Фетт В. Атмосферная пыль

Подождите немного. Документ загружается.

274-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

Вредное влияние пыли на флору (задымление)

Тигс (см. [6]) ввел в литературу термин «задымле-

ние», означающий все формы повреждения растений и

нарушения их жизнедеятельности, обусловленные по-

падающими в атмосферу отработанными газами и па-

ром, золой, сажей, твердыми минеральными частицами

и газообразными продуктами превращения различных

веществ. Он подразделяет источники задымления на

естественные, к которым относятся, например, вулкани-

ческие извержения или выделение природного газа, и

технические (в широком смысле), возникающие благо-

даря деятельности человека. Введенное Тигсом понятие

получило широкое распространение и менять его не

имеет смысла, поскольку большая часть вредных для

растений веществ находится в газообразном состоянии.

Болезни растений, возникающие в результате задымле-

ния, описаны в известном капитальном труде Зорау-

эра [6], данные которого использованы в дальнейшем из-

ложении.

Задымление оказывает химическое и физическое

влияние на жизнедеятельность растений, если состав

«дыма» чужд организму растения. Между острыми и

хроническими эффектами нельзя провести резкой гра-

ницы. На острый эффект указывает побурение, пожелте-

ние и увядание, т. е. признаки, свидетельствующие о пре-

кращении деятельности жизненно важных органов

растения.

Медленно действующие (абиотические) факторы, вы-

зывающие заболевания растений, снижают урожай важ-

нейших сельскохозяйственых культур; под их действием

растения хиреют и теряют способность сопротивляться

заболеваниям. К таким факторам относятся климат и

погода, структура и химические свойства почвы и повре-

ждения механического характера. Нередко климат и по-

года обусловливают неблагоприятное влияние других

факторов, например почвы.

Иногда во время бурь флора подвергается механиче-

скому повреждению под действием крупной пыли и

главным образом песка [7]; но, вообще говоря, влияние

пыли сказывается медленно.

Гл. 3. Значение пыли в ботанике

275

Вредному действию отдельных видов пыли на расте-

ния посвящен ряд исследований.

Выяснено, что нерастворимые окислы и соли метал-

лов, входящие в состав летучей пыли (Тигс [6] подразу-

мевает под летучей пылью все твердые частицы, выбра-

сываемые в воздух), причиняют так же мало вреда, как

пьгль улиц и полей. Растворимые окислы и соли метал-

лов, попадающие на влажные листья, действуют на ра-

стительную ткань, вызывая появления пятнистости

(опыты Газельгоффа [8]). Соединения мышьяка, по дан-

ным Крюгера и Фулмека, действуют аналогично окис-

лам и солям металлов.

Вильк сообщает о вредном действии окиси кальция,

гидрата окиси кальция и карбида кальция, выбрасывае-

мых в воздух трубами одной из фабрик, производивших

карбид кальция. По данным Газельгоффа, еще недоста-

точно ясно, оказывает ли вредное влияние на растения

летучая пыль, содержащаяся в воздухе в районе це-

ментного завода. Во всяком случае, внешних признаков

повреждения растений, находившихся на прилегающей

территории, обнаружено не было.

К вредным компонентам дыма, образующегося при

отоплении каменным и бурым углем, относятся хлориды

(например, хлористый натрий), сульфиды (например,

сернистый натрий и сернистый кальций) и иногда суль-

фаты (например, сернокислый натрий). Мюллер описы-

вает вредное влияние буроугольного дыма на сахарную

свеклу. В настоящее время оно исключено благодаря

повсеместно используемой электростатической очистке

газа, имеющей коэффициент полезного действия

95—99%.

По заключению Тигса, летучая пыль может вредно

влиять на зародыши семян и таким образом нарушать

последующее развитие растений. Под действием летучей

пыли и некоторых солей вещества, входящие в состав

листьев, подвергаются более или менее сильным измене-

ниям и нормальное протекание жизненных процессов

нарушается. Газельгофф, ставивший аналогичные опыты,

не обнаружил, однако, никакого изменения микрострук-

туры растительных тканей, хотя он и применял такие

18*

276-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

количества летучей пыли и солей, которые вряд ли мо-

гут попасть на листья в естественных условиях.

