آلودگی هوا و گیاهان (Pollution and plants)

نگاهی دوباره به مساله آلودگی هوا و اثرات آن بر روی گیاهان
هوا لازمه حیات است و نیاز به آن بیش از آب و غذاست، در اهمیت هوا همین بس که آدمی می تواند بدون غذا چند روز یا چند هفته زندگی کند ولی بدون هوا چند دقیقه بیشتر نمی تواند زنده بماند. کره زمین بوسیله قشری از هوا که جوّ نامیده می شود احاطه گردیده، وجود این قشراز هوا برای انسان، حیوان و گیاه شرط لازم زندگی است.هوای اطراف زمین علاوه بر اینکه به منزله پوششی است که از سرد و گرم شدن بیش از اندازه و سریع زمین جلوگیری می کند، موجودات زنده زمین را از اشعهٔ مستقیم سوزان خورشید، اشعهٔ کشندهٔ فرابنفش، اشعه ایکس و اشعهٔ کیهانی محافظت می کند.ترکیبات اصلی هوا شامل گاز های ازت، اکسیژن، آرگون، آنیدریک کربنیک (دی اکسید کربن) می باشد که مجمو عاً ۹۹/۹۹ درصد هوا را تشکیل می دهند.طبیعت همه چیز خود را با نظم خاصی بوجود آورده است و بدون دخالت انسان این نظم و ثبات پایدار خواهد ماند، اما انسان با دخالت خود این ثبات و خود تنظیمی را به هم می زند. طبیعت خود به خود تا حدی می تواند آلودگی هوا را تصفیه کند، ولی اگر آلودگی به حدی رسید که قادر به هضم و یا بازیابی آن نشد آلودگی پیش خواهد آمد.
تعریف آلودگی هوا:
آلودگی هوا به این صورت تعریف شده است که هر جسم خارجی که وارد هوا شود و هر عاملی که نسبت معمولی مواد تشکیل دهندهٔ هوا را تغییر دهد به طوری که مقدار آنها در طی زمان باعث خسارت به حیات انسان، حیوان و گیاه گردد. مواد آلوده کنندهٔ هوا ممکن است مقدارشان در هوا به اندازه ای نباشد که محسوس گردد و یا تأثیری بر جا بگذارد، از این رو سازمانهای محیط زیست و بهداشت کشور های مختلف تعاریفی برای آلودگی هوا در ارتباط با تأثیرشان بر انسان، حیوان، گیاه و بلاخره آثار و ابنیه وضع کرده اند.
مواد آلوده کننده هوا:
مواد آلوده کننده هوا نیز عبارتند از هر نوع مادهٔ گازی، مایع، جامد و یا آمیخته ای از آنها که در هوای آزاد پخش می گردد و باعث آلودگی هوا می گردد، مانند دود، دوده، ذرات معلق، ذرات رسوب کننده، اکسید های گوگرد، اکسید های نیتروژن، اکسیدهای کربن، اکسیدکننده ها، اسیدها، اوزون، مواد رادیو اکتیو، آمونیاک و باران های اسیدی.
منشاء مواد آلوده کننده هوا:
مواد آلوده کنندهٔ هوا ممکن است منشأ طبیعی داشته باشند مثل دود حاصل از آتشفشانها که شامل دی اکسید کربن و دی اکسید سولفور می باشد و همچنین دود حاصل از آتش سوزی در جنگل ها و علفزارها. ولی اکثر مواد آلوده کنندهٔ خطرناک ناشی از فعالیت های انسان است، همانند نیروگاه های تولید برق، کارخانه ها، پالایشگاها، اتومبیل ها و سوخت های فسیلی که در محل های دیگری مثل منازل مسکونی استفاده می شود.
