Сернистый газ. Экологический мониторинг и индикация загрязнений.

В мире выбрасывается в атмосферу свыше 150 млн. т. сернистого газа - 2/3 приходится на США и Западную Европу. Опасные загрязнители - это сжигание высокосернистых углей и мазута. Очень чувствительны к загрязнению сернистым газом люцерна, хлопчатник, пшеница, капуста, ячмень, овес, табак, женьшень, редька, ежа сборная.
Одним из вредных компонентов загрязнений, накапливаемых в атмосфере в результате переработки и горения органических веществ (каменного и бурого угля, нефти, нефтепродуктов, древесины), при производстве и использовании серной кислоты, плавке серосодержащих руд, выбрасываемых тепловыми электростанциями, предприятиями черной и цветной металлургии, коксохимическими и цементными заводами по производству синтетических волокон, аммиака и целлюлозы, является сернистый газ. В мире выбрасывается в атмосферу свыше 150 млн. т. сернистого газа - 2/3 приходится на США и Западную Европу. Опасные загрязнители - это сжигание высокосернистых углей и мазута.

Очень чувствительны к загрязнению сернистым газом люцерна, хлопчатник, пшеница, капуста, ячмень, овес, табак, женьшень, редька, ежа сборная. Двуокись серы поступает в растения в основном через устьица. Чем сильнее опушены листья, тем меньше они поглощают сернистый газ. Мало газа поглощают вишня войлочная, клен серебристый, много -желтая акация. Газ растворяется в жидкой среде клеток. Скорость поступления фитотоксина зависит от его доли в воздухе и насыщенности листьев водой; увлажненные листья быстрее поглощают S02, чем сухие. Например, листья фасоли при влажности воздуха 75% поглощают сернистый газ в 2-3 раза быстрее, чем при влажности 35%.

Многие растения интенсивна накапливают серу. Чем больше серы в листьях, тем сильнее повреждаются листья: первоначально возникают ожоги, затем пластинки морщатся и отмирают. Сосна сбрасывает хвоинки при концентрации сернистого газа 1:1000000. Усиление концентрации сернистого газа ускоряет гибель хвои за короткие часы. Молодые побеги поглощают сернистый газ активнее, чем старые. Сернистый газ снижает содержание хлорофилла, нарушает структуру хлоропластов и снижает интенсивность фотосинтеза: рост растений ослабляется, урожайность и устойчивость к неблагоприятным условиям среды падает.

Очень сильно реагируют на сернистый газ лишайники. Лихенофло-ра города беднее пригородов. Первыми реагируют на сернистый газ лишайники кустистой формы, затем листовые и последними - накипные, или корковые.
В промышленной зоне городов лишайники вообще отсутствуют. Формируется своего рода лишайниковая пустыня. Лишайники весьма чувствительны к сернистому газу потому, что у них отсутствует непроницаемая кутикула и газообмен ведется всей поверхностью. Кроме того, сернистый газ в больших количествах концентрируется в дождевой воде, а лишайники адсорбируют ее всей поверхностью. Лишайники также способны при 0°С и поглощать, естественно, сернистый газ. Они, кроме того, не могут избавляться от пораженных участков как, например, некоторые высшие растения.

Большое многообразие лишайников в какой-либо местности указывает на чистоту воздуха. При концентрации в воздухе двуокиси серы свыше 0,3 мг/м3 лишайники существовать не могут. Некоторые лишайники относятся к сравнительно устойчивым и вегетируют при концентрации в воздухе двуокиси серы от 0,05 до 0,20 мг/м3. К таким лишайникам относятся ксантория (Xanthoria parietina), встречающаяся на камнях, коре осин и т.д., анаптихия реснитчатая (Anapthycia ciliris) и фисция припудренная (Rhyscia pulrerulenta), распространенные на придорожных деревьях и в парках, и некоторые другие. При содержании сернистого газа до 0,05 мг/м3 (воздух чистый) лихенофлора представлена также пармелиями (Parmelia spp.) и электориями (Alectoria spp.).

Двуокись серы, начиная с концентрации 0,1 мг/м3, обусловливает деградацию хлорофилла и снижение фотосинтеза водорослей и лишайников. В кислой среде (рН=3) хлорофилл интенсивно окисляется и претерпевает другие изменения.

Большой интерес с точки зрения индикации загрязнения воздуха представляет лишайник Hypogymnia physods, встречающийся часто на территории Европы на хвойных и отмирающих в течение 1-2 месяцев особях при концентрации сернистого газа 0,08-0,10 мг/м3. Регистрация отмирания слоевища лишайника осуществляется фотографированием на цветную пленку через определенный промежуток времени, или микро-скопированием устанавливают долю поврежденных клеток водорослей, а также по содержанию хлорофилла. Уровень загрязнения среды обитания устанавливают по частоте встречаемости лишайников и мощности их развития на стволах. Установлено, что высокие концентрации сернистого газа при кратковременной экспозиции опаснее для ряда высших растений, чем для лишайников, тогда как продолжительное влияние низких концентраций сильнее сказывается на лишайниках.

Весьма чувствительны к сернистому газу хвойные, особенно ель, пихта и сосна (обыкновенная и Веймутова), меньше лиственница. Известно, что продолжительность жизни хвои у сосны доходит до 4 лет. Если хвоя приобретает темно-красную окраску, особенно у основания, то в воздухе много двуокиси серы. Для подтверждения необходимо определить содержание хлорофилла в хвое.

Считают, что наиболее подходящим индикатором по влиянию двуокиси серы на содержание хлорофилла в хвое является Cryptomeria japonia -дерево с темно-коричневым стволом и пирамидальной кроной; хвоя как бы вросла в веточки и опадают они одновременно; выращивается на Кавказе для защиты от холодов посадок чая. С удлинением срока действия и повышением концентрации двуокиси серы в воздухе увеличивается толщина воскового слоя на хвое сосны, на надземных органах райграса и т.д. Этот феномен используют в качестве теста для индикации двуокиси серы в воздухе.

Наличие большого количества двуокиси серы в воздухе обусловливает резкие отклонения по содержанию фенольных соединений у ели обыкновенной, чем будут отмечены внешние изменения.

Высокая концентрация двуокиси серы усиливает кислотность в клетках растений, особенно широколиственных деревьев. Например, рН клеток коры Tilia platyphyllos в городе составляет около 3, а за городом этот показатель доходит до 4.

Двуокись серы вызывает весьма специфические повреждения растений. Например, по обеим сторонам листьев злаков у центральной жилки образуются белесоватые или коричневые линии. Не случайно поэтому, Роа annua (мятлик обыкновенный) предлагают использовать в качестве индикатора двуокиси серы, поскольку он широко распространен и очень чувствителен к этому химическому соединению.
0
833
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...