RELATIILE NIVEL DE POLUARE - SIMPTOMATOLOGIE FIZIOLOGICA

Procesele fiziologice sunt, in toate cazurile, posibilitati de testare ale interferentei poluare-dezvoltare normala, ele precedand simptomatolo­gia foliara sau florala. Cum diferitii agenti poluanti provoaca dereglari caracteristice, o analiza grupata, dupa efectele acestora, pune mai bine in evidenta modul in care este afectata si influentata starea vegetatiei.

a. actiunea fluorului. Manifestarile exterioare ale intoxicarii cu fluor provenit din poluarea atmosferei pot fi explicate, in mare parte, prin cercetari de fiziologie privind regimul de apa, numarul stomatelor func­tionale, greutatea substantei uscate, desfasurarea proceselor enzimatice si a asimilatiei clorofiliene. In experimentari indelungate, s-a aratat ca in toate cazurile tulburarea fiziologiei plantelor precede aparitia simptomelor.

b. morfologice, iar metabolismul apei poate indica o intoxicare cu fluor, chiar daca acesta se afla in cantitati foarte mici (0,2 - 0,25 ppm).

Problema pragului de nocivitate a fluorului pentru procesele fizio­logice este destul de complicata deoarece in multe din teritoriile care nu se invecineaza cu surse de impurificare a aerului, plantele contin in mod natural cantitati sensibile din acest element ajuns in organismul lor prin absorbtie radiculara sau prin metabolizarea diferitilor produsi cu fluor: in toate aceste cazuri nu exista totusi dezechilibre fiziologice importante. O cantitate cuprinsa intre 0,5 si 10 ppm F, absorbita la nivelul radicular, nu este daunatoare. Analiza solului arata existenta unei cantitati mari de fluor, iar plantele crescute aici aveau o adaptabilitate indelungata care exclude aparitia unei simptomatologii si permite o vegetatie normala. Din aceasta se desprinde concluzia ca daca fluorul se gaseste in cantitati moderate in sol, patrunderea lui in plante pe cale radiculara nu va exercita actiuni toxice notabile si in con­secinta, nu va crea prejudicii.

Experimentari de laborator si observatii generalizate au aratat insa. ca un continut de 0,5 -3 ppm F atmosferic poate provoca aparitia unor dereglari fiziologice care se exteriorizeaza prin modificari morfologice. Cercetarile privind necrozarea varfului limbului frunzelor (la cele de forma, alungita) sau a marginilor acestora (la exemplarele cu limbul oval sau ro­tund) au aratat ca fluorul absorbit la nivelul suprafetelor absorbante ale frunzelor este vehiculat prin activitatea tesuturilor parenchimatice toc­mai catre punctele indicate mai sus care, intoxicate, se necrozeaza. Fluorul continut in praful depozitat pe frunze, are de asemenea, o actiune fitotoxica; actiunea lui este in acest caz slab­ dar de lunga durata.

Evident, leziunile pot aparea numai in conditiile complexe enuntate; o specie toleranta la acest element (cum este, de pilda, bumbacul) nu prezinta tulburari fiziologice sau morfologice chiar daca frunzele sale acu­muleaza o cantitate de 1 000 ppm F, in timp ce la gladiole necrozele apicale incep sa apara de la o concentratie de 20 ppm; o cantitate de 50 ppm F este capabila sa defolieze campuri intregi de trandafiri. Aceste fenomene pot fi explicate si cu ajutorul unor modele de hartie de filtru care arata ca valoarea fluorului absorbit la extremitatile frunzei este mai mare decat deasupra corpului frunzei din cauza deformarii suprafetei de difuziune a aerului in jurul extremitatilor proeminente.

In experimentari de laborator, plante de grau fumigate cu fluor acumulau apical acest element in proportie de 75 % din intreaga cantitate intrata in organismul vegetal.

Esential in poluarea cu fluor este insa forma sub care acest element ajunge in planta, lucru care conditioneaza toxicitatea sa. In experiente cu diverse plante (Primus cerasifera, Primus armeniaca, Triticum vulgare, Chenopoaium album) crescute in culturi hidroponice, s-a constatat o acumulare diferita in frunze, potrivit naturii chimice a compusilor fluorati aplicati. Starea fiziologica a tesuturilor vegetale joaca un rol important in absorbtia fluorului si in simptomatologie.