انسان و آلودگی هوا:
انسان با دخالت های خود در نظم طبیعت قدرت رفع آلودگی را از او گرفته است و نمی تواند در مقابل این همه آلودگیهائی که در خاک، آب و هوا پیش می آید مقاومت کند و روز به روز منابع بیشتری آلوده و یا از بین می روند. با توجه به اینکه محیط زندگی انسان به کرهٔ زمین محدود می شود و این کره نیز گنجایش آن محدود است و انسان نیز قادر نخواهد بود برای رفع نیاز های خود منابع را از جای دیگری بیاورد، بنابر این باید در حفظ آن کوشا باشد.زندگی انسان و انواع حیوانات روی زمین مستقیماً و به طور غیر مستقیم به گیاهان وابسته هستند و غذای خود را از گیاهان می گیرند، اکسیژنی که در اتمسفر زمین و جود دارد نیز حاصل فعالیت گیاهان است، گیاهان از نظر اکولوژیکی تولید کنندگان روی زمین هستند و اولین سطح زنجیرهٔ غذائی را تشکیل می دهند، گیاهان خود تصفیه کنندگان هوا محسوب می گردند، حال اگر خود مورد تهدید آلودگی توسط انسان قرار گیرند چه باید کرد؟ اگر روزی گیاهان در اثر آلودگی از بین بروند آیا حیاتی و جود خواهد داشت؟ البته در حال حاضر مسئله خیلی خطر ساز نیست ولی به هر حال آلودگی اثرات زیادی روی گیاهان داشته و عملکرد گیاهان را محدود کرده است. بنابراین باید اثرات این آلودگیها را بر روی گیاهان بشناسیم و در آینده که آلودگی بیشتر هوا حتمی است باید بتوانیم گیاهان مقاومی از طریق اصلاح نباتات ایجاد کرد.نحوهٔ تأثیر آلوده کننده های هوا بر گیاهان:
الف) اثر مستقیم
آلودگی هوا روی گیاهان ممکن است شدید، مزمن و یا نامرئی باشد. اگر تراکم مواد آلوده کننده زیادتر از قدرت تحمل گیاه باشد، با توجه به سن و وضعیت گیاه و سایر عوامل اکولوژیکی محیط زیست و مدت زمان تماس، اثرات مختلفی بر جای می گذارد. در صورتی که تراکم مواد آلوده کننده کم و زمان طولانی باشد اثر قوی ولی مزمن است و در نتیجهٔ آن اندام گیاه کوچک می ماند، قدرت نشو و نمای گیاهان چند ساله کم می شود، تعادل جامعه گیاهی بهم می خورد و ترکیب فلور و توزیع گونه ها دگرگون می شود. در سطح سلولی نیز آثاری ظاهر می شود که شامل تغییر آنابولیسم و کاتابولیسم و کند شدن اعمال آنزیمی و تغییر رنگدانه ها می باشد.ب) اثر غیر مستقیم
مهمترین اثر غیر مستقیم آلودگی هوا روی گیاهان از بین رفتن حشرات گرده افشان و در نتیجه کم شدن گرده افشانی گیاه می باشد که مستقیماً عملکرد را کاهش می دهد. بسیاری گیاهان مثل یونجه و انجیر برای گرده افشانی به حشرات وابسته هستند، تعدادی نیز گرده افشانی آنها توسط پرندگان انجام می شود مثل وانیل.
میزان حساسیت گونه های مختلف گیاهی نسبت به آلودگی
بسته به غلظت مواد آلوده کننده، مدت زمان در معرض بودن گیاه و سن گیاه مقدار حساسیت و خسارت وارده بر گیاه متفاوت خواهد بود. در بین گونه های گیاهی تفاوت های عمده ای از لحاظ حد تحمل به انواع مود شیمیائی آلوده کننده دیده می شود. حتی در بین یک گونه نیز حساسیت تمام بوته ها یکسان نیست، با توجه به این تفاوتها یک متخصص اصلاح نباتات می تواند ارقام مقاوم را انتخاب و اصلاح نماید.بسته به شرایط اقلیمی نیز ممکن است تفاوتهائی وجود داشته باشد. رطوبت زیاد خاک، رطوبت نسبی بالا در هوا و شدت نور زیاد خسارت آلودگی را بیشتر می کند. گونه های گیاهی نسبت به مواد مختلف آلوده کننده نیز تفاوتهائی نشان می دهند مثلاً یونجه، سویا و گوجه فرنگی به دی اکسید گوگرد حساس هستند در صورتی که کرفس، ذرت و پیاز کاملاً مقاوم هستند.