Вредное влияние сажи часто преувеличивают. Висли-

денус считает, что ее нерастворимые компоненты, осо-

бенно плотные, хорошо сцепляющиеся черные частицы

угля, безвредны. Обсыпание хвойных деревьев большим

количеством бензиновой сажи, представляющей собой

почти чистый углерод, не повреждало игл. Наблюдения

за действием сажи, образующейся при обжигании угля

в «кучах», также показали, что она не оказывает вред-

ного влияния на находящиеся вблизи деревья. Механи-

ческого повреждения листьев вследствие закупорки

устьичных щелей не происходило, и на этих деревьях

опять появлялись зеленые почки.

Безвредность отложения мелких частиц угля на рас-

тениях доказана. Это обстоятельство все же несколько

удивляет, поскольку, казалось бы, что температура

листьев, покрытых черными частицами угля и, следова-

тельно, интенсивно поглощающих солнечные лучи,

должна быть повышенной и что поэтому в присутствии

угля должны создаваться условия, неблагоприятные для

жизни растений. В связи с этим интересно вспом-

нить данные Фалькенберга [11], согласно которым при

максимуме излучения в области 10 ц листья пеларгонии,

иглы ели и брюссельская капуста имеют коэффициент

поглощения 0,96. Таким образом, листья растений почти

полностью поглощают тепловое излучение, мало отли-

чаясь в этом отношении от сажи. Исследования Фаль-

кенберга согласуются с наблюдениями, проведенными

в сильно задымленной местности, которые показали, что

сажа не ускоряет засыхания листьев или игл хвойных

деревьев во время летней жары.

Частицы угля почти не проникают в густой сосновый

бор (фиг. 34). Нежная зелень граба и липы повре-

ждается ими лишь в очень малой степени. По данным

Вислиценуса, разъедающее действие оказывают лишь

растворимые в воде экстрактивные вещества — серная

кислота, сернокислые соли металлов, компоненты смолы,

причем в присутствии твердых частиц оно значительно

уменьшено и смягчено. Во всяком случае, если сажа

и оказывает неблагоприятное влияние, то оно неизме-

Гл. 3. Значение пыЛи в ботанике

277

римо слабее разъедающего действия содержащихся

в дыме газов кислотного характера. Поэтому сажу

вместе с другими нерастворимыми в воде компонентами

дыма следует относить к веществам, не повреждающим

растения. Пожалуй, можно лишь признать, что она

является одним из факторов, мешающих росту нежных

лиственных и хвойных растений в садах больших го-

родов.

Данные о количестве сажи на растениях, произра-

стающих в лесу и поле, имеют лишь одно значение: они

помогают распознавать сильное местное или диффузи-

онное задымление и определить род источника дыма [10].

Следует, кроме того, отметить, что пыль портит вид

растений и иногда перед продажей их приходится

мыть. Поскольку многие плоды и овощи нельзя мыть

задолго до употребления, считается, что запыленность

снижает их цену и их потребительную стоимость в каче-

стве продуктов питания [6].

КОСВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ ПЫЛИ НА ФЛОРУ

Влияние пыли на теплоотдачу почвы

Примером косвенного влияния пыли на растения мо-

жет служить защита их от заморозков при помощи ды-

мового покрова. Этот способ известен уже давно [12].

Такой покров уменьшает теплоотдачу почвы и умень-

шает интенсивность радиации, достигающей земли.

В настоящее время в качестве защитных материалов

применяют различные отходы (конский навоз, солома),

неочищенный нафталин, антрогенный пек, торф, смолу,

получающуюся в качестве побочного продукта при гази-

фикации каменного угля, асфальт, цинковый туман

(смесь цинковой пыли, окиси цинка и гексахлорэтана)

и другие. Роль пыли в этом отношении не следует,

однако, преувеличивать. Заслуживают внимание сле-

дующие данные Шмидта [13]: в одном из опытов дымо-

вой покров уменьшил понижение температуры на 2,5°;

