Tipuri de poluare si substante cu rol in poluarea plantelor

TIPURI DE POLUARE SI SUBSTANTE CU ROL IN POLUAREA PLANTELOR

Raportandu-ne la spatiile ocupate de vegetatie, putem spune ca poluarea acestora se afla in stransa legatura cu poluarea elementelor mediului inconjurator, anume: aer, apa, sol.

Poluarea se defineste ca fiind rezultatul contaminarii mediului inconjurator cu materiale care interfereaza cu sanatatea umana, calitatea vietii sau functia naturala a ecosistemelor (organismele vii si mediul in care traiesc). Chiar daca uneori poluarea mediului inconjurator este un rezultat al cauzelor naturale cum ar fi eruptiile vulcanice, cea mai mare parte a substanțelor poluante provine din activitatile umane.

Aerul joaca un rol important in procesul de respiratie al plantelor. Poluarea atmosferei a determinat cresterea temperaturii medii a planetei cu o jumatate de grad Celsius, iar modificarile care ar putea avea loc vor influenta dramatic viata pe Pamant. In "ajutorul" poluarii intervin curentii de aer care transporta agentii poluanti ce iau nastere ca urmare a activitatii omului, in toate zonele globului, determinand o agravare accentuataaa poluarii aerului.

Poluantii caracteristici traficului sunt monoxidul de carbon, oxizii de azot, compusii organici volatili. Pentru tarile dezvoltate emisia acestor poluanti in trafic reprezinta 30-90 % din emisia totala de poluanti ai aerului.

Pe langa expunerea la aer contaminat cu toxine, cativa agenti poluanti cum fi mercurul se pot depune pe sau in apa, unde sunt asimilati de plante si ingerate de animale

Apa, dupa cum se stie, reprezinta o sursa naturala indispensabila vietii, regenerabila, vulnerabila si limitata. Deci, putem afirma ca, pe Pamant, nu exista organism care poata supravietui in afara apei. Multa vreme am crezut - sau in orice caz am actionat ca si cum am fi crezut  - ca apa, prin imensitatea volumului ei, "digera" tot ce putem sa arucam in ea; cu alte cuvinte, intinderile de apa ar fi o imensa "lada de gunoi" pe care o stiam purificatoare. Au fost necesari 50 de ani - in decursul carora am aruncat in ape mai multe deseuri de toate felurile decat in decursul celor 20 de secole precedente - pentru ca aceasta iluzie sa se spulbere. Au trebuit sa se produca o serie de catastrofe pana sa descoperim greseala pe care am facut-o. Apa reprezinta solventul pentru substantele minerale si unii compusi organici solubili si sub aceasta forma este absorbita prin radacini si condusa prin vasele lemnoase (xilem) catre frunze, unde participa la biosinteza organica. O parte din aceasta apa se pierde prin evaporare si transpiratie si reintra in circuitul natural. O alta parte coboara impreuna cu "elaboratele biosintetizate" si se depoziteaza in organe de rezerva, constituind apa inglobata (tubercule, bulbi, parenchime speciale). Aceasta coborare se face prin vasele liberiene (floemul). Este, deci, evident ca, odata intrerupta circulatia apei in plante, sau aceasta avand o calitate inferioara acestea, dupa o perioada scurta, in care apa este redistribuita de la un organ la altul, vor muri. Prin asocierea mai multor plante in ecosisteme, circulatia apei in masa de plante devine semnificativa.

In ceea ce priveste solul, dupa cum bine stim, acesta se defineste ca fiind stratul afanat si poros de la suprafata scoartei terestre, avand o serie de proprietati fizice, chimice si mecanice, in care plantele isi infig radacinile si din care isi exrag substantele necesare unei cresteri si dezvoltari cat mai satisfacatoare. Modificarea acestor proprietati ale solului de catre om, ca factor antropic, are efect direct, de cele mai multe ori daunator, asupra vegetatiei, ducand la degradarea acesteia si, implicit a mediului ambient al tuturor vietuitoarelor.

