Министерство образования и науки РФ
Марийский Государственный Университет
Кафедра экологии
Курсовая работа на тему:
«Загрязняющие вещества атмосферного воздуха и их влияние на морфофизиологические показатели растений»
Выполнил: студент гр. БЭ-61
Горланова С.
Научный руководитель: к.б.н.,
доцент Скочилова Е.А.
Йошкар-Ола
2007
Содержание
Введени
1. Обзор литературы
1.1 Состав атмосферного воздуха
1.2. Загрязняющие вещества атмосферного воздуха.
1.2.1. Химическое загрязнение
1.2.2. Биологическое загрязнение
1.2.3. Механическое загрязнение
1.2.4. Физическое загрязнение
1.2.5. Характеристика приоритетных загрязнителей воздуха
1.3. Влияние загрязняющих веществ на морфофизиологические показатели растений
1.4. Физиологическая роль серы
Заключение
Список литературы
Атмосферный воздух такого состава, к которому мы привыкли, сформировался еще 200 миллионов лет назад. На протяжении многих веков он оставался неизменным. Именно при таких соотношениях воздуха возможна жизнь на Земле, как человека, так и аэробного микроорганизма.
Несмотря на то, что на состав атмосферного воздуха влияют естественные причины, происходящие на планете (извержения вулканов, лесные пожары, выветривание, эрозия почвы и др.). Они не приносят большого ущерба. Такое воздействие, которое оказывает человек, особенно в последние десятилетия, несравнимо ни с чем.
Атмосфера обладает мощной способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Движение воздуха приводит к рассеиванию примесей. Пылевые частицы выпадают из воздуха на земную поверхность под действием силы тяжести дождевых потоков. Многие газы растворяются во влаге облаков и с дождями также достигают почвы. Под воздействием солнечного света в атмосфере погибают болезнетворные микроорганизмы. Но в настоящее время объем ежегодно выбрасываемых в атмосферу вредных веществ резко возрос, составляет многие миллионы тонн и превышает пределы способности атмосферы к самоочищению.
Динамическое загрязнение атмосферы происходит, главным образом, в ее нижних слоях Загрязняющие вещества, попав в атмосферу, под воздействием излучения, присутствия свободных радикалов, озона, молекул воды претерпевают изменения, различные химические превращения вплоть до образования весьма опасных соединений. Степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от числа источников загрязнения атмосферы и массы выбрасывающих загрязняющих веществ (Современное состояние, 2006).
И если раньше растения справлялись с определенной массой загрязняющих веществ (в процессе фотосинтеза, накапливания углерода и других вредных элементов), то сейчас разница между загрязнением и очисткой несопоставимо выше.
Растения не обладают сформировавшейся в ходе эволюции, системой адаптации к вредным газам. Газы и взвеси достаточно легко проникают в ткани, органы растений через устьица, приобретая возможность влиять на обмен веществ клеток, вступая в химические взаимодействия на уровне клеточных мембран и клеточных стенок. Пыль, оседая на поверхности растения, закупоривает устьица, что ведет к ухудшению газообмена, нарушению водного режима, а также затрудняет поглощение света (Полевой, 1989).
Для уменьшения вредного воздействия загрязняющих веществ в городах выводят зеленые насаждения. Они выполняют важнейшие средообразующие и средозащитные функции, связанные с выделением кислорода и фитонцидов, ионизацией воздуха, осаждением пыли, формированием своеобразного микроклимата и т.д.
1.1 Состав атмосферного воздуха
Атмосфера – мощная газовая оболочка Земли, характеризирующаяся резко выраженной неоднородностью строения и состава (табл. 1). Масса атмосферы составляет 5*1015т.
По особенностям строения атмосферу делят на 4 сферы: тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу. Мощность тропосферы 8-10км в полярных областях и 16-18км у экватора. Это самая плотная часть атмосферы и она непосредственно граничит с поверхностью океана и суши. Температура здесь понижается с высотой (до 6°С на каждый километр). Стратосфера распределена на две зоны: нижнюю, достигающую высоты 25 км, и верхнюю, которая простирается до высоты 50 км. В стратосфере, на высоте 25км расположен озоновый слой. Выше стратосферы располагается мезосфера, достигающая 80км от уровня моря и характеризующаяся мощностью 25км. В мезосфере происходит понижение температуры с высотой. Далее идет термосфера (ионосфера). Верхней оболочкой атмосферы является экзосфера, область диспозиции атмосферных газов (преодоление атомами и ионами поля Земли), в результате которой Земля теряет то или иное количество атмосферных газов.
Атмосфера нашей планеты состоит в основном из азота и кислорода. Кроме того, в состав атмосферы входят углекислый газ, озон, аргон, водород, гелий и некоторые другие газы, а также водяной пар, содержание которого в среднем составляет 2,4 г/см3.
