В наземные растения радиоактивные вещества могут поступать как через листья, стебли и соцветия, так и через корни. В среднем за вегетационный период травянистым покровом зоны умеренного климата задерживается около 25 % общего количества радиоактивных веществ, поступивших на земную поверхность. В хвойных лесах выпадающие радиоактивные вещества почти полностью задерживаются в кронах древесных растений.
Радиоактивные вещества, задержанные растениями, смываются осадками, сдуваются ветром, удаляются вместе с опадающими листьями и ветвями, отделяющимися частицами коры. К концу вегетации в растениях остается лишь 2—10 % общего количества радиоактивных веществ, поступивших на поверхность растительного покрова в течение вегетационного периода.
Поглощение радиоактивного цезия—137 оказалось зависимым от содержания калия в питательном растворе: чем его больше, тем слабее поступает радиоактивный цезий. В связи с этим удобрение почв калием может служить средством ограничения поступления цезия—137 в растения. В целом, чем выше степень обеспеченности почв доступными формами соединений элементов минерального питания, тем ниже содержание радиоактивных элементов в растениях.
Проникнув в сосуды корня, цезий—137 перемещается затем вместе с током воды во все органы растений.
Хотя концентрация радиоактивных веществ в окружающей среде ныне невелика, тем не менее существует угроза их избирательного накопления некоторыми живыми организмами до такого уровня, который становится опасным либо для них самих, либо для тех, кто питается этими организмами. Большое количество радиоактивных веществ накапливают в себе водоросли и морские животные. Так, например, некоторые двустворчатые моллюски Тихого океана стали в 2000 раз более радиоактивными, чем морская вода. Концентрация радиоактивных веществ (например циркония, рутения, иттрия, тория и др.) в водорослях может превышать уровень их в морской воде в тысячи раз.
Даже в очень малых дозах радиоактивные вещества оказывают па растения очень сильное действие, нередко выражающееся в стимуляции роста. В больших дозах ионизирующие излучения резко тормозят рост главного побега, способствуют появлению ростовых аномалий, вызывают гибель растений. Хорошо известно, что на Маршалловых островах США производили испытания ядерного оружия. Первоначально геоботанические исследования, проведенные в 1954–1955 гг., не выявили заметных изменений. Однако уже в 1956 г. были зафиксированы патологические сдвиги у растений: гибель, хлороз, деформации. На некоторых растениях возникли «ведьмины метлы». Из 43 видов растений, произраставших на Маршалловых островах, после ядерных испытаний осталось лишь около половины. Цитологические исследования позволили установить, что радиация нарушает процесс нормального деления клеток, способствует возникновению мутаций, уродств и опухолей.
Весьма неприятное явление представляет наличие в атмосфере большого количества пыли. Особенно много ее осаждается в промышленных городах. Пыль сама по себе, а также благодаря образованию туманов поглощает солнечные лучи, поэтому инсоляция в запыленных городах сокращается летом на 20, а зимой на 50 %. При этом ультрафиолетовое излучение снижается в 5—10 раз (например, с 3 % в окрестностях Парижа до 0,3 % в центре). Недостаток в городах солнечных лучей, особенно ультрафиолетовых, способствует развитию болезнетворных бактерий.
Только, за 25 лет с начала второй мировой войны запыленность атмосферы в результате деятельности человека возросла на 70 %, а суммарная солнечная радиация в связи с этим сократилась на 1 %. По данным на 1978 г., в атмосфере Земли находится около 310 млн т пыли антропогенного происхождения. Дальнейшее усиление запыленности может привести к падению температуры поверхности нашей планеты. Вместе с тем следует отметить наблюдение гляциологов, согласно которому происходит нарастание темпов таяния ледников в горах и сокращение площади арктических льдов. Это может быть результатом загрязнения поверхности льдов, которые в этом случае сильнее разогреваются солнцем.
