Реферат: Мониторинг атмосферы

Оксиды азота (NO_X ) образуются в процессе горения при высоких температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под общей формулой NO_X обычно подразумевают сумму NOи NO_2.

Основные источники выбросов NO_x : двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

NO₂ — газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый оттенок. Отравляющее действие NO_x начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NO_x с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются кислоты HNO₃ и HNO₂ , что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NO₂ в атмосфере — около 3 суток

Размер пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе — 7—8 мкм. Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа, частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из атмосферы осадками.

Выбросы, содержащие примеси в виде частиц пыли, дыма, тумана или пара, называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу аэрозолей составляет несколько сотен. [1]

4.Биомониторинг загрязняющих веществ.

4.1. Биомониторинг двуокиси серы.

Двуокись серы (SO₂ ) — широко известное загрязняющее воздух вещество, фитотоксичность которого в течение многих лет яв­ляется объектом изучения. S0₂ выбрасывается в воздух тепло­выми электростанциями (особенно работающими на угле) и рядом промышленных производств. Ее концентрация в воздухе достаточно высокая вблизи источника выброса, однако в удалением от источника в результате рассеивания, она постепенно снижается.

Накоплена достаточная информация о повреждении листьев в результате воздействия S0₂ , которая попадает в них через устьица, окисляется до высокотоксичного соединения— сульфита (S0₃ ), а затем медленно превращается а сульфат (S0₄ )—значительно менее токсичное соединение. При низкой концентрации S0₂ в воздухе происходит практически полное окисление S0₃ до S0₄ , в результате возникает повреждение растения. Концентрация S0₄ в растениях можетдостигать фитотоксичеких уровней при продолжительной экспозиции. По содержанию серы в листьях можно определить уровень накопления серы в тканях растения.

В результате острого воздействия S0₂ на широколиственные растения их листья обесцвечиваются между жилками (бурый или белый цвет) или по краям, на некоторых листьях наблюдается эффект «елочки». Такое обесцвечивание бывает бифациальным и начинается с возникновения водянистых темных участков на молодых растущих листьях

Признаком хронического воздействия или поражения S0₂ является хлороз или обесцвечивание листьев с изменением их окраски до красно-бурого цвета, у хвойных растений –покраснение хвоинок от кончика к основанию.

4.2.Аммиак

В атмосферу аммиак (NH₃ ) попадает в результате аварий на про­изводстве и при транспортировке или выходе из строя магистраль­ных трубопроводов. Растения, находящиеся вблизи места аварии, испытывают острое воздействие. Как и в случае воздействия N0_х ,. поражение растений происходит только при высокой концентрации NH₃ .

Действие NH₃ на растения мало изучено. Наиболее чувстви­тельны к действию NH₃ листья среднего возраста. Они могут стать тускло-зелеными, а затем бурыми или черными. Возможно увели­чение рН листа, приводящее к изменению его окраски. При воз­действии низкой концентрацией NH₃ на нижней стороне листьев. появляется глянцевитость или серебристость, что можно ошибочно принять за повреждение растений ПАН . Замечено, что у яб­лонь NH₃ может вызывать изменение окраски от пурпурной до черной на участках вокруг чечевичек .

4.3.Бор

Было определено содержание бора в выбросах предприятий по производству стекловолокна, печей и рефрижераторов в провинции Онтарио, Канада. У растений, находящихся вблизи источника выбрасов, наблюдался краевой и междужилковый некроз листьев, а также пятнистость. Листья приобретали чашевидную форму и деформировались. Наиболее сильно пострадали старые листья. Острое поражение растительности отмечалось на расстоянии 200 м от источника, и значительно ослабевало на расстоянии 500м.

4.4.Хлористый водород и соляная кислота.

Хлористый водород очень гигроскопичный газ, который может превращаться в атмосфере в аэрозольные капли соляной кислоты.

Типичной реакцией на воздействие является краевой и междужилковый некроз, затем наступает некроз, проявляющийся в изменении окраски от желтого, бурого, красного до черного. Границы некрозированых участков могут быть от белого до кремового цвета. Признаки поражения листьев томата на­поминают признаки поражения, вызванного ПАН.

К признакам повреждения растений аэрозолем соляной кислоты можно отнести крапинки или точки от красно-коричневого до чер­ного цвета, а соляной кислотой — листовую пятнистость, поражен­ная площадь окаймляется полосой белого или кремрватого цвета (происходит отмирание ткани в центрах пятен). В растениях хлориды, так же как и фториды, часто аккумули­руются в верхушках листьев. Диализ поврежденных листьев поз­воляет установить уровень содержания в них хлоридов.

4.5.Твердые частицы и тяжелые металлы

В атмосфере содержится множество твердых частиц, постоянно осаждающихся на поверхности растений. Часть их сдувается или смывается, а часть проникает в лист через устьица или повреж­денные клетки эпидермиса.

Размер этих маленьких многомолекулярных частиц исчисляется микронами и дифференцируется по величине частиц. Определить размеры частиц, как правило, трудно, поскольку они взаимодей­ствуют друг с другом, с водой и газами, присутствующими в воз­духе. Сами по себе эти частицы зачастую инертны, однако при сое­динении с другими веществами могут становиться фитотоксичными, HF и SO₂ представляют собой растворимые в воде газы, которые могут образовывать водяные оболочки (пленки) вокруг частиц. В результате растворения SO₂ образуются кислые частицы, вызыва­ющие ожог листьев растений .

В ряде работ показано воздействие взвешенных в воздухе частиц на растения в естест­венных условиях. Частицы могут оседать на листьях, снижая уро­вень светопоглощения и соответственно фотосинтез, засорять устьица и повышать чувствительность растений к SO₂ ; они также могут негативно влиять на опыление цветков, размер и состояние листьев , состав лесных насаждений путем воз­действия на рН почвы. Роль твердых частиц в воздействии загряз­нения воздуха на растительность нуждается в дальнейшей разра­ботке.

В атмосфере большинство тяжелых металлов встречается в виде твердых частиц, адсорбированных на других частицах, или в виде солей. Из атмосферы они оседают на растения или земную поверхность (почву). Существуют споры о том, поглощаются ли тяжелые металлы листьями растений или же они поглощаются корнями и откладываются в них или переносятся вверх к листьям, плодам и т. д.

К наиболее распространенным и часто встречающимся в воз­духе и почве тяжелым металлам относится свинец (РЬ). Он со­держится в промышленных выбросах и в красках, образуется при сгорании этилированного бензина.

Существует полемика относительно попадания РЬ в растения: поступает ли он через листья, корни или через и то и другое вместе. А также переносится ли он внутри растения и оказывает ли ; неблагоприятное воздействие на него . Свинец осаждается на листьях, но его большая часть вымывается, поглощается корнями растений. Предполагают, что он локализуется в пузырьках диктиосом и откладывается в клеточной оболочке. Свинец накапливается в почве, но четких доказательств того, что он отравляет растения, произрастающие в естественных условиях, нет. Все это требует тщательных исследований.

По имеющимся данным, цинк, кадмий и медь вызывают между-жнлковый хлороз с последующим покраснением и пожелтением листьев деревьев вблизи источника в середине лета .

Ртуть (Hg)—единственный тяжелый металл, находящийся в жидком состоянии при нормальной температуре. В закрытой теп­лице токсичные испарения от красителей, содержащих Hg, могут оказывать негативное действие на многие растения, особенно розы. На их листьях появляются бурые пятна, листья желтеют, а затем опадают. Молодые бутоны буреют и опадают. Лепестки увя­дают и буреют; тычинки при этом могут погибнуть .