Газовая среда, содержащая необходимые компоненты воздуха, является одним из важнейших экологических факторов. Кислород необходим всем живым организмам для дыхания, а другой компонент воздуха - углекислый газ – обеспечивает воздушное питание зеленых растений – фотосинтез (Акимова, Хаскин, 2001).
Временное изменение содержания кислорода на 2-3% не оказывает заметного физиологического действия, но в почве и глубоких нарах животных его содержание может опускаться значительно ниже.
Таблица 1 - Состав земной атмосферы
| Составляющая | Объемное соотношение, % | Массовое содержание, % |
| Азот Аргон Гелий Оксид азота (I) Кислород Криптон Метан Неон Углекислый газ | 78,1 0,93 5,24*10-4 5,0*10-5 20,95 1,14*10-4 1,4*10-4 1,8*10-3 0,032 | 75,53 1,28 7,24*10-5 7,6*10-5 23,14 3,3*10-4 7,75*10-5 1,25*10-3 0,046 |
Атмосферный воздух в последние десятилетия интенсивно загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания. Таким образом, под загрязнением атмосферы понимается привнесение в атмосферу веществ в виде газа, пара или пыли в степени, оказывающей вредное воздействие на организмы, неживую природу или технические устройства. Это одно из наиболее опасных последствий НТР и использования человеком ископаемого топлива.
Атмосфера обладает мощной способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Движение воздуха приводит к рассеиванию примесей. Пылевые частицы выпадают из воздуха на земную поверхность под действием силы тяжести и дождевых потоков. Многие газы растворяются во влаге облаков и с дождями также достигают почвы. Под воздействием солнечного света в атмосфере погибают болезнетворные микроорганизмы. Но в настоящее время объем ежегодно выбрасываемых в атмосферу вредных веществ резко возрос, составляет многие миллионы тонн и превышает пределы способности атмосферы к самоочищению (Воскресенская с соавт., 2004).
Загрязнения любого масштаба по многочисленным цепям природных связей переходит из одной среды в другую. На этом пути первым оказываются автотрофные организмы – растения. Газы, пыль, содержащие различные компоненты, легко проникают в ткани растения через устьица и могут непосредственно влиять на обмен веществ в клетках, вступая в химические взаимодействия на уровне клеточных стенок и мембран.
Пыль, оседая на поверхности листьев, затрудняет поглощение света, нарушает водный обмен. Под действием загрязняющих веществ происходит подавление фотосинтеза, нарушение водообмена, многих биохимических процессов, снижение транспирации, общее угнетение роста и развития растений. Это приводит к изменению окраски листьев, некрозу, опадению листьев, изменению формы роста и т.д. (Воскресенская с соавт., 2005).
1.2. Загрязняющие вещества атмосферного воздуха.
Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха населенных мест используют ПДК – предельно допустимых концентраций и ОБУВ – ориентировочно безопасные уровни воздействия. Всего в России разработано более 600 ПДК и 1300 ОБУВ (табл. 2).
Загрязнение среды и организмов – реально осуществляющийся процесс изменения их химических констант, в результате которого количественное значение и качественные характеристики последних выходят за пределы периодических и апериодических отклонений, происходит нарушение естественного массоэнергообмена.
Загрязнение можно разделить на 4 категории: химические, биологические, физические и механические.
Источниками антропогенного загрязнения атмосферного воздуха являются все виды хозяйственной или иной деятельности человечества (Хвастунов, 1999).
Таблица 2
ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ атмосферного воздуха
| ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ атмосферного воздуха | Класс опасности | ПДК, мг/м3 | ОБУВ, мг/м3 | |
| max разовая | Среднесуточная | |||
| Бенз(а)пирен Диоксины Кадмия оксид Озон Ртуть и ее соединения Свинец и его соединения Азота диоксид Бензол Железа трихлорид Кобальт Марганец и ее соединения Меди оксид Формальдегид Хлор Ацетальдегид Взвеш. Вещества Магния диоксид Олова диоксид Цинка диоксид Аммиак Скипидар Углерода оксид Циклогексан Магния дихлорид Этанол Целлюлоза Фосфор Метан Сурьма Пыль абразивная Нитропарафин | 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ ОБУВ | 0,16 0,001 0,085 0,3 0,01 0,1 0,01 0,5 0,4 0,2 2,0 5,0 1,4 | 0,1 0,5 0,0003 0,03 0,0003 0,0003 0,04 0,1 0,04 0,0004 0,001 0,002 0,03 0,03 0,15 0,05 0,02 0,05 0,04 1,0 3,0 | 0,1 1,5 0,03 0,0005 50,0 0,01 0,04 0,25 |
К числу крупнейших источников загрязнения атмосферного воздуха всегда относился автотранспорт. За последние годы наблюдается увеличение интенсивности автомобильного движения практически на всех автодорогах. Кроме того, увеличилось количество личного автотранспорта, как легкового, так и грузового (Данилов-Данильян, 1996; Государственный доклад, 1998).