Реферат: Использование фитонцидных растений для оздоровления воздуха помещений

8.

Приложение

ВВЕДЕНИЕ.

С глубокой древности человек стремился украсить свое жили­ще растениями. Интерьерное озеленение возникло как элемент культуры человека, отвечающий его эстетическим потребностям. Человек ощущал себя единым целым с природой, к ней он и обра­щался за исцелением, перенося частицу живой природы в свой дом. Стремление это было интуитивным. В настоящее время науч­ный подход к интерьерному озеленению подразумевает сочета­ние эстетического восприятия красоты формы, окраски цветов и листьев растений с другой, полезной функцией растений, о кото­рой было давно известно: живые растения улучшают состав воз­духа и очищают атмосферу.

Еще Гиппократ рекомендовал использовать растения в том виде, в каком их создала природа. Органические и минеральные вещества, которые выделяют клетки растений в процессе своей жизнедеятельности, являются биологически активными, служат источниками лекарственных средств. К. Линней (1737) называл летучие выделения пыльцы цветов "аурой" и, обращая особое внимание на внутреннее строение цветка, классифицировал запа­хи цветов. Известные ученые Б. П. Токин (1957), А. М. Гродзинский (1984), говоря об использовании растений в целях профилак­тики заболеваний, отмечали, что большое развитие должны по­лучить работы по изучению биологически активных летучих вы­делений растений, обладающих обеззараживающими и повыша­ющими защитные силы организма человека свойствами. Особен­но это важно в условиях Сибири, где большую часть времени человек проводит в помещениях.

Воздушная среда городских помещений далека от идеальной. Помимо обычной пыли часто воздух помещений имеет повышен­ное содержание химических соединений, выделяемых стройматериалами, мебелью, не говоря уже о выхлопных газах. Во Франк­фурте-на-Майне в 1994 г. состоялась конференция: "С растения­ми против смога. Лучшее качество воздуха — через озеленение помещений". Тематика этой конференции была связана с ухуд­шением экологии закрытых помещений. В Германии более 2,5 млн. человек работают в климатизированных помещениях, и каждый пятый человек жалуется на ухудшение здоровья. Одной из при­чин этого является некачественный воздух помещений, в котором обнаружено более 1000 вредных веществ, в том числе 250 высо­котоксичных и 15 канцерогенных. Значительного улучшения воздушной среды закрытых помещений можно добиться, ис­пользуя для озеленения определенные растения. Известно, что летучие вещества растений, которые они выделяют в процессе своей жизнедеятельности, уже в концентрации 5 мг/м³ изменя­ют воздух и могут улучшать самочувствие людей. Растения так­же служат фильтром вредных веществ, действуя как "зеленая пе­чень" (5а12, 1995).

Кроме того, воздушная среда содержит условно-патогенные микроорганизмы, такие как стафилококк, микроскопические плес­невые грибы. Эти микроорганизмы, попадая в благоприятные ус­ловия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, могут вызывать острые респираторные или аллергические заболевания. По нашим данным, содержание колоний микроорганизмов в по­мещениях детских садов нередко превышает норму в 2 — 3 раза (Цыбуля и др., 1998). Даже самые современные технические сред­ства не всегда обеспечивают здоровую воздушную среду. В то же время летучие выделения многих растений обладают фитонцидными свойствами, т.е. способностью подавлять жизнедеятельность микроорганизмов. Механизм действия летучих фитонцидов зак­лючается в том, что они вызывают разнообразные изменения мик­робной клетки: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы (ферменты и др.) (Янович, Родина, 1956; Гродзинский, 1986). Фитонциды не позволяют микроорганизмам создавать собственные механизмы защиты. Существенно, что при этом генетический аппарат микро­организмов не изменяется, то есть фитонциды не обладают мутагенными свойствами. Следовательно, широкое использование растительных выделений не способствует селекции видоизменен­ных, устойчивых форм бактерий.