ترکیبات آلوده کنندهٔ هوا که روی گیاهان اثر منفی دارند:
۱- تر کیبات گوگردی( اکسید های گوگرد، سولفید هیدروژن و مرکاپتانها)
۲- تر کیبات نیتروژن دار( اکسید های نیتروژن)
۳- تر کیبات آلی ( هیدرو کربورها)
۴- اکسید کننده ها(اوزون)
۵- اکسید های کربن دار(منو اکسید کربن و دی اکسید کربن)
۶- گازهای دیگر مثل فلوراید هیدروژن و کلرید هیدروژن
با توجه به اینکه هر یک از این آلوده کننده ها دارای منشاء، علائم آلودگی، نحوهٔ خسارات آنها و همچنین گیا هان مقاوم و حساس به آنها متفاوت می باشد بحث در مورد تک تک آلوده کننده ها طولانی خواهد شد. بنابراین در اینجا به عنوان نمونه فقط به گاز اوزون (O۳) می پردازیم.
خصوصیات گاز اوزون:
این گاز طی یکسری واکنش های فتو شیمیائی تولید می گردد. ازعوامل تولید طبیعی آن تخلیه الکتریکی در هوا و تشعشعات خورشید (اشعه فرابنفش) در استراتوسفر می باشد. اوزون از ترکیب اتم اکسیژن آزاد شده از دی اکسید نیتروژن( خارج شده از اگزوز اتومبیل ها و کارخانه ها) با ملکول اکسیژن(O۲) در حضور نور که انرژی لازم را برای واکنش ایجاد می کند تشکیل می شود.لایه اوزون که در جوف بطورطبیعی وجود دارد یک لایه حفاظتی است و نقش مهمی در حفاظت جانداران از اثرات مرگبار اشعهٔ فرابنفش(UV) خورشید دارد. اما افزایش غلظت آن در سطح زمین برای گیاهان مضراست.خسارت گاز اوزون معمولاً همراه با دی اکسید گوگرد(So۲) و پراکسی اسیل نیترات(PAN) بیشتر می شود.غلظت این گاز در اتمسفر غیر آلوده کننده ۰.۰۱-۰.۲ ppm می باشد و در آلودگی شدید به ۰.۵ – ۰.۸ ppm می رسد. گیاهان حساس حداکثر تا ۰.۱ ppm و گیاهان مقاوم تا ۰.۳۵ ppm را تحمل می کنند.
نحوهٔ خسارت اوزون به گیاهان :
علائم خسارت این گاز در سطح بالائی برگها بصورت لکه های ریز سیاه و روشن و یا بصورت برنزه شده ( شکل ۱) دیده می شود. اکثر محصو لات زراعی، درختان میوه و گیاهان علفی به این گاز حساس هستند. کاهش عملکرد با ظهور علائم ظاهری حتمی است، اما کاهش عملکرد قبل از ظهور علائم قابل روئیت نیز اتفاق می افتد.حسایت به گاز اوزون به عوامل محیطی و سن گیاه بستگی دارد. افزایش رطوبت نسبی، زیادی ازت و افزایش آب قابل دسترس گیاه حساسیت را بیشتر می کند.برگهای جوان مقاوم هستند اما با توسعه سطح برگ حساسیت بیشتر می شود ولی برگهای پیر مجدداً مقاوم می شوند. اوزون به پارانشیم نرده بانی گیاه آسیب می رساند و کلروپلاست را تخریب می کند و آثار آن بصورت رنگهای سفید و قهوه ای و قرمز ظا هر می شود. گاز اوزون از طریق روزنه ها وارد برگ می شود و چون اکسید کننده ای قوی است در اعمال حیاتی گیاه نظیر تنفس ، فتو سنتز و سوخت و ساز سلولها دخالت می کند.در طی ۲۵ سال گذشته تحقیقاتی در مورد خسارت اوزون روی محصولات کشاورزی خصوصاً سه محصول زراعی ذرت، سویا و پنبه در آمریکا انجام شده است. در این تحقیقات با نصب اتاقک هائی در سطح مزارع و کنترل مقدار اوزون میزان خسارت این گاز را بر روی محصولات کشاورزی برآورد کرده اند. نتایج نشان داده است که سالیانه گاز اوزون مبلغ ۶/۱ میلیارد دلار خسارت بر محصو لات کشاورزی وارد می کند.
نوشته شده دکتر علی جلیلیان

منبع : مجله علوم کشاورزی