Studiile efectuate la nivel mondial, dar si la nivel continental si regional, au identificat numeroase probleme majore ale mediului care afecteaza toate componentele sale, adica si plantele.

Sursele de poluare s-au inmultit  odata cu dezvoltarea si modernizarea vietii sociale si economice determinand si sporirea si diversificarea formelor de poluare a tuturor componentelor mediului.

De asemenea, poluarea se poate clasifica si in: poluare fizica, chimica, biologica, estetica, electromagnetica.

Poluarea plantelor afecteaza calitatea vietii la scara planetara. Dupa natura poluantului care o produce, poluarea poate fi: poluare naturala si poluare artificiala. Poluarea naturala se datoreaza surselor de poluare naturale si se produce in urma interactiei apei cu atmosfera, (dupa cum am aratat mai sus calitatea apei are ros esential in cresterea si dezvolatarea plantelor) cand are loc o dizolvare a gazelor existente in aceasta, cu litosfera, cand se produce dizolvarea rocilor solubile si cu organismele vii din apa. Poluarea artificiala se datoreaza surselor de ape uzate de orice fel, apelor meteorice, namolurilor, reziduurilor, navigatiei etc. De asemenea, poluarea se poate clasifica si in: poluare fizica, chimica, biologica, estetica, electromagnetica.

Se poate vorbi si despre poluare controlata si necontrolata. Poluarea controlata (organizata) se refera la poluarea datorata apelor uzate transportate prin reteaua de canalizare si evacuate in anumite puncte stabilite prin proiecte. Poluarea necontrolata (neorganizata) provine din surse de poluare care ajung in emisari pe cale naturala, de cele mai multe ori prin intermediul apelor de ploaie.

Poluarea normala si accidentala reprezinta categorii de impurificare folosite pentru a defini grupuri de surse de ape uzate. Poluarea normala provine din surse de poluare cunoscute, colectate si transportate prin reteaua de canalizare la statia de epurare sau direct in receptor. Poluarea accidentala apare, de exemplu, ca urmare a dereglarii unor procese industriale, cand cantitati mari (anormale) de substante nocive ajung in reteaua de canalizare sau, ca urmare a defectarii unor obiective din statia de preepurare sau epurare. Se mai poate vorbi si despre poluare primara si secundara. Poluarea primara apare, de exemplu, in urma depunerii substantelor in suspensie din apele uzate, evacuate intr-un receptor, pe patul acesteia. Poluarea secundara apare, de exemplu, imediat ce gazele rezultate in urma fermentarii materiilor organice depuse din substantele in suspensie antreneaza restul de suspensii si le aduce la suprafata apei, de unde sunt apoi transportate in aval de curentul de apa.

Solul, ca factor determinant al vietii plantelor, poate fi poluat:

- direct, prin deversari de deseuri pe terenuri  urbane sau rurale, sau din ingrasaminte si pesticide aruncate pe terenurile agricole;

- indirect, prin depunerea agentilor poluanti ejectati initial in atmosfera, apa ploilor contaminate cu agenti poluanti "spalati" din atmosfera contaminata, transportul agentilor poluanti de catre vant de pe un loc pe altul, infiltrarea prin sol a apelor contaminate.

Compozitia aerului atmosferic nu este constanta. In prezent, aceasta compozitie se schimba foarte mult datorita dezvoltarii industriei. In urma activitatii omului, in atmosfera, se elimina peste 200 de compusi chimici, inclusiv SO₂, NO, NO₂, CO₂, vapori de acizi, fenoli, particule de cenusa, praf, funingine, care contin oxizi toxici ai metalelor grele etc. In functie de compozitia chimica, poluantii pot fi clasificati in:

- gaze acide foarte toxice pentru plante (flor, clor, oxizi de sulf, oxizi de azot, oxid de carbon, oxid de fosfor, hodrogen sulfurat etc.);

- vapori de acizi (acid clorhidric, acid sulfuric etc.)

- oxizi ai metalelor (de plumb, zinc, selenium, mangan etc.)         