из них 2° следовало отнести за счет теплоты горения и

теплоты сублимации и лишь 0,5° — за счет защитного

действия дымового покрова. Шмидт подтвердил эти дан-

ные путем измерений теплоотдачи, согласно которым

278-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

дымовой покров уменьшает ее на 30—40%. Юнг [14] на-

шел, что дымовой покров уменьшает теплоотдачу в ноч-

ные часы в среднем всего лишь на 9%, а максимальное

уменьшение не превышает 26%. Поэтому он считает,

что дымовой покров мало влияет на предотвращение

повреждения растений заморозками. Все же опыты

Адамсона [15] позволяют сделать вывод, что покров из

сажи и дыма в совокупности с предшествующим и со-

путствующим тепловым действием других факторов по-

зволяет задержать понижение температуры защищае-

мых растений примерно на 2 часа. Дымовой покров

предохраняет также от резкого повышения температуры

в первые утренние часы, которое может вызвать слиш-

ком быстрое оттаивание растений и этим увеличить

вред, причиненный заморозком. Кесслер и Клемпферт

([12], см. также [16—18]) опубликовали подробную

сравнительную оценку различных способов защиты рас-

тений от заморозков.

Наряду с полезным действием дымовых покровов

некоторые из них оказывают и вредное влияние на рас-

тения. Например, Люстнер (см. [12]) установил, что

цинковый туман повреждает листья виноградной лозы.

У некоторых растений, например у огурцов, после часо-

вого пребывания их в воздухе, 1 м!

которого содержит

5 г смеси Бергера, поникают листья и они засыхают че-

рез несколько дней. Ряд других материалов, применяе-

мых для создания дымового покрова, при определенной

концентрации также вызывает преходящее желто-корич-

невое окрашивание листьев или увядание растений. Но

во всех этих случаях вредный эффект обусловлен, ко-

нечно, в большей степени газами-носителями, чем взве-

шенными в них твердыми частицами.

Пыль оказывает косвенное вредное влияние на рас-

тения в тех случаях, когда она в течение продолжитель-

ного времени уменьшает поступление солнечной радиа-

ции. Например, в Берлине одно дерево груши дает

в среднем 17 кг плодов, а на остальной территории

Бранденбурга, где воздух менее загрязнен, — 24,5 кг [19].

В ряде областей аналогичное влияние на урожай ока-

зывает помутнение атмосферы, вызванное вулканической

пылью [20].

Гл. 3. Значение пыли в ботанике

279

Влияние пыли на почву

При выпадении осадков растворимые компоненты

пыли поглощаются почвой и затем впитываются кор-

нями' растений. Этим путем пыль может косвенно вре-

дить флоре. По данным Тигса, в Берлине (Далеме) за

месяц выпадает с атмосферными осадками нераствори-

мых веществ летом 1,86 г/ж

, зимой—1,54 г/л

, в сред-

нем— 1,7 г/ж

, а растворимых веществ— 1,36 г/м

. Неко-

торые растворимые компоненты пыли (в особенности соли

металлов) вызывают увядание растений; иногда они по-

вреждают молекулы хлорофилла или уменьшают его со-

держание, вследствие чего растения желтеют и быстро

засыхают. Нерастворимые составные части летучей пыли

могут неблагоприятно изменять физические свойства

почвы и тем самым вредить флоре, но пока еще нет

опубликованных исследований, касающихся этого во-

проса. Зато хорошо известна ветровая эрозия почв,

иногда называемая дефляцией или выдуванием почв. Под

мощными пластами малоплодородного пепла, принесен-

ного ветром после извержения Катмая [20], погибли мел-

кие растения, и в результате такой «прополки», т. е.,

иными словами, устранения конкуренции, сохранившиеся

крупные виды оказались в более благоприятном положе-

нии. Особенно быстро стали расти деревья. Кроме того, мас-

совое выпадение пепла привело к разрыхлению почвы [21].

Оливер [22] сообщает о влиянии массового выпаде-

ния пыли на плодородие почвы в Египте. В связи с этим

следует упомянуть об аналогичном значении лёсса, в ча-

стности в Китае.

Выдувание верхнего пахотного слоя почвы наносит

вред сельскохозяйственным культурам. Например, осо-

бые метеорологические условия на мекленбургском по-

бережье Балтийского моря нередко вызывают весной,

до появления защитного растительного покрова, выду-

вание пахотного слоя почвы. Ветровая эрозия может

унести также посеянные семена. В 1936 г. ветер выдул

в штате Колорадо 60 ООО га посевов пшеницы, а в шта-

тах Нью-Мексико и Канзас — больше 100 ООО га. В на-

званных штатах пострадали также фруктовые планта-

ции вследствие обнажения корней растений. Вред,

280-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

причиняемый этим явлением, очень велик, и,для его пред-

отвращения насаждают лесозащитные полосы. Наличие

растительного покрова даже на небольших участках

уменьшает скорость ветра, препятствует выдуванию

почвы и способствует оседанию пыли. Поэтому роль зе-

леных насаждений в городах очень велика (стр. 159).

