Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Нет единого мнения по поводу оценки совместного действия Оз и SO2, В небольших концентрациях оба газа действуют явно
82
2. Изменения в атмосфере
синергически, т. е. угнетение роста растений, вызванное Оз, усиливается в присутсвтии SO2. При высоких концентрациях, напротив, в присутствии SO2 эффект от действия O3 ослабляется; можно предположить, что при этом озон превращает большую часть образовавшейся в клетке сернистой кислоты в серную кислоту, обладающую меньшим фитотоксическим действием.
2.2.7. Проблемы гибели лесов
Примерно в середине семидесятых годов стали сообщать о многочисленных случаях гибели как отдельных деревьев, так и лесов; в первой половине восьмидесятых годов это явление затронуло почти половину всех лесов ФРГ. Повреждения лесов наблюдались и раньше, особенно там, где деревья находились с подветренной стороны предприятий по переработке руд, но впервые масштабы бедствия стали столь велики. Эти повреждения захватывают теперь городские насаждения. Только на территории Брауншвейга ежегодно заменяют около 2000 деревьев. Важные приметы гибели деревьев в настоящее время заключаются в усыхании и опадении листьев и игл с поредением кроны. Рост ствола дерева в высоту тормозится, образуется так называемое аистово гнездо на вершине дерева. Кольца годового прироста становятся тоньше, чем они были до начала заболевания дерева. На стволе ели образуется натек, который простирается до основания ствола. Поврежденные буки часто образуют утолщения неопределенной формы в центре ствола. Больные хвойные деревья часто покрьюаются особо плотными шишками. Сосуществующие с корнями деревьев грибницы часто отмирают, на их месте появляется гниль. Масштаб лесных повреждений уже не подвергается никаким сомнениям с тех пор, как в ФРГ была предпринята попытка произвести их оценку. Нет единого мнения о причинах этого явления. Наличие противоречивых фактов понятно, так как само возникновение болезненных симптомов связано с действием различных факторов. Мнение меньшинства сводится к тому, что первичным виновником гибели лесов служат биологические факторы, большинство же считает, что главная причина заключена в факторах небиологического характера. В качестве биологических причин называют еще неизвестные вирусы или бактерии. Виновника гибели лесов видят также в разрущающих древесину грибах опенок осенний. В то же время о действии вирусов и бактерий в качестве возбудителей болезней
2.2. Газы
83
в таком масштабе пока нет конкретных данных, а о разрушающих древесину грибах известно, что они поражают уже поврежденные стволы и, таким образом, являются не причиной, а следствием болезни. Говоря о небиологических причинах гибели растений, наряду с экстремальными климатическими и прочими условиями прежде всего указывают на антропогенные загрязнения. Поэтому необходимо проверить, действительно ли области с пораженными лесами подвергались действию таких концентраций, чтобы нанести подобный ущерб. При повреждении деревьев предельная концентрация SO2 составляет около 0,05 мг/м3 (0,019 млн-1), что является среднегодовым показателем только для промышленных районов. В течение короткого времени в горных районах Средней Европы можно зафиксировать даже много большие концентрации.
При комбинированном действии SO2 и NO2 предельные концентрации каждого составляют 0,03 млн-1. Такие концентрации и даже более высокие часто наблюдаются в оврагах Верхнего Рейна. В течение короткого времени предельная концентрация превышалась в 10 — 20 раз. Даже в умеренно загрязненных районах 3- и 24-часовые средние значения ежемесячно многократно превышали критическую предельную концентрацию. Таким образом, фазы повреждения и отдыха все время чередуются, в результате чего растение вообще плохо развивается. Такое ослабление жизнестойкости делает дерево восприимчивым к действию грибов, бактерий, жуков и других вредителей. Неизвестным остается действие вредных смесей сложного состава, как, например, SO2 + + NO2 + Оз + углеводороды или смеси этих газов с галогенами.
Повреждение лесов наблюдается не только в районах с повышенным содержанием SO2 и NO2, но и в так называемых районах чистого воздуха, в которых часто отмечают повышенные концентрации озона. Токсическая предельная концентрация составляет для деревьев 0,05 мг/м3. В Верхнем Шварцвальде и Альпах неоднократно отмечались концентрации 0,2 — 0,3 мг/м3. Таким образом, и в районах чистого воздуха, в которых встречаются только очень малые концентрации SO2 и NO2, могут происходить повреждения деревьев из-за антропогенных выбросов. Можно провести параллель между повреждением лесов в районах чистого воздуха и концентрацией вредоносного озона в атмосфере.
При прямом контакте кислотные осадки причиняют повреждения как во влажной, так и в сухой форме. До сих пор нет еди
84
2. Изменения в атмосфере
ного мнения о том, как сопоставить вклад антропогенных кислот в почву с природной кислотностью. Особую роль играют перехваченные осадки, т. е. кислотные осадки, задерживаемые кронами деревьев; их количество зависит не только от породы дерева (например, сосны задерживают в 2,5 раза больше кислотных загрязнений, чем буки), но и от расположения леса по отношению к розе ветров. Исследования в Золлинге показали, что вклад антропогенных кислот в почву в два раза превышает природную кислотность, образующуюся при разложении гумуса. Модельные расчеты, напротив, показали, что для всей ФРГ кислотность почвы антропогенного происхождения составляет только 1/10 от естественной кислотности. Кислотность почвы определяется все же не количеством внесенных веществ кислотного характера, а ее буферной емкостью, т. е. способностью обменивать различные катионы на ионы H + . При наличии достаточного количества карбонатов значение pH не бывает ниже 6,2. Силикаты, содержащие щелочные металлы, как, например, полевой шпат, слюда, цинковая обманка, не допускают уменьшения pH ниже 6*2 — 5,0; глины и лесс обеспечивают величину pH не ниже 6,8 -— 4,2. При превышении буферной емкости щелочесодержа-щих силикатов в реакцию вступают алюмосиликаты, их буферное действие в области pH 4,5 —- 3,0. Этот буфер при высвобождении Al3+ токсичен, для корней растений и фауны почвы. Ниже pH 3,8 проявляется буферное действие соединений железа в почве.