Способность летучих биологически активных веществ растений убивать и подавлять рост и развитие микроорганизмов воздуха обус­ловлена химическим составом этих веществ. От него зависит во многом специфичность действия определенных видов растений на различные микроорганизмы.

Наряду с растениями, летучие выделения которых обладают выраженными фитонцидными свойствами, имеются растения, ле­тучие выделения которых оказывают лечебный эффект на орга­низм человека. Так, мирт обыкновенной — фитонцидное и лекар­ственное растение, очень популярен в настоящее время среди жи­телей Новосибирска. В помещении, где растет мирт обыкновен­ный, не только снижается общее количество микроорганизмов в воздухе, но и повышается иммунитет у человека к острым респи­раторным заболеваниям. Фитонцидным и лечебным действием обладает и всем известное кофейное дерево. Пятилетнее деревце кофе аравийского на 30% снижает число микроорганизмов в воз­духе жилой комнаты. Кроме того, летучие биологически актив­ные вещества этого растения благотворно влияют на сердечную деятельность, а мякоть плодов укрепляет сердечную мышцу. Ли­мон и другие цитрусовые улучшают умственную работу, повы­шая амплитуду биотоков мозга. Запах лимонных листьев дает ощущение бодрости, способствует улучшению общего состояния. Это растение полезно иметь людям умственного труда. Всем изве­стная герань душистая обладает успокаивающим действием, ее рекомендуют при заболеваниях нервной системы, бессоннице.

Использованию тропических и субтропических растений для улучшения воздушной среды помещений посвящена эта работа.

Глава I . Фитонциды.

Фитонциды – это вещества, продуцируемые растениями и имеющие бактерицидные, антифунгальные (активные в отношении микроскопических грибов и актиномицетов) и протистоцидные (активные в отношении клеточных простейших) свойства.

Фитонциды были открыты профессором Б. П. Токиным в 1928 году. Со времени открытия фитонцидов накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах высших растений. Доказано, что фитонцидная активность присуща всему растительному миру. Газовые выделения являются продуктами обмена растительной клетки, средством активного воздействия на среду и в то же время, как предполагают многие авторы, - регуляторами роста и развития самих растений.

Фитонциды – важный фактор иммунитета растений. Это впервые было отмечено Б. П. Токиным и наиболее полно раскрыто Д.Д. Вердеревским (1962) и его школой на основе клеточной теории фагоцитарного иммунитета И.П. Менчикова. Б.М. Козополянский (1946), характеризуя роль фитонцидов в защите растений от возбудителей болезней, отмечает: «Летучие фракции фитонцидов – это первая линия обороны, соки (нелетучие или малолетучие фракции) – вторая линия обороны».

Одна из важнейших особенностей фитонцидов – специфичность их действия. Даже в микроскопических дозах они могут задерживать рост и размножение одних микроорганизмов, стимулировать рост других и играть существенную роль в регулировании состава микрофлоры воздуха, почвы и воды.

Фитонциды – универсальное явление в растительном мире. Любое растение - от бактерий до цветковых – продуцирует фитонциды, и эти вещества чрезвычайно разнообразны по своей химической природе.

В ходе сопряжённой эволюции к каждому виду растений адаптировались определённые микроорганизмы, выделения фитонцидов обусловили взаимоотношения между растениями в сообществах.

Глава II . Влияние условий среды.

Фитонцидная активность увеличивается при поранениях растений (механических травмах, внедрении микро- и макропаразитов и т.д.).

Фитонциды – один из важнейших факторов естественного иммунитета растений.

Фитонциды – продукт сложного комплекса биохимических процессов, изменяющихся по фазам развития растений. Фитонциды не только имеют иммунологическое значение, но могут служить регуляторами роста и развития растений, участвовать в процессах дыхания, терморегуляции и т.д.

