Татьяна Евстифеева - Биологический мониторинг

в) некоторые растения ставят на пути стрессоров физические или химические барьеры.

Среди вызываемых стрессорами нагрузок на биологические системы различают обратимые (упругие) и необратимые (пластические) нагрузки. Так, низкая температура может вызвать такие обратимые нагрузки, как затвердение жиров, денатурацию белков, замедление метаболических процессов. В то же время низкая температура может привести к таким необратимым изменениям, как непроницаемость клеточных мембран.

При длительном действии экстремальных условий среды ряд биологических систем может адаптироваться к ним. При этом наблюдается следующая закономерность – за исходным устойчивым состоянием в ответ на воздействие стрессора обычно следует избыточная реакция, которая затем сменяется некоторым стабилизирующим состоянием, на смену которому наступает новое устойчивое адаптированное состояние (рисунок 1).

Опасность антропогенных стрессоров состоит в том, что биологические системы недостаточно адаптированы к ним, что обусловлено, прежде всего, тем, что антропогенные стрессоры создаются с такой скоростью, что биосистемы не успевают активизировать свои адаптивные процессы. Многие антропогенные факторы потому и становятся опасными для живого, что они существенно отличаются по интенсивности и продолжительности воздействия от той, обычно существующей в природе нормы, к которой биосистемы адаптированы. В итоге антропогенные стрессоры оказывают заметное влияние на диапазон толерантности экосистем, что приводит к их деградации. Так, промышленные и технические сооружения вызывают подогрев воздуха и воды, их загрязнение вредными веществами, уплотнение почвы и т.д., что приводит к сокращению ареалов типичных видов, уничтожению целых комплексов естественной растительности и распространению рудеральных растений.

Рисунок 1 – Адаптация биологических систем к воздействию стрессоров

Большая часть загрязняющих веществ от источников загрязнения попадает сначала в атмосферу и уже из нее в почвенную и водную среду.

Различают три способа выведения загрязняющих веществ из атмосферы:

1. Облачное вымывание.

2. Подоблачное вымывание.

3. Сухое выпадение на подстилающую поверхность.

Поскольку многие загрязняющие вещества либо сорбированы на твёрдых частицах, либо растворены в каплях влаги, процесс выпадения осадков – важная стадия выведения загрязняющих веществ из атмосферы.

Загрязняющие вещества могут растворяться в облачных каплях в процессе образования облаков. Эта стадия выведения загрязнения из воздуха называется облачным вымыванием.

При этом количество загрязняющих веществ, попадающих в жидкую фазу за счет диффузии пропорционально их уровню внутри облака.

Так как облака находятся на относительно большом расстоянии от поверхности земли, облачное вымывание эффективно при метеорологических условиях, способствующих активному вертикальному перемещению воздушных масс в нижнем слое атмосферы, включением их в облачную массу. Из этого следует, что облачное вымывание наиболее эффективно при дальнем переносе загрязняющих веществ.

После абсорбции загрязняющих веществ облачными каплями, эти вещества могут вступать в химические реакции, подобные реакции двуокиси серы и аммиака, приводящей к образованию сульфата аммония или другие реакции.

Облачные капли являются начальной стадией образования более крупных капель осадков. Обычные капли, не превратившиеся в дождевые, могут испаряться и таким образом выделять из своего объема загрязняющие вещества в атмосферный воздух. Загрязняющие вещества затем вновь растворяются в облачных каплях и цикл выведения загрязнений из атмосферы повторяется, приводя, в конечном итоге, к выпадения дождевых капель на землю.

Вторым типом выведения загрязняющих веществ из атмосферы является процесс подоблачного вымывания, при котором дождевые капли, пролетая, захватывают загрязняющие вещества и переносят их на подстилающую поверхность.

Этот процесс недостаточно эффективен вследствие низкой плотности дождевых капель в воздушной массе и незначительного времени контакта капель и загрязняющих соединений, однако в районах с высоким уровнем загрязнения и значительным количеством осадков подоблачное вымывание может играть важную роль.