нагрузка на организм в районах городских агломераций, вблизи оживленных транспортных магистралей, химических заводовPb: ПДК = 0,0007СО: ПДК = 3,0,ПДК = 1,0NO : ПДК = 0,10,ПДК = 0,04 |
| Сероводород (H S) | Производство светильного газа, сульфатной целлюлозы, вискозы; коксовые, нефтеперегонные заводы | Клеточный и ферментный ядПДК = 0,015ПДК = 0,008 |
| Аммиак (NH ) | Комбинаты промышленного откорма животных, навозная жижа, производство азотных удобрений | Ущерб на близком расстоянии, комбинированное действие с SOПДК = 0,3, ПДК = 0,1 |
| Фотоокислители (О , пероксиацетил-нитрат) | В особых метеоусловиях образуются из выхлопных газов в нижних слоях воздуха | В областях с интенсивным транспортным движением и сильной солнечной радиацией |
От загрязнения воздуха страдают животные, растения и сами люди. Следует иметь в виду, что человек и животное адаптированы к содержанию в воздухе примерно 21% (по объему) кислорода, в то время как растения с их ассимиляционным аппаратом приспособлены к значительно более низким концентрациям в атмосфере углекислого газа – порядка 0,03 (по объему), и потому более чувствительны к концентрациям вредных веществ в воздухе. По этой причине растения особенно пригодны для обнаружения начальных вредных изменений в составе воздуха биосферы и им придается особое значение как биоиндикаторам атмосферного загрязнения.
Для того чтобы выявить действие загрязнителей на живые организмы, можно пользоваться как активным, так и пассивным мониторингом.
При активном мониторинге оправдал себя метод организмов-уловителей. Для этой цели в тест-камеры помещают особо чувствительные к загрязнениям воздуха растения. В контрольной и экспериментальной камерах в течение определенного экспериментального периода поддерживаются стандартизированные условия. В то время как в контрольном варианте происходит постоянная фильтрация вредных веществ, в экспериментальную камеру поступает неотфильтрованный воздух. Циркуляция воздуха обеспечивается работой насоса.
Для активного мониторинга рекомендуется целый ряд растений, часть которых представлена в таблице 2, где указаны индикаторы как специфических, так и комплексных воздействий атмосферного загрязнения.
При пассивном мониторинге для изучения последствий загрязнения используются индикаторные свойства свободно живущих организмов исследуемой области.
Таблица 2. Биоиндикаторы вредных веществ в воздухе при активном мониторинге.
| Компоненты загрязнений | Биоиндикаторы | Симптомы |
| Фтористый водород (HF) | Тюльпан, гладиолус, касатик, петрушка кудрявая | Некрозы верхушек и краев листьев. Накопление втора в сухом веществе |
| Озон (О ) | Табак, шпинат, соя | Некротические пятна на верхней стороне листа, некрозы верхней стороны листьев |
| Пероксиацетилнитрат | Краписа жгучая, мятлик однолетний | Полосчатые некрозы на нижней стороне листьев, полосчатые некрозы листьев |
| Двуокись серы (SO ) | Люцерна, гречиха, подорожник большой, горох, клевер инкарнатный | Межжилковые некрозы и хлорозы |
| Двуокись азота | Шпинат, махорка, сельдерей | Межжилковые некрозы |
| Хлор (Cl ) | Шпинат, фасоль, салат | Побледнение листьев, деформация хлоропластов |
| Этилен (С Н ) | Петуния, салат, томат | Отмирание цветочных почек, мелкие цветы у петунии, закручивание листьев, повышение пероксидазной активности |
| Фторид-ион, ионы металлов (Pb, Zn, Cd, Mn, Cu) | Райграс многоцветковый, полевица ползучая и полевица тонкаяКонский каштан | Накопление в сухом веществе |
| Сочетание вредных веществ в воздухе (SO , HCl, NO , HF) | Пихта, ель, сосна | Снижение содержания хлорофиллов a и b, уменьшение возраста игл и задержка роста |
Фитоиндикация загрязнения почвы.