- baze alcaline (amoniac);

- vapori de mercur;

- diferite gaze organice si substante cancerigene (hidrocarburi saturate si nesaturate, fenoli).

Dupa dimensiunile particulelor, viteza de sedimentare sub actiunea fortei de gravitatie si aspectul electromagnetic, compusii chimici ce polueaza aerul atmosferic se clasifica in: praf, vapori, ceata si fum. Vaporii si gazele patrund usor in plante prin ostiole si influenteaza direct metabolismul celular, interactionand chimic la nivelul peretilor si membranelor celulare. Foarte toxice sunt gazele acide, care acidifica permanent citoplasma celulara, modifica activitatea sistelelor de transport membranar si contribuie la acumularea diferitelor elemente (Ca, Zn, Pb, Cu etc). Plantele rezistente la gazele toxice, dupa patrunderea acestora prin ostiole in frunze, le incadreaza in schimbul de substante, astfel, dezoxificandu-le. Altele insa, inchid ostiolele, deregland schimbul de gaze, transpiratia si absorbtia de lumina. Poluarea aerului duce la scaderea intensitatii respiratiei, influenteaza negativ microflora solului si altele.

Solul reprezinta principala sursa de nutritie minerala a plantelor, iar poluarea lui (fizica, chimica, biologica etc.) duce la dereglarea functiilor sale. Folosirea pe scara tot mai larga a pesticidelor si a ingrasamintelor cu azot cauzeaza poluarea solului cu metale grele si nitrati, sporirea continutului acestora in plante si in produsele lor. Din toate tipurile de poluare, cea mai periculoasa continua sa fie poluarea radioactiva.

Apele subterane sunt, de asemenea, supuse poluarii cu ingrasaminte chimice si pesticide, care se aplica abuziv in agricultura si care sunt spalate de ploi in adancime.

Rezistenta plantelor la metalele grele este asigurata de mecanisme moleculare si fiziologice care depinde de natura substantei si particularitatile de specie ale organismului. In general, toleranta plantelor superioare la metalele grele se obtine prin evitarea patrunderii metalelor in celula si prin includerea mecanismelor intracelulare de detoxifiere a metalelor grele. Evitarea patrunderii ionilor de metale grele in celula vegetala se bazeaza pe imobilizarea ionilor de metale grele in peretele celular si eliminarea din celula a liganzilor care chelateaza metalele. Ca rezultat, planta evita actiunea toxica a metalelor grele asupra proceselor intracelulare. Se atesta o imobilizare si acumulare semnificativa a metalelor grele prin acumularea ionilor de metale in spatiul liber al peretelui celular sau prin legarea metalelor in matricea extracelulara de catre situri specifice. Astfel, la Agrostis tenuis, planta toleranta la Zn, se observa o corelatie directa intre capacitatea peretelui celular de a lega metalul si gradul de rezistenta la acest metal. Cultivarea plantelor de Oryza sativa pe medii cu concentratii toxice de Cd si Zn si Lupinus Lutelus pe medii cu concentratii ridicate de Cu si Pb a dus la acumularea acestor metale anume in peretele celular. Acumularea ionilor de metale in spatiul liber al peretelui celular este determinata de valoarea coeficientului schimbator de ioni, care depinde in mare masura de numarul gruparilor histidinice ale proteinelor si de numarul gruparilor carboxilice de la suprafata substantelor pectice din peretele celular. Se stie ca pectinele joaca un rol important in reglarea patrunderii elementelor minerale, inclusiv a microelementelor, in celula. Gruparile carboxilice formeaza la suprafata pectinelor o anumita sarcina, care permite retinerea ionilor de metale. Cu cat este mai mare valoarea coeficientului de schimb ionic, cu atat mai multi ioni toxici se retin in spatiul liber al peretelui celular, si invers. Eficacitatea imobilizarii metalelor grele in peretele celular, depinde de asemenea, de reducerea activitatii lor in urma formarii legaturilor chimice stabile cu anumite substante din celula. Se presupune ca metalele grele sunt legate de catre proteinele specifice ale peretelui celular.