Relatii stabile intre nutritia cu calciu si clor interferata de poluarea cu fluor la radacinile de grau si respectiv la radacinile de orz (77) dovedesc complexitatea proceselor care au loc la nivelul nutritiei minerale in conditiile poluarii cu fluor.

Starea nutritiva in care se gaseste o planta joaca un rol de prima importanta in ceea ce priveste rezistenta acesteia la acti­unea fluorului. Deficitul in azot mareste foarte mult sensibilitatea vege­tatiei. Varsta organelor si a plantelor este, de asemenea, un factor decisiv in aparitia necrozelor; la Pinus ponderosa acele erau cu atat mai sensibile la fluor cu cat erau mai tinere, iar pagubele provocate de acest poluant erau de doua ori mai mici la intuneric decat la lumina.

Prin comparatie cu datele obtinute in zonele nepoluate - continutul     acelorasi plante poate indica afinitatile de specie fata de fluor si in acelasi timp, pragul de nocivitate al acestui ele­ment. Analizele efectuate au aratat ca posibilitatile vegetatiei de a acu­mula fluor nu sunt lezate direct de concentratia diferitilor compusi ai fluorului din atmosfera ci depind, pe de o parte, de conditiile de biotop, iar pe de alta parte, de receptivitatea diversa a speciilor.

Datele obtinute in aceste experiente, precum si in alte studii de teren, si de laborator, au folosit la alcatuirea unor trepte de valori minime ale fluorului de la care incep perturbarile proceselor fiziologice.

Cercetarile intreprinse au stabilit astfel ca emisiile de fluor de­versate in aer sunt cele mai agresive si ca ele pot afecta in masura egala, fiziologia si morfologia plantelor.

b. Actiunea bioxidului de sulf. Efectele determinate de aceasta noxa sunt mult mai brutale decat cele provocate de fluor, arsurile si depigmentarile fiind evidente. Cantitatea de gaz care intra in frunze este favorizata de timpul de deschidere a stomatelor si de conditiile favorabile de mediu (temperatura, luminozitate, umiditatea aerului si a solului).

Pagubele cele mai importante provocate de S0₂ se petrec spre mijlocul zilei cand activitatea fotosintetica este maxima. Conditiile de cultura joaca si in cazul acestui poluant roluri deosebite in. rezistenta plantelor la actiunea sa nociva.

O nutritie azotata bogata ca si o buna aprovizionare cu potasiu spo­resc posibilitatile plantelor de a suporta atacul vatamator al S0₂. Aproape toate studiile efectuate asupra actiunii fitotoxice a S0₂ mentioneaza ca aceasta se datoreaza in principiu, distrugerii clorofilei si precipitarii taninurilor; fenomenele descrise sunt insotite de plasmolizarea celulelor si de blocarea mecanismului de inchidere-deschidere al stomatelor.

In experimentari cu diverse plante supuse unor at­mosfere artificiale (cu bioxid de sulf), s-a constatat ca in urma absorbtiei acestui gaz se degaja H₂S, proces ce se desfasoara numai in conditii de lumina. Lucrul acesta poate fi interpretat ca avand legatura directa cu asimilatia clorofiliana, dar mai ales cu masurile de autoaparare prin care, alaturi de transformarea S0₂ in sulfati, plantele cauta sa reduca aceasta forma toxica a sulfului.

S-a constatat ca, cu cat celulele contin mai multe elemente alcaline capabile sa blocheze ionii acizi, cu atat tesuturile respective vor fi mai rezistente la actiunea SO₂. Mecanismul acesta, descris de multi autori, este foarte evident in cazul unor plante nevasculare ca lichenii si muschii. Sensibilitatea acestora se datoreaza, in special, capaci­tatii lor de a absorbi usor si in cantitati mari umiditatea atmosferica, ceea ce favorizeaza formarea acidului sulfuric.

