Растения как средства защиты человека от негативных факторов окружающей среды. В первую очередь на изменения внешних условий реагируют растения.
В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные растен ия. Отрицательное воздействие выхлопных газов автомобилей проявляется на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, на автострадах с интенсивным движением.
Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на растениях указывает на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей. [6.] 1. Растения как фильтры загрязненног о атмосферного воздуха Растения благотворно влияют на состав атмосферного воздуха, являясь главным потребителем углекислого газа и основным производителем кислорода. В процессе фотосинтеза растения ежегодно поглощают из атмосферы 170 млрд т углекислого газа. Таинство преобразования его в органическое вещество происходит в живых клетках с помощью хлорофилла и света.
Главнейшим составляющим данного процесса является фотолиз воды, в ходе которого из водной молекулы под действием энергии солнечных лучей высвобождается кислород, а водород идет на восстановление углекислоты. На образование тонны органики уходит 1,5 1,8 т углекислого газа и высвобождается 1,1 1,3 т кислорода. Растительность земного шара ежегодно усваивает около 600 млрд т углекислого газа и выделяет в атмосферу 400 млрд т кислорода.
Гектар картофельного поля при благоприятных условиях усваивает ежедневно до 300 кг углекислого газа, зерновые культуры - до 100 кг. [3.] Главными производителями кислорода являются леса планеты, на их долю приходится 60% кислорода. Лесные деревья поглощают из атмосферы не только углекислоту, но и другие вредные примеси, осаждают пыль. Установлено, что каждый гектар леса в среднем очищает до 18 млн м3 воздуха.
Летом зеленые древесные насаждения на площади 1 га за один час усваивают около 8 кг углекислого газа, то есть столько, сколько его выделяют 200 человек в процессе дыхания. Человек после пребывания на природе, под сенью зеленых насаждений всегда испытывает прилив физических и творческих сил. Под влиянием фит онцидов, физиологически активных веществ, вырабатываемых растениями и убивающих вредные микробы, и ультрафиолетовых лучей кислород ионизируется, приобретает отрицательный заряд, становится химически и биологически более активным.
На озелененных участках плотность кислорода в воздухе на 3 5,5% выше, чем на открытой местности. Растения способны обезвреживать, усваивать и использовать для своего роста чужеродные соединения из почвы и воздуха. Они поглощают и перерабатывают загрязняющие атмосферу химические вещества. Это экспериментально доказали грузинские биохимики. Ученые вводили в растения меченый бензол. Оказалось, что под влиянием ферментов он превращается в химическое соединение, которое принимает участие в процессах фотосинтеза, регуляции роста и развития растений.
Способность растений обезвреживать выхлопные газы автомобилей установлена учеными биохимического института в Стокгольме. Выявлены растения, котор ые выдерживают сильное загрязнение атмосферы и хорошо поглощают токсические вещества из окружающей среды - это тополя, клены, бук, дикая яблоня, черемуха, рябина, вяз, береза, конский каштан, барбарис и др. Всего отобрано 46 видов. [6.] Чемпионом по очистке воздуха среди деревьев является тополь.
Благодаря активному фотосинтетическому аппарату он перерабатывает огромное количество углекислоты и выделяет много кислорода. Исследования показали, что в этом отношении он может заменить три липы, или четыре сосны, ил и семь елей. Большинство видов тополя легко переносят задымление, поглощают из атмосферы многие вредные вещества, перерабатывают их и полностью обезвреживают. В частности тополь прекрасно очищает атмосферу от канцерогенных веществ (углеводородов). При сильном загрязнении воздуха тополь способен по нескольку раз за вегетационный период сбрасывать листву и одеваться новой.