В областях с влажным климатом зыбучие пески на

больших пространствах встречаются лишь там, где по

вине людей почва лишена защитного растительного по-

крова [24].

ЗНАЧЕНИЕ ПЫЛЬЦЕВОГО АНАЛИЗА

Цветочная пыльца обладает рядом свойств, благо-

даря которым изучение ее стало одним из методов па-

леоботанических исследований. К этим свойствам отно-

сятся: способность равномерно распределяться на боль-

шом пространстве и образовывать отдельные слои;

прочность и герметичность внешней оболочки зерен

пыльцы; наличие характерных признаков у пыльцы от-

дельных видов растений, позволяющее по морфологии

пыльцы определять вид растений. На основании ана-

лиза пыльцы, содержащейся в пробах торфа, взятых

с разных глубин, можно судить об этапах эволюции ра-

стительного мира и об истории климата [25]. Изучение

других видов пыли, например пыли туфов, также по-

зволяет установить последовательность напластования

осадочных пород и относительный возраст каждого

слоя.

Данные об относительном количестве пыльцы расте-

ний разных видов, отложившейся на протяжении веков,

помогают изучению истории культуры народов. Напри-

мер, начало возделывания зерновых культур в области

Эйфеля относится к началу неолита, а упадок земледе-

лия и соответствующее расширение пустошей — к пе-

риоду переселения народов или к Тридцатилетней

войне [26]. Исследования пыльцы подтверждают, что

после ледниковой эпохи четвертичного периода повыше-

ние температуры происходило неравномерно и периоды

потепления сменялись периодами похолодания. Можно

надеяться, что в сочетании с изотопным методом (изме-

Литература

28 i

рение содержания С

) эти исследования позволят оп-

ределить абсолютный возраст слоя пыльцы и — что са-

мое важное — время, прошедшее с момента событий,

происходивших в доисторическую эпоху [27, 28].

ЛИТЕРАТУРА

1. Brezina Е., Schmidt W., Das kiinstliche Klima in der

Umgebung des Menschen, 159, Stuttgart, 1937.

2. В

u n с k H., Aerosole als Schadlingsbekampfungsmittel im Aus-

land. Z. f. Pflanzenkrankheiten u. Pflanzenschutz, 55, 154

(1948).

3. W i s

i с e n u s H., Grundsatzliches zur technischen Abgas- und

Rauchschadenfrage und zu den Aussichten auf ihre Losung.

Beih. z. d. Z. d. Ver. Dt. Chemiker «Angew. Chem.» u. «Die

chem. Fabrik», H. 3, 1—9 (Zusammenfassung des Fragenbere-

ichs) (1933).

4. H a s e

h о f f E., Grundziige der Rauchschadenkunde, Berlin,

1932.

5. Sonderkatalog der Gruppe Rauchschaden. Internat. Hyg.-Ausstel-

lung Dresden, 13—16 (1911).

6. Sorauer, Handbush der Pflanzenkrankheiten, 6 Aufl Bd. 1, 2,

243—309, Berlin, 1934.

7. Steckhan H., Sandstiirme vernichten die Ernte auch in Nord-

westdeutschland. Umsch. Wiss. Techn., 49, 467 (1949).

8. H a s e

h о f f E., Versuche iiber die Wirkung von Flugstaub auf

Boden und Pflanzen. Landwirtsch. Jb. f. Bayern, 54, 289—319

(1919).

9. Ruston A. G., Crowther Ch., Impurities in the Atmosphere

of Towns and Their Effekts upon Vegetation. Rep. Brit. Assoc.

Advanc. Sci. Sheffeld, 577—578 (1910).

10. W i s

i с e n u s H., Experimented Rauchschaden. Samml. von

Abh. iiber Abgase u. Rauchschaden, Heft 1 (1914).

11. Falckenberg G., Absorptionskonstanten einiger meteorolo-

gisch wichtiger Korper fiir infrarote Wellen. Meteor. Z., 45,

334 (1928).

12. Kessler O. W., Kaempfert W., Die Frostschadenverhiitung.

Wiss. Abh. d. Reichsamt f. Wetterdienst, 6, Nr. 2, Berlin, 1940.