Experiente numeroase au dus la concluzia ca pragul letal pentru vegetatie este de 20 mg S0₂ / m³ de aer, dar efectul toxic al acestui po­luant incepe la concentratii mult mai mici, mai ales atunci cand umidi­tatea favorizeaza formarea acizilor sulfuric si sulfuros.

Depunerile simultane sau in timp ale unor particule impurificatoare ale atmosferei (ca de pilda negrul de fum) mareste cu de doua pana la cinci ori actiunea toxica a S0₂ pe care o prelungeste prin fixarea noxei pe suprafata plantelor. Cum concentratiile limita suportate de vegetatie variaza in functie de numerosi parametri s-a incercat, nu totdeauna cu succes, ca ele sa fie stabilite urmand anumite formule matematice.

Pragul de nocivitate a S0₂ depinde insa, evident, si de particulari­tatile genetice si fiziologice ale plantelor, precum si de stadiul lor de dezvolta­re. Astfel, la cereale - plante in general sensibile - stadiul de trei frunze reprezinta un asa-numit moment critic, la fel ca si perioada de germinare a polenului pe stigmat; in aceste cazuri (dar si in multe altele legate de cresterea si dezvoltarea plantelor), bioxidul de sulf este deosebit de nociv.

S-a constatat ca actiunea noxelor in general, si a bio­xidului de sulf in special, tinde sa se insumeze in timp, ceea ce face vul­nerabile in mod deosebit plantele perene si in primul rand arborii.

c. Actiunea poluantilor oxidanti. Oxizii de azot, ozonul si peroxiacetil-nitratul formeaza principalele noxe care se incadreaza in aceasta grupa. Totalitatea lor provoaca o simptomatologie morfologica si fiziolo­gica de mari proportii care - dupa pagubele pe care le provoaca - se situeaza imediat in urma celor declansate de fluor si bioxid de sulf.

Poluarea fotochimica a aerului, ca rezultat al reactiei oxizilor de azot cu unele hidrocarburi este declansata in atmos­fera de energia solara.

Simptomele caracteristice ale nitratului de peroxiacetil sunt aparitiile unor tente argintii, bronzate sau metalice, limitate la suprafata inferioara a frunzelor. Valoarea de 0,2 ppm ozon este un prag de la care celulele palisadice incep sa fie afectate si, odata cu ele, intregul proces de fotosinteza.

Tutunul este o planta sensibila - indicatoare pentru ozon, iar fasolea un test sigur pentru identificarea peroxiacetilnitratului. Mai mult decat atat, in cadrul acestor specii se gasesc varietati diferite ca rezistenta si comportare la aceiasi poluanti.

In general se considera ca plantele cu crestere rapida sunt cele mai sensibile la ozon si ca un sol foarte umed, o mare umiditate atmosferica, o nutritie buna si temperatura medie sau ridicata favorizeaza activitatea acestei noxe.

Adesea, ozonul actioneaza in mod sinergie cu S0₂ cauzand pagube mari la tutun dar, evident si la alte plante. Pentru inlaturarea ac­tiunii ozonului au fost create in cercetari experimentale complexe meca­nisme de filtrare, in special pentru frunzele de tutun, cele mai pa­gubite de reactiile fotochimice din aer.

Concentratiile de N0₂ cuprinse intre valorile 4 si 8 ppm au actiune toxica asupra plantelor; simptomele provocate sunt asemanatoare cu cele datorate bio­xidului de sulf.

S-a demonstrat, prin experimentari de laborator, ca vaporii gudroanelor de huila au efecte daunatoare asupra plantelor atunci cand din expunerea lor la soare se formeaza chinone si peroxizi. Epiderma moare sau este inlocuita cu un tesut subtire de suber. Folosirea antioxi­dantelor a probat ca exista o relatie directa intre pagubele provocate de gudroane si procesele fotochimice; daca un antioxidant este pulverizat pe o jumatate de frunza de fasole inainte ca aceasta sa fie fumigata in intregime, portiunea astfel protejata scapa neatinsa.

Metabolismul si cresterea plantelor su­perioare sunt afectate de nitratul de peroxiacetil prin inhibarea sistemelor transportoare de ioni.