Его листва приглушает и даже поглощает звуковые волны, умеряя вредное действие городских шумов. Тополь хо рошо увлажняет воздух, превосходя в этом ель почти в 10 раз; выделяет много физиологически активных веществ, озонирует воздух. Установлено, что человек, посещающий тополиные рощи, становится менее уязвимым для простудных и инфекционных заболеваний. [4.] Необходимо иметь в виду, что растения не противопоставляются механическим системам очистки, не конкурируют с ними, а успешно дополняют их. Чем меньше примесей остается в атмосфере, тем лучше срабатывает и биологическая доочистка.
Растительный ф ильтр оказывается наиболее совершенным, так как способен перехватывать то, что не улавливают механические фильтры, и обезвреживать даже канцерогенные углеводороды. Некоторые растения являются индикаторами загрязнения окружающей среды.
Например, всем известная традесканция. Это интересное свойство распространенного комнатного растения обнаружили американские экологи. Через одну - две недели после контакта с загрязненным воздухом голубые ворсинки, покрывающие листья традесканции, приобретают ярко выраженный фиолет овый оттенок. В настоящее время специалистами в области контроля за состоянием окружающей среды создается коллекция биоиндикаторов. [1.] Общее свойство всего растительного мира - выделение фитонцидов.
Это летучие органические соединения, своеобразное химическое оружие против болезнетворных бактерий, грибков и т. п. Гектар лиственного леса продуцирует в среднем около 2 кг летучих соединений в сутки. Гораздо продуктивнее хвойные породы - от 4 до 30 кг фитонцидов на один гектар насаждений. Теоретически таким количеством антисептиков можно освободить от микроорганизмов большой город. Особенно в этом отношении выделяется можжевельник (более 30 кг фитонцидов на 1 га). Русские крестьяне издавна использовали обеззараживающие и противоплесневые свойства можжевельника, окуривая его дымом жилье и больничные помещения во время эпидемий.
Летучие выделения хвойных деревьев, создающие характерный смолистый запах, относятся к так называемым терпенам. При фотохимических реакциях образуются частицы диаметром менее 10-5 см, которые затем объединяются в более крупные, размером до 5х10-4 см. Они-то и являются причиной специфической голубоватой дымки, столь характерной для больших массивов хвойных лесов.
По некоторым подсчетам, ежегодное выделение в атмосферу летучих веществ фитогенного происхождения оценивается в 438 млн т. Запахи, как звуки и цвета, воздействуют на настроение людей, вызывают оживление, бодрость и успокоенность или, наоборот, действуют угнетающе. Исследования физиологов доказывают, что запахи влияют на работоспособность, могут изменять ритм дыхания, пульс и даже температуру тела. Их образно называют «воздушными витаминами» В конце прошлого века русский врач В. А. Манассеин предложил «воздухолечение» некоторых болезней, в том числе и лечение запахами (фитонцидами). Тогда эта идея понимания не нашла.
Слишком необычным показалось сопоставление слов запах-лекарство. Ведь тогда о фитонцидах еще не знали. [5.] В 1930 году Б. П. Токин доложил на Всесоюзном съезде зоологов в Киеве и на Международном конгрессе в Амстердаме о том, что растения на расстоянии убивают микроорганизмы. Сообщение вызвало удивление одних и скептицизм других. С тех пор проведено много исследований в нашей стране и за рубежом и неопровержимо доказано, что практически все растения обладают фитонцидным действием, а у некоторых это свойство очень выражено (лук, чеснок, хрен, редька, красный перец, горчица, пион, таволга, айва японская, эвкалипт, черемуха, береза). Например, если взять каплю жидкости, содержащую ми ллионы бактерий, и нанести ее на поверхность молодого листа эвкалипта, то через 4 6 часов все бактерии погибнут.
В такой же капле, нанесенной на стеклянную пластинку, бактерии сохранят жизнеспособность и через сутки.