Загрязнение почвы проявляется в основном в двух формах:
- физическое изменение связано с различными, прежде всего механически действующими, агентами, способными, особенно если они влияют на ризосферу, привести к существенным нагрузкам на соответствующие экосистемы. Они могут быть связаны с химическими изменениями или часто приводят к таким изменениям;
- химическое загрязнение вызвано веществами, действующими в виде газов, растворов или твердых тел и не вызывающими при этом, по крайней мере в начальной стадии, изменений физического характера.
Физическое изменение почвы.
Причинами физических нагрузок на почву являются:
а) прямые механические воздействия:
- повышенное давление на поверхность почвы (транспорт, вытаптывание).
б) процессы, связанные с перемещением почвы (водная, ветровая эрозия, эоловые отложения, особенно вследствие промышленных выбросов).
Наблюдаемое уплотнение почвы определяется пенетрометрически. Параллельно в лаборатории и в поле можно провести исследования важных экологических параметров (прорастание, рост побегов и корней, продуктивность).
Подорожники демонстрируют, например, видоспецифичные различия к уплотнению почвы. В результате представляется возможным путем оценки популяционно-экологических параметров названных видов использовать полученные данные для биоиндикации. Действие на фитоценозы можно проследить, анализируя описания растительности или с помощью длительных наблюдений на экспериментальных квадратах.
Химическое загрязнение почвы.
Исходя из агрегатного состояния и способа действия загрязнителей, упрощенно их можно подразделить на следующие группы:
- газы (особенно серосодержащие промышленные выбросы, галогениды и окислы азота);
- пыль (зола, известковая пыль, частицы, содержащие тяжелые металлы, особенно промышленные выбросы);
- соли (переносимые воздухом и водой, особенно при посыпании зимой улиц для удаления льда или при добыче и переработке соли);
- агрохимикаты (средства защиты растений, удобрения);
- органические газы и жидкости (прежде всего продукты ископаемых видов топлива);
- радиоактивные осадки (главным образом при загрязнении ими воздуха).
Изменение химических параметров почвы отражается спустя короткий или длительный период на росте и продуктивности отдельных видов, их популяций или приводит к более или менее сильным нарушениям структуры фитоценозов и даже к развитию сукцессий.
По причине физико-химической специфики отдельных почв при одинаковой интенсивности и продолжительности действия химического стрессора степень и форма возникающего химического загрязнения может быть различной. Для биоиндикации это важно, поскольку между химической обстановкой и ее влиянием на биоценоз не обязательно существует линейная зависимость. Решающее значение для действий на биологическом уровне имеет по этой причине соотношение интенсивности стрессора и специфической реакции буферной системы почвы.
Фитоиндикация городских насаждений.
Фитомониторинг строится на основе ответных реакций растений на весь комплекс условий местообитания, несводимый непосредственно на влияние техногенного загрязнения. Выявление влияния техногенных условий, производится путем сравнения исследуемых городских сообществ с природными аналогами или внесением растений в загрязненную область. В случае наличия в сообществе видов-интродуцентов, необходимо учитывать уровень отклонения условий в данном климате от оптимума. Так как, ответные реакции на загрязнение наблюдается у всех растений, то необходимо выделить наиболее удобные для индикации виды и признаки. Применение методов фитоиндикации, по сравнению с инструментальными методами имеет ряд недостатков, в частности, в быстро меняющихся условиях - присутствует некоторая необъективность, и отклонение результатов особенно в годы с экстремальными условиями. Ощутимым минусом является, то, что при использовании для анализа урбосреды, нужно следить за всеми компонентами системы, и любое их изменение может привести к сбою системы анализа
При создании системы фитомониторинга нужно использовать ряд принципов позволяющих получать наиболее объективную информацию:
- Определение генезиса существующих насаждений.
- Составление перечня видов городских насаждений.
- Учет различных абиотических факторов, формирование по ним бальных шкал, для систематизации существующих насаждений и выделение групп (например, в пределах одного балла) по которым необходимо вести отдельный учет для выявления влияния фактора загрязнения.