In general, se considera ca poluarea fotochimica este deosebit de primejdioasa pentru lumea vegetala. Calcule estimative pentru Califor­nia (o regiune tipic poluata de produsii oxidanti) au aratat ca pagubele provocate sunt situate in jur de 120 000 000 dolari anual.

d. Diversi alti poluanti si modul lor de actiune. Ca urmare a trafi­cului sporit din ultimele decenii, poluarea provocata de plumbul aflat in gazele de esapament a provocat o evidenta impurificare a plantelor aflate in vecinatatea drumurilor foarte circulate.

Plantele situate la marginea unor autostrazi foarte circulate peste 100 ppm plumb in substanta vegetala uscata. Cantitatea de plumb acumulata in plante continua sa fie foarte mare si la o distanta de 100 m de sursa.

Conditiile meteorologice exercita o influenta deosebita asupra ni­velului de poluare cu acest metal; un an ploios contribuie la spalarea plantelor si la micsorarea continutului lor in plumb.

Dupa morfologia prezentata, diversele organe ale plantelor pot in­magazina in mod diferentiat plumbul imprastiat in atmosfera sub forma de aerosoli. Astfel, frunzele late ale spanacului, paleele si paiele cerealelor sunt printre principalele acumulatoare cunoscute de plumb.

S-a gasit in substanta uscata a unor ierburi limi­trofe cailor de circulatie frecventate intre 25 si 50 ppm plumb (in timp ce doza tolerabila este socotita la 10 ppm).

Industria metalelor neferoase elimina in aer, sub forma de zgura, pulberi si vapori, oxizi de plumb, de zinc, de magneziu, alaturi de cunoscutii - ca toxicitate - oxizi de sulf si de azot.

Cantitatile de plumb si de zinc din jurul topitoriilor sunt mult peste normele admise; aceste metale au fost regasite apoi in frunze, fructe, in sol si in apa, intrand in lanturile trofice cu toata toxicitatea pe care o cuprind.

Determinand cantitatile de plumb din plantele aflate in jurul unor uzine metalo-chimice, s-au gasit valori ce mer­geau pana la 275 mg Pb/kg. Datele demonstreaza ca plum­bul se acumuleaza, de preferinta, in partile plantei care contin cel mai mult clorofila, blocind procesul de fotosinteza. Plumbul, este de asemenea, res­ponsabil de tulburarea mecanismului procesului de reproducere, ceea ce duce la o penurie de flori si de fructe in zonele afectate de el.

In cercetari intreprinse in zona uzinei Neferal-Branesti, cercetatorii Institutului de stiinte biologice au putut constata unele dereglari fiziolo­gice reflectate in datele de biometrie mult inferioare fata de normal, la ve­getatia limitrofa sursei de impurificare.

S-a gasit ca plantele ce cresteau in jurul unor uzine de metale neferoase contineau in tesuturile lor intre 29 si 80 ppm molibden. Aceste cantitati nu provocau dereglari ale proceselor fiziologice, insa in­troduse in hrana animalelor ele au dat cazuri grave de intoxicatii.

Poluari ale plantelor au fost semnalate si datorita impurificarii at­mosferei cu vapori de mercur, cu aerosoli produsi in industria side­rurgica si oxizi de magneziu. Mecanismele de actiune ale acestor noxe nu sunt inca bine cunoscute, desi au fost intreprinse unele cercetari in scopul identificarii si localizarii in frunze a diferitelor particule de metal pentru corelarea necesara cu procesele de intoxicare pe care le determina. Toate metalele (in special zincul) actioneaza asupra plantelor, in primul rand prin ob­turarea stomatelor.

Vegetatia, mai ales cea de primavara, este pagubita in foarte multe regiuni de clorura de natriu cu care se stropesc drumurile iarna, in scopul topirii zapezii si gheturilor.

S-a aratat ca de-a lungul cailor de comunicatie pagubele pot fi foarte mari ca urmare a acestei poluari (la Thuja occiaentalis pierderile s-au ridicat la peste 70%). Poluarea cu saruri este mentionata, de asemenea, in multe alte lucrari.