Вопрос 15. Влияние атмосферных загрязнений на леса. Хим соеднения, оказывающие губительное действие.

В наши дни влияние человека на лес исключительно велико. Одна из форм этого воздействия, характерная для современной эпохи, - загрязнение атмосферы вредными для растений веществами, прежде всего газообразными. В атмосферу, причем в очень большом количестве, попадают всевозможные выбросы промышленных Предприятий, тепловых электростанций, многочисленных котельных, работающих на каменном угле и нефти, и т. д. Помимо газообразных веществ в воздух выбрасываются некоторые вредные пылевидные соединения, например магнезитовая пыль. Все эти ядовитые примеси в той или иной степени влияют на лес, вызывая глубокие изменения в лесных растительных сообществах.

Страдают прежде всего деревья - важнейшие компоненты леса. Загрязнение атмосферы нередко приводит к их гибели.

Однако разные древесные породы неодинаково чувствительны к этому воздействию. Одни из них более стойки, другие, напротив, очень уязвимы. Каждая древесная порода чувствительна по-своему. Это отчасти зависит от того, как долго сохраняются на дереве листья или хвоинки, какова продолжительность их жизни. Например, наши лиственные деревья с опадающей ежегодно листвой лучше противостоят вредному действию промышленного дыма, чем вечнозеленые хвойные, у которых хвоинки живут несколько лет. Лиственница, которая каждый год сбрасывает хвою, отличается почти такой же стойкостью, как лиственные древесные породы. А среди последних тоже нет однообразия по чувствительности, хотя продолжительность жизни листьев одинакова. Особенно стойки к атмосферным загрязнениям различные виды тополя.

Какие же вещества наиболее опасны для растений? Какие вредят сильнее всего? Перечень этих веществ довольно велик, и перечислить их все нет возможности. Вот только главнейшие: сернистый газ (двуокись серы), фтор, хлор, аммиак, фенол, окислы азота, сероводород, уксусная кислота, пары ртути, хлористый водород, окись углерода. Но все же врагом номер один надо считать для леса сернистый газ (двуокись серы). Это веществ в особенно больших количествах попадает в атмосферу и при этом очень ядовито для растений. Так что когда говорят о вреде промышленного дыма для леса, то речь идет чаще всего именно о сернистом газе.

С загрязнением атмосферы у нас ведется борьба. На заводах устанавливаются специальные уловители вредных выбросов. Однако даже весьма совершенные установки такого рода не обезвреживают полностью промышленный дым (трудно, например, целиком уловить сернистый газ).

Полная очистка дыма от вредных примесей принципиально возможна, но очень дорога. Таким образом, даже очищенный существующими уловителями дым не вполне свободен от вредных веществ. При длительном воздействии на растительность он все же вызывает более или менее сильные повреждения. Сказанное относится прежде всего к наиболее опасному загрязнителю атмосферы - сернистому газу.

Действие на лес различных ядовитых веществ, содержащихся в воздухе, специфично. Каждое из них приводит к тем или иным нарушениям жизнедеятельности лесных растений, прежде всего деревьев. Но эти нарушения в разных случаях неодинаковы.

Лес и сернистый газ. Сернистый газ (SO2) попадает в атмосферу при сгорании веществ, содержащих серу. Он образуется, в частности, при выплавке меди (когда сырьем служит медный колчедан), при сжигании каменного угля, нефти, имеющих примесь серы (в нефти, например, эта примесь может достигать 4% и более). Огромное количество сернистого газа выбрасывается в атмосферу из труб заводов, тепловых электростанций и ряда других предприятий. Подсчитано, что в воздушную оболочку нашей планеты ежегодно попадает более 130 млн. т этого вредного вещества. Практически весь сернистый газ выделяется в результате производственной деятельности человека. Это вещество почти исключительно антропогенного происхождения, так сказать спутник цивилизации. В природе, не затронутой человеком, нет таких процессов, которые приводили бы к выделению больших количеств сернистого газа. Немного его попадает в атмосферу только при извержениях вулканов. А извержения, как известно, бывают достаточно редко.

Сернистый газ - вещество необычайно ядовитое для растений. Его вредное действие проявляется при ничтожно малом содержании в воздухе - 1:1 000 000 и даже менее. Именно при такой концентрации уже отмечаются значительные повреждения растений.

Особенно губителен сернистый газ для наших вечнозеленых хвойных деревьев, прежде всего сосны. Огромные массивы сосновых лесов в зоне интенсивного действия промышленного дыма страдают от отравления этим веществом. Признаки поражения деревьев хорошо заметны. Такие деревья резко отличаются по внешнему виду от здоровых. Кроны их сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Иногда засыхает и вершина. Поражение сернистым газом сказывается также на длине хвоинок: они становятся значительно короче. Отравленные деревья в конце концов полностью засыхают, погибают.

Лиственные деревья гораздо более устойчивы к сернистому газу. Они не погибают так быстро, как сосна, но все же более или менее сильно страдают. Листья их покрываются пятнами газовых ожогов. Пораженные участки листа со временем отмирают, вываливаются, и листовая пластинка оказывается продырявленной. Тем не менее лист не погибает, если только площадь «дыр» не слишком велика (не более 10-20%) - Сохранение живыми листьев, продырявленных газовыми ожогами, можно наблюдать, например, у черемухи, липы, дуба

Лес и магнезитовая пыль. Как мы уже знаем, промышленные предприятия выбрасывают в воздух много всевозможных веществ, вредных для растений. К числу таких выбросов относится и магнезитовая пыль. Она представляет собой сильно распыленную двуокись магния, к которой примешиваются окись кальция, кремнезем, сажа. Однако эти примеси составляют не более 20%. Основой же является двуокись магния.

В чем причина вредного воздействия магнезитовой пыли на растения? Прежде всего - в том, что она при взаимодействии с водой образует плотную цементирующуюся массу, которая покрывает поверхность листьев, хвоинок, ветвей. Вредно и другое - магнезитовая пыль сильно подщелачивает среду. А это очень опасно для растений. Когда на листьях накапливается много пыли и при этом выпадает дождь или роса, образуются капли щелочного раствора. Такой раствор оказывает обжигающее действие.

Магнезитовую пыль выбрасывают в атмосферу магнезитовые заводы. Пыль образуется в процессе обжига руды при температуре 600-1200°. Благодаря высоким заводским трубам, достигающим 60 м, эта пыль далеко разносится вокруг потоками воздуха.

Воздействие ее на растительный покров было обстоятельно изучено на Южном Урале. Последствия запыле-ния оказались очень серьезными: погибли некоторые горные сосняки, появились безлесные пространства. Те массивы соснового леса, которые еще сохранились в окрестностях магнезитовых заводов, находятся под угрозой гибели, постепенно отмирают.

Различные древесные породы по-разному реагируют на воздействие магнезитовой пыли. Одни из них более устойчивы к запыленшо, другие менее. Сильнее всего страдает от магнезитовой пыли сосна. И самое уязвимое место дерева - хвоя. Именно хвоинки, покрытые снаружи только тонким слоем кожицы, особенно чувствительны. Они слабее всего защищены от неблагоприятных внешних воздействий. При растворении магнезитовой пыли на поверхности хвоинок образуются капельки щелочного раствора. А эта ядовитая жидкость может частично проникать в глубже лежащие живые ткани, вызывая отравление клеток.