Choroby powodowane zanieczyszczeniami środowiska

Słownik niezrozumiałych pojęć tutaj

Wprowadzenie

Powietrze przy powierzchni ziemi składa się głównie z azotu i tlenu (odpowiednio 78 i 21%). Większość z pozostałego procentu stanowi para wodna i CO2. Działalność człowieka w kierunku uzyskiwania energii, działalność przemysłowa i powstające w następstwie tych działalności odpady są przyczyną wydzielania do atmosfery licznych zanieczyszczeń, które mogą zakłócać metabolizm rośliny i indukować choroby. Zanieczyszczenia powietrza szkodliwe dla roślin, szczególnie wokoło pewnych zakładów produkcyjnych, zostało poznane około 100 lat temu. Jego zakres i znaczenie wzrosło jednak z rewolucją przemysłową i będzie prawdopodobnie rosnąć wraz z rosnącą populacją ludzi, industralizacją i urbanizacją.

Prawie wszystkie zanieczyszczenia wywołujące choroby roślin są gazami, chociaż niektóre inne materiały i kurz również szkodzą roślinności. Niektóre szkodliwe gazy, amoniak, chlor, czasami rtęć parują i oddziaływują negatywnie na ograniczonym obszarze. Najczęściej szkodzą one roślinom lub ich produktom w przechowalniach lub sklepach słabo przewietrzanych, w których zanieczyszczenia te są tworzone przez same rośliny.

Bardziej groźne i większe szkody dla roślin rosnących w polu powodują substancje chemiczne takie jak ozon, związki siarki (SO2, H2S, H2SO4, związki azotu (NO3, NO2, HNO3), związki fluoru (HF, NH4F, NaF i inne), związki chloru, tlenki węgla i ozon.

Pyły i gazy przemysłowe wpływają na na rośliny:

Wpływ pyłów. Pyły osiadając na roślinach:

Dla skutecznego zmniejszenia wpływu pyłów na rośliny zaleca się:

1. Zakładać leśne pasy ochronne.
2. Przeprowadzać okresowe deszczowanie upraw i intensywne wapnowanie gleby.
3. Stosować filtry i osadniki w zakładach przemysłowych.
4. Wprowadzać technologie bezpyłowe i bezodpadowe w procesach produkcyjnych.

Wpływ gazów. Gazy są bardziej toksyczne dla roślin niż pyły. Toksyczne działanie takich środków chemicznych można zaobserwować na poziomie wewnątrzkomórkowym. Prowadzi ono do uszkodzenia błon cytoplazmatycznych i organelli komórkowych, a następnie do ich inaktywacji. W efekcie na roślinach pojawiają się chlorotyczne, a później nekrotyczne plamy. Zawilgocone liście mogą ulegać poparzeniu. Obserwuje się także spadek odporności roślin na choroby.

Wpływ SO2. W aglomeracjach miejskich najczęściej obserwowany jest wpływ SO2 na rośliny. Związek ten może być traktowany jako źródło siarki w środowisku, ale zazwyczaj  mamy do czynienia z jego szkodliwym wpływem na rośliny. Wpływ ten objawia się widocznymi i niewidocznymi chorobami liści i całych roślin. Wyróżniamy dwie formy uszkodzeń: ostre i chroniczne. Uszkodzenia ostre powstają w wyniku pochłonięcia dużych ilości SO2 w krótkim czasie, co prowadzi do nagromadzenia siarczynu w roślinie. Natomiast uszkodzenia chroniczne są efektem długotrwałego pochłaniania małych dawek SO2. W tym czasie siarczyny ulegają utlenieniu do siarczanów i są mniej toksyczne dla roślin. SO2 dostaje się do liści przez aparaty szparkowe, częściowo także przez kutykulę i komórki skórki. Gromadzi się m. in. w komórkach przyszparkowych i powoduje zakłócenie:

Skutkami powstałych zakłóceń są:

1. Spadek produkcyjności roślin.
2. Powstawanie chlorozy liści i pojawiania się bielejących plam między nerwami.

Wpływ związków fluoru. Bardzo szkodliwe dla roślin są także związki fluoru. Absorbowane są one przez liście i gromadzą się w ich części wierzchołkowej i na brzegach. Najwrażliwsze na te związki są wilgotne liście. Wpływ związków fluoru na rośliny objawia się brunatnieniem i zamieraniem brzegów liści roślin dwuliściennych oraz wierzchołków jednoliściennych.

Wpływ kwaśnych deszczy

W warunkach normalnych deszcz może zawierać nawet czystą wodę z rozpuszczonymi w niej CO2, NH3 i niewielkimi ilościami kationów Ca++, Mg++, K+ i Na+ oraz anionów Cl- i SO4--. Z tego powodu, mimo że pH czystej wody wynosi 7,0, pH czystego deszczu zwykle wynosi 5,6. Mimo, że taki deszcz jest kwaśny, uznaje się go za normalny. Gdy pH deszczu lub śniegu spadnie poniżej 5,6, nazywa się go „kwaśnym deszczem”.

Kwaśne deszcze są rezultatem aktywności człowieka, szczególnie wykorzystywania paliw kopalnych (oleju, gazu, węgla) i wytapiania rud żelaza. Działalność ta powoduje wydzielanie do atmosfery dużych ilości tlenków siarki i azotu, które następnie po związaniu z wilgocią atmosfery są przekształcane w dwa najbardziej szkodliwe kwasy, kwas siarkowy i kwas azotowy, które opadają wraz z deszczem lub śniegiem. pH deszczu i śniegu na znacznych obszarach świata waha się od 4,0 do 4,5 i jest stąd od 5 do 30 razy bardziej kwaśne niż najniższe pH (5,6) uznane za normalne na obszarach nieskażonych. Najniższe dotychczas stwierdzone pH (2,4 w Szwecji, 1,5 w Zachodniej Wirginii i 1,7 w Los Angeles) było bardziej kwaśne niż kwas octowy (pH 3) i sok cytrynowy (pH 2,2). Uznaje się, że około 70% kwasu w kwaśnym deszczu stanowi kwas siarkowy, a 30% kwas azotowy.

Kwaśne deszcze zakłócają fizjologię rośliny wskutek:

1. Zwiększenia rozpuszczalności wielu rodzaju cząstek.
2. Zbyt silnego obniżenia pH i toksyczności jonów -SO4-- i -NO3-.
3. Oddziaływania szkodliwego rozpuszczonych cząstek na wiele form życia.

Stopień uszkodzenia roślin przez zanieczyszczenia zależy od:

1. Koncentracji zanieczyszczenia.
2. Gatunku, wieku i części morfologicznej rośliny.
3. Czasu oddziaływania zanieczyszczenia.
4. Intensywności światła, wilgotności gleby, wilgotności względnej powietrza i temperatury (na ogół rośnie wraz ze wzrostem wartości tych czynników).
5. Obecności innych zanieczyszczeń powietrza.

Uszkodzenia roślin przez zanieczyszczenia

Cel ćwiczenia

1. Poznanie objawów chorobowych spowodowanych zanieczyszczeniem środowiska.

Materiał

Rośliny z objawami uszkodzeń zanieczyszczeniami środowiska.

Ćwiczenie

Pytania