По химической природе фитонцидные вещества высших растений очень разнообразны: это органические кислоты, алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, эфирные масла, смолы и др. В лаборатории санитарно-гигиенических исследований НИИ гражданской авиации проведена работа по использованию фитонцидов в современной медицине. В основу ее была положена гипотеза: поскольку многие богатые фитонцидами растения (мята, лаванда, шалфей) традиционно применяются в медицине в составе лекарственных препаратов, то и их «запахи» (ничтожно малые природные концентрации фитонцидов) должны благотворно воздействовать на человеческий организм.
Опыты, проведенные сначала на животных, дали обнадеживающие результаты. У животных, прошедших курс «фитонцидотерапии», улучшились обменные процессы, стабилизировалось артериальное давлен ие. Они легче переносили даже такие перегрузки, как кислородное голодание. Исследования с людьми показали, что фитонцидные «ванны» снимают утомление, повышают работоспособность, улучшают человеческое зрение, а также способствуют обновлению памяти.
Ученые НИИ гражданской авиации совместно с Институтом ботаники АН УССР разработали дозатор запахов «Фитон-1» Перспективы его применения велики. Дозаторы запахов можно устанавливать в диспетчерских залах (работа диспетчеров очень нервная, утомительная), в заводских цехах и др. Фитонцидотерапия применима при лечении некоторых болезней. Комбинируя эфирные масла, можно составлять «коктейли» запахов с выраженным действием - успокаивающим, стимулирующим.
Поэтому фитонцидотерапию в комплексе с другими методами хорошо применять для лечения и профилактики нервных заболеваний и возникающих на их основе недугов - невроза сердца, гастрита, язвы желудка. Воздействие фитонцидов надежное, глубокое, а главное - совершенно безвредное для человека. [2.] Дыхание - это не просто «доставка » организму необходимого кислорода. В носу расположено огромное количество нервных рецепторов, которые влияют на все процессы, происходящие в организме.
От того, как дышать и что вдыхать, зависит, например, внутричерепное давление, крово- и лимфообращение, работа сердца и желудка. Современный человек более половины жизни проводит в помещении, лишая себя естественной природной терапии. Использование приборов «Фитон-1» может исправить это упущение. Но, к сожалению, серийный выпуск не налажен. Поэтому пока рекомендуем восполь зоваться живыми растениями.
Людям с нездоровым сердцем и заболеваниями верхних дыхательных путей целесообразно выращивать в квартире лимон, нервным - герань. Перспективно использование фитонцидоносных растений для очистки воздуха от патогенных микроорганизмов как в отдельных домах (например, в больницах, детских учреждениях), так и в городах, рабочих поселках и селах. Особенно важно озеленение квартир и производственных помещений. Интересную исследовательскую работу провел научный сотрудник Гарвардской школы общественно го здравоохранения (Бостон, штат Массачусетс) Ланс Уоллес, изучая химический состав атмосферы, характерный для типичного жилища в США. Данные собраны в рамках проводимой в течение пяти лет Агенством по охране окружающей среды США про граммы «Оценка общей подверженности воздействию среды» Объектом наблюдения служили условия жизни и состояние здоровья 350 жителей в городах Байон и Элизабет - небольших, но высокоиндустриальных населенных пун ктов штата Нью-Джерси.
Первый был избран потому, что в нем расположены девять нефтехимических предприятий, производящих бензин, краску, пластмассы, то есть вещества, изготовление которых вызывает загрязнение воздушной среды.
Через определенные интервалы времени в течение 12 часов при помощи специальной аппаратуры в жилых помещениях брали пробы воздуха для определения содержания в нем 20 различных химических веществ. Одновременно брали пробы и на примыкающих к домам участк ах. Постоянно производили медицинские анализы. Наблюдаемые заполняли опросные листы, указывая род своей деятельности за истекший отрезок времени.
Вывод оказался неожиданным: содержание летучих органических веществ техногенного происхождения в жилых помещениях было, как правило, высоким (иногда даже в 100 раз) по сравнению с внешней средой. Причем это соотношение сохранялось независимо от близости расположения здания к главному источнику загрязнения. [3.] 2.2.