13. Schmidt W., Meteorologische Feldversuche iiber Frostabwehr-

mittel. Jb. Zentralanst. Meteor, u. Geodyn. Wien, Anh.. 1927,

Publ. — Nr. 135 (1929).

282-2 Часть II. Значение атмосферной пыли

14. Kimball Н. Н., Young F. D., Smudging as a Protection

from Frost. Month. Weather Rev., 48 (1920).

15. A d a m s о n J. E., Fighting Frost. Month. Weather Rev., 39

(1911).

16. Dege W., Uber kiinstliche Bewasserung und fiber Frostrauchern

im nordlichen Gudbrandstal, Norwegen. Erdkde., 3, 96 (1949).

17. Baumgartner A., Meteorologische Untersuchungen bei

FrostschutzmaBnahmen im Pflanzgarten Grafrath. Meteor. Inst.

Forstl. Forsch. Anst., Mfinchen (1953).

18. Weger N., Zur Frage der Frostabwehr durch Lufttrfibung.

Weinbau, Wiss. Beih., 4, 166—168 (1950).

19. Berg H., Einffihrung in die Bioklimatologie, 55, Bonn, 1947.

20. Griggs R. F., Das Tal der zehntausend Dampfe, 2 Aufl., Leip-

zig, 1928.

21. Haselhoff E., Bredemann E., Haselhoff W., Entste-

hung, Erkennung und Beurteilung von Rauchschaden, Berlin,

1932.

22. О

i v e r F. W., Dust-Storms in Egypt and Their Relation to the

War Period, as Noted in Margul, 1939—1945; Geogr. J., 106,

26 (1945); 108, 221 (1947).

23. Staubstiirme im siidlichen Rufiland. Meteor. Z., 12, 149

(1895).

24. R a m a n n E., Bodenkunde, 64, Berlin, 1905.

25. Schmitz H., Was wissen wir von der KHmaentwicklung seit

der letzten Eiszeit. Umsch. Wiss. Techn., 55, 685—687 (1955).

26. S t г а к a H., Zur spatquartaren Vegetationsgeschichte der Vul-

kaneifel. Arb. z. Rhein. Landeskde. H. I, Bonn, 1952.

27. Straka H., Die Auswertung pollenanalytischer Ergebnisse,

Naturwiss. Rdsch., 8, 480—483 (1955).

28. Firbas F., Naturwiss. Rdsch., 6, 83 (1953) (ausfuhrliche Lite-

raturangaben).

Глава 4

ЗНАЧЕНИЕ ПЫЛИ В МЕДИЦИНЕ И ГИГИЕНЕ

НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ДЕИСТВНЕ ПЫЛИ НА ОРГАНИЗМ

ЧЕЛОВЕКА

Атмосферная пыль вредна, и поэтому человек и

другие высокоорганизованные живые существа снаб-

жены соответствующими защитными приспособле-

ниями.

Волосяной покров в известной мере защищает кожу

от вредного влияния пыли, однако эта защита не абсо-

лютна. Раздражение и повреждение кожи и особенно

слизистых оболочек частицами пыли, имеющими острые

края, способствуют проникновению патогенных микро-

бов в организм и снижению его сопротивляемости инфек-

циям. Кроме того, длительное воздействие очень мелкой

пыли может привести к закупорке пор и нарушению се-

креции кожных желез с вытекающими отсюда послед-

ствиями. При запыленности кожи потоотделение снижает-

ся иногда на 70%. Ресницы также не вполне защищают

глаза от воздействия пыли, которое может вызвать вос-

паление конъюктивы и роговой оболочки (конъюнкти-

вит).

Примером внешнего воздействия пыли на живые ор-

ганизмы служит изменение окраски бабочек в обла-

стях, где воздух сильно загрязнен промышленными вы-

бросами.

Пыль вредно влияет и на желудочно-кишечный

тракт. Особенно опасны пары свинца, приводящие к за-

порам. Некоторые виды пыли извращают вкусовые

ощущения.

При внешнем воздействии пыль наносит все же

меньший вред, чем при попадании во внутренние ор

ганы, имеющие большую поверхность и легко ранимые.

Финдейзен [1] расчетным путем определил отно-

сительные количества витающих в воздухе частиц