Роль растений в детоксикации вредных загрязнителей окружающей среды

Определить с помощью растений степень загрязненности воздуха и воды вредными веществами ­ значит решить только часть проблемы охраны окружающей среды. Каким образом можно избавиться от вредных примесей? Здесь человеку на помощь вновь приходят растения. Борьба с загрязнением атмосферы и гидросферы должна вестись прежде вceгo с помощью технологических приемов. Однако применение даже очень совершенных фильтров не может полностью предотвратить поступление в окружающую среду вредных веществ. Кроме тoгo, технологические усовершенствования часто нейтрализуются ростом числа объектов, загрязняющих окружающую среду. В связи с этим наряду с технологичесними способами борьбы с загрязненностью­ атмосферы и гидросферы должен шире применяться биологический метод. Раст­ения призваны дополнять технологические способы борьбы с запыленностью и задымленностью атмосферы, осуществлять очистку сточных вод.

Растения очищают атмосферу

Способность растений очищать атмосферу от вредных примесей определяется прежде всего тем, насколько ин­тенсивно они их поглощают. Исследования показали, нa­пример, что наибольшей газопоглотительной способностью обладают снежноягодник и кapaгaнa древовидн­ая. При изучении газопоглотительной способности листьев необходимо различать понятия интенсивности и емкости газопоглощения. Под интенсивностью газопоглощения понимают количество газа, поглощенное растением в еди­ницу времени. Емкость газопоглощения ­ это количество­ газа, которое растение поглощает за весь период вeгетации. В некоторых случаях в листьях растений обнаруживается невысокая концентрация тoгo или иного фитоток­сиканта. Это может быть связано не с низкой интенсивностью газопоглощения, а с более быстрой eгo ассимиляцией и с оттоком ассимилянтов в другие органы. ­Растения осуществляют детоксикацию вредных вe­ществ различными способами. Некоторые из них связы­ваются цитоплазмой растительных клеток и становятся благодаря этому не активными. Другие подвергаются пре­вращениям в растениях до нетоксических продуктов которые иногда включаются в метаболизм растител­ьных клеток и используются для нужд растений. Обнаружено также, что корневые системы растений выделяют некоторые вредныe вещества, поглощенные надземной частью растений, например серосодержащие соединения . Различные биоценозы играют неодинаковую роль в очистке атмосферы от вредных примесей. Один гектар леса производит газообмен в 3­10 раз более интенсивно, чем полевые культуры, занимающие аналогичную площадь. Высокая эффективность леса в очистке окружающей среды от вредных примесей связана отчасти с рассеива­нием ядовитых шазов в воздухе, поскольку в лесу течение воздуха поверх неровных древесных крон способствует изменению характера потоков в самой нижней части aтмосферы.

Растения очищают гидросферу

Растения очищают не только воздух, но и воду. При сравнительно небольшом загрязнении водоемы обладают способностью к самоочищению. Под самоочищением понимают совокупность всех процессов, направленных на восстановление первоначальногo химического состава и свойств воды. Так, например, сразу же у выходного отверстия гoродских коллекторов обычно довольно высокие концентрации нечистот, однако через несколько километров ниже их сброса вода бывает довольно чистой. Самоочищение представляет собой сложное явление, в котором можно выделить ряд процессов: физических, химических и биологических. Среди физических факторов, способствующих самоочишению водоемов, первостепенное значение имеет разбав­ление, растворение и перемешивание поступающих в водоемы загрязнителей. Химические факторы самоочище­ния ­ окисление органических и неорганических веществ. Одним из важнейших компонентов самоочищения являет­ся использование веществ, загрязняющих воду, живыми организмами (бактериями, водорослями, плесневыми и дрожжевыми грибами и т. п.). Этот процесс составяет основу так называемого биологическогo самоочищения. Биологическое самоочищение включает ряд последовательных этапов:

1) использование веществ сточных вод гeтеротрофны­ми микроорганизмами;

2) рост и размножение зоопланктона и зообентоса за счет бактерий, взвешенного и paстворенного органического вещества;

3) развитие водорослей и стимулирование процесса фотосинтетической аэрации;

4) развитие высшей водной растительности.

Высшая водная растительность, препятствуя процесс­у автропогенного евтрофирования, способствует ликвидации последствий загрязнения водоемов. Одним из наиболее активных поглотителей вредных веществ являются бактерии. Некоторые из них окисляют органические вещества в присутствии кислорода, другие осуществляют их распад в анаэробных условиях. Весьма важно, чтобы процесс распада органических веществ осуществлялся в аэробных условиях. В отсутствие кислорода органические вещества разлагаются анаэробными микроорганизмами с образованием вредных веществ типа серо водорода, аминов, метана. Жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в самоочищении водоемов, зависит от температуры. Неудивительно, что в умеренной климатической зоне самоочищение реки происходит на участке 200-­300 км, а на Крайнем Севере ­ до 2000 км. Другим условием успешного протекапия процесса самоочищения воды является присутствие в воде вредных примесей в слабой концентрации. При наличии большого количества ядовитых соединений происходит гибель всех организмов, в том числе и участвующих в самоочищении воды. На способности бактерий обезвреживать вредные примеси основано их использование для биологической очистки сточных вод при помощи аэробных биохимическихпроцессов. Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях часто осуществляется на специально подготовленных участках земли, ­ полях орошения или полях фильтрации. На полях орошения одновременно очисткой вод выращивают кормовые сельскохозяйственные культуры или травы.