В. И. Артамонов Растения и чистота природной среды

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Ответственный редактор доктор географических наук Б. Б. Прохоров

Рецензенты: доктор биологических наук Г. В. Лебедев,

кандидат биологических наук Л. В. Денисова

Введение

Проблема загрязнения окружающей среды не случайно стала одной из самых злободневных проблем современности. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу, гидросферу и почву поступает все большее количество вредных веществ. Каковы же пути решения проблемы защиты окружающей среды от токсических примесей?

Надо смотреть правде в глаза: невозможно превратить нашу Землю в сплошной заповедник, остановить технический прогресс. Еженедельно население земного шара, согласно статистике, увеличивается на 1 млн 400 тыс. человек. Ученые предсказывают, что к концу второго тысячелетия население земного шара достигнет шести миллиардов человек. Это население нужно прокормить, обеспечить одеждой и жилищем. Люди нуждаются во все большем количестве полезных ископаемых, в создании новых производств. Таким образом, возврат к первобытной нетронутой природе невозможен.

Как же сохранить в чистоте воздушный и водный бассейны, почву? Существуют различные подходы к решению данной проблемы. Она находится в последнее время в центре внимания мировой общественности. Важное значение указанной проблеме придается и в нашей стране.

Один из основных путей улучшения окружающей человека среды связан с усовершенствованием технологии, с прекращением поступления вредных веществ в воздушный и водный бассейны, а также в почву. Этот путь сопряжен с созданием систем очистки отходов промышленности, с установкой более совершенных фильтров и т. д.

Однако этот путь не может быть единственным. Предположим, что на предприятиях мы создали самые совершенные системы очистки. Тем не менее природная среда будет продолжать загрязняться в результате, например, попадания в нее продукции химической промышленности вследствие ее плохой упаковки, транспортировки, хранения и неумеренного использования.

И здесь уместно отметить всевозрастающую роль сельского хозяйства в загрязнении природной среды. Постоянно увеличивающиеся темпы использования в сельском хозяйстве минеральных удобрений, химических кормовых добавок, химических средств защиты растений приводят к такому загрязнению окружающей среды, с которым трудно бороться. В зонах повышенного увлажнения около 20 % удобрений, вносимых в почву, попадает в водотоки, причем очистные сооружения не могут избавить питьевую воду от этих компонентов.

Очистка воздуха и воды невозможна без затраты энергии. Между тем производство энергии на тепловых станциях также сопряжено с загрязнением окружающей среды. Так, при получении электроэнергии в количестве 1 кВт ч с помощью тепловых станций в окружающую среду попадает 14 г шлака, 80 г золы, 4 г окислов азота и ряд других веществ. Таким образом, очистка веществ в одном месте всегда сопряжена с загрязнением окружающей среды в другом. К тому же извлечение загрязняющих веществ из атмосферы и гидросферы сопряжено с их последующим захоронением, т. е. опять-таки с загрязнением определенной зоны окружающей среды.

Одним из крупнейших источников загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт, особенно в наиболее населенных городах мира (Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Токио, Мехико). Автомобили выделяют в воздух более 200 различных веществ, многие из которых представляют опасность для здоровья людей. Усовершенствования двигателей внутреннего сгорания, приводящие к уменьшению поступления в атмосферу вредных веществ, перекрываются ростом числа автомобилей. Переход к массовому электротранспорту не может быть осуществлен быстро. На пути широкого использования электромобилей стоит целый ряд проблем: отсутствие эффективных и дешевых аккумуляторов, растущий дефицит цветных металлов, нехватка электроэнергии (по подсчетам специалистов для зарядки аккумуляторов электромобилей потребовалось бы в полтора раза больше электроэнергии, чем ее количество, вырабатываемое ныне всеми электростанциями мира), недостаточная изученность проблемы влияния электрического поля на водителей электромобилей и т. д.

Вот почему наряду с совершенствованием очистных сооружений, со всемерным ограничением поступления в окружающую среду токсических веществ, необходимо усилить работы, связанные с их удалением из природной среды. И здесь нам на помощь приходят наши друзья — растения.

Растения являются основой существования жизни на Земле. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды ими создаются органические вещества, которые служат продуктами питания человека, сырьем для промышленности и строительства, кормом животных. Растения защищают почву от ветровой эрозии, принимают участие в регулировании круговорота воды на нашей планете, оказывают влияние на климат.

За последние годы все более отчетливо вырисовывается еще одна исключительно важная функция растений — очистка природной среды от всевозрастающего количества загрязнителей. Подобно фильтру они очищают воздух от пыли, сажи и вредных газов. Некоторые из поглощенных веществ подвергаются в растительных организмах детоксикации. Образующиеся при этом нетоксические продукты могут частично выделяться в окружающую среду. Таким образом, сдвиги в экологической обстановке явились основой принципиально новых звеньев в биологическом круговороте на нашей планете. В данном процессе растения играют первостепенную роль, и ничто не может заменить их деятельности.

Нужно иметь в виду, что растения сами по себе с сильной степени страдают от загрязнения окружающей среды. Задача ученых заключается в том, чтобы выяснить механизмы устойчивости растений к вредным веществам и разработать мероприятия, направленные на защиту растений от токсических примесей. Целый ряд растений может быть широко использован для индикации загрязнений атмосферы и гидросферы. Рассмотрению этих вопросов и посвящена настоящая книга.

Глава 1. Влияние основных загрязнителей природной среды на растения

Основными источниками загрязнения атмосферы являются электростанции, работающие на угле, предприятия угольной, металлургической и химической промышленности, цементные, известковые, нефтеперерабатывающие и другие заводы, отопительные системы, а также транспорт. В последние годы пальма первенства в загрязнении атмосферы больших городов переходит к автомобильному транспорту.

Ядовитые вещества