Выделения комнатными растениями летучих веществ зависит от многих факторов: от систематической принадлежности растений, возраста, физиологического состояния, эко-лого-биологических особенностей, условий выращивания.

У большинства исследованных субтропических растений увеличение активности летучих фитонцидов наблюдается в зимне-весений период и снижается в конце вегетационного период осенью. Фитонцидная активность, например, у мирта обыкновенного, возрастает от первой волны роста (январь – февраль) к весенним и летним месяцам. В период бутонизации и цветения фитонцидная активность наивысшая, а к концу вегетации (ноябрь – декабрь) – наиболее низкая. У луковичных растений из семейства амариллисовые и лилейные интенсивный рост и бутонизация в комнатных условиях чаще приходятся на зимнее время, поэтому активность летучих выделений у них усиливается с конца декабря по первую половину января.

В лечебных целях очень важно, что фитонцидная активность комнатных растений проявляется в зимне-весенний период, т.к. именно в это время возрастает число острых респираторных заболеваний.

Изменения фитонцидной активности растений обусловлены особенностями биологии, сезонной ритмикой растений, накоплением определённых веществ и изменением их состава. В период вегетации максимальная летучесть фитонцидов во внешней среде объясняется наличием в их составе, например, терпенов. К концу вегетационного периода происходит образование в тканях аскорбиновой кислоты, увеличение кислородосодержащих производных, монотерпенов и сесквитерпанов, отличающихся минимальной летучестью, большей вязкостью. Всё это способствует выполнению функции регуляторов внутренних процессов растений.

Решающее значение для образования фитонцидов имеет местообитание и соотношение элементов питания. Например, климатис , который рос на почвах, богатых органическим удобрением, обладает фунгистатическим и бактерицидным действием в большей степени, чем исследуемые растения, выращенные на обеднённых почвах.

Сильно влияет на образование фитонцидов освещённость. Изучая биохимические особенности лавра благородного , М.П. Волошин и А.П. Дягерева установили, что эфирного масла больше в листьях растений, произрастающих на открытых (солнечных местах), чем у тех, которые растут на затенённых участках без ухода: у последних выход масла резко снижается.

Процесс выделения фитонцидов зависит и от температуры воздуха. Так, повышение температуры окружающего воздуха до 20 – 25^о С способствует возрастанию концентрации этих соединений в 1,8 раза. Понижение температуры воздуха отрицательно сказывается на выделении растениями летучих веществ.

Значительное ослабление фитонцидной активности происходит и при физиологической депрессии, вызванной, например, дефицитом влаги, низким уровнем питания.

Таким образом, зная зависимость интенсивности образования фитонцидов от состояния и условий выращивания растений, можно контролировать этот процесс.

Фитонциды малины губительны для золотистого стафилококка, спор дрожжей и плесневого грибка. Фитонциды рябины губительны для золотистого стафилококка, сальмонелл, плесневого грибка. Фитонциды черноплодной рябины задерживают развитие золотистого стафилококка, дизентерийной палочки. Фитонциды чёрной смородины активны по отношению к золотистому стафилококку, микроскопическим грибам, возбудителям дизентерии, дифтерии. Фитонциды черники губительно действуют на дизентерийную палочку, стафилококки, возбудителей дифтерии, брюшного тифа. Фитонциды яблок активны по отношению к возбудителям дизентерии, золотистого стафилококка, протея, вирусов гриппа А. Антимикробная активность фитонцидов увеличивается от периферии плода к центру.

Глава III . Методы изучения антимикробных свойств.

Уже в концентрации 5мг/м³ летучие выделения способны изменять и улучшать воздушную среду. Важнейшее значение имеют биологические методы, когда действие летучих выделений тестируется на биологических объектах. При этом выявляется не просто концентрация летучих выделений, а их активная часть, степень их воздействия на микроорганизмы. Биологические методы исключительно чувствительны, с их помощью можно учитывать до 1 мг вещества на 1 м³ воздуха.