Пылевидные частицы, содержащиеся в воздухе во взвешенном состоянии, оседают на надземных органах растений под действием гравитационных и электрических сил или прилипания. Осевшие пылевидные частицы оказывают на растения разнообразные влияния. В основном их можно подразделить на физические и химические. Физические воздействия связаны с образованием чехла, препятствующего нормальному тепло- и влагообмену листа с атмосферой и уменьшающего доступ к растению света. Химическое влияние обусловлено содержанием в пыли водорастворимых соединений. Эти соединения могут поступать в растения и оказывать влияние на обмен веществ.
Запыленность нарушает работу устьичного аппарата, ограничивает процесс транспирации, способствует повышению температуры листьев на 2–4°, а иногда на 8—10° по сравнению с незапыленными листьями, ослабляет процесс фотосинтеза, особенно при слабом освещении, понижает уровень сахаров в тканях, темпы накопления сухого вещества и роста растений, уменьшает их урожай, ухудшает качество растениеводческой продукции. Особенно сильный вред наносит запыленность в условиях континентального климата с жарким и сухим летом, когда не происходит смывания с поверхности листьев осевших частиц.
В природной обстановке растениям, как правило, приходится сталкиваться с действием не одного, а нескольких фитотоксикантов. Теоретически в этом случае возможно как усиление, так и ослабление силы действия отдельных загрязнителей на растения. Чаще всего при действии двух или трех токсических веществ наблюдается заметное усиление их влияния. Такой эффект имеет место при обработке растений смесями сернистого газа с окислами азота, с озоном, с хлористым водородом. Токсичность озона в отношении гороха возрастала при одновременной обработке растений никелем или кадмием. В опытах с петунией, томатами и геранью токсичность смеси сернистого газа и окиси азота возрастала при добавлении озона.
Следует отметить, что не при всех комбинациях вредных веществ происходит усиление их действия на растения. Однако случаи ослабления повреждающего действия токсикантов при совместном применении наблюдаются довольно редко.
Приведенные факты свидетельствуют о глобальном загрязнении атмосферы, гидросферы и почвы самыми разнообразными химическими веществами, многие из которых оказывают сильное влияние на живые организмы. В настоящее время задача заключается в том, чтобы исправить ошибки, допущенные в прошлом, резко ограничить доступ в окружающую среду ядовитых и вредных веществ, направить усилия на уменьшение в ней накопленных ранее токсических, канцерогенных, мутагенных и радиоактивных соединений.
Меры, принимаемые в этом отношении в нашей стране, а также в некоторых других странах, весьма своевременны. В результате принятых мер задымленность воздушного бассейна Москвы снизилась в 5–6 раз. Москва представляет собой образец по чистоте атмосферы, вод Москвы-реки и городской территории.
Однако не следует обольщаться достигнутым, ибо сделанное в области охраны природы — лишь начало большой и сложной работы. Весьма важно, чтобы каждый человек осознал всю опасность, нависшую над ним самим, его детьми и внуками в результате глобального загрязнения окружающей среды. Весьма важно осознать и то, что каждый из нас может сделать очень и очень многое для сохранения чистоты воздуха и воды. Один из путей, ведущих к этому, — всемерная забота о расширении площади зеленых насаждений. Ибо растение — это мощная, бесперебойно действующая очистительная установка, умело созданная в ходе эволюции природой.
Правда, растения, как мы видели, сами сильно повреждаются токсическими веществами, находящимися в атмосфере, гидросфере и почве. В настоящее время мы еще недостаточно внимательно относимся к фактам снижения продуктивности культурных растений под влиянием загрязнителей. Между тем это приводит к большим материальным издержкам, к снижению эффективности сельскохозяйственного производства в зонах присутствия фитотоксикантов. Особенно сильный ущерб наносят загрязнители городским посадкам. В связи с этим особую остроту приобретает проблема устойчивости растений к загрязнителям воздуха и воды, а также проблема защиты полезных растений от их токсического влияния.