نقش نباتات در تصفیه اتمسفیر هوا (7)

میکانیزم جذب گرد و غبار های سنگین توسط نباتات:

گرد غبار و بخار و گازهای آلوده کننده از زمین یا نزدیک سطح بوجود می آید. پخش شدن مواد مذکور به الگو جابجایی هوا روزانه هوا بستگی دارد. ازین جهت در شب که مقدار یعنی هنگامی که جابجایی هوا ناچیز است. مواد فوق در هوا حداکثر خود می رسد. و در روزیعنی که هوا در جهات عمودی و جانبی جابجا می شود، مقدار این مواد در هوا به حداقل می رسد، و در هوا به حداقل می رسد. جابجایی هوا در یک توده نباتی به شدت کاهش می یابد در اثر این کاهش میابد. در اثر این کاهش مواد معلق موجود در هوا متناسب به اندازه وزن آنها بتدریج روی اندام های گیاهان توده فرو می نشینند به این ترتیب است که که پوشش های نباتی می توانند نقش موثری در کاهش تراکم گرد و غبار هوا ایفا کنند. بنابرین درختکاری در مناطق آلوده یک اقدام بهداشتی محسوب می گردد.[4]

میکانیزم جذب و تثبیت کاربن دای اکساید :

6CO2+6H2O C6H12O6+6O

عملیه فتوسنتز که دربرگ سبز صورت می گیرد نور آب و کاربن دای اکساید ضروری است محصول آن اکسیجن و قند می باشد این پروسه رابه اختصار این گونه می توان نشان داد

عوامل موثر بر فتو سنتز را به عوامل درونی مانند نوع ساختار برگ، محتوی کلوروفیلی آن، سن اندام های فتوسنتز کننده، تاثیر آنزایم های موجود در سایتو پلازم ، مقدار ذخیره مواد تولید شده در درون حجرات کلروفیل دار و عوامل بیرونی مثل غلظت CO₂ که اگر همراه نورافزایش یابد فتوسنتز زیاد می شود، شدت و کیفیت نو، حرارت که اگر همراه با نور افزایش یابد موجب افزایش فتوسنتز می شود آب وعناصر معدنی در خاک نام گرفت.

مکانیزم تولید اکسیجن:

1. CO₂ از طریق روزنه ها وارد برگ می شود.

2. سپس درلایه نازک آبی که دیوار سلول های میانبرگ را فرا گرفته حل شده.

3. واز طریق انتشار وارد سلول ها می شود و به کلورپلاست می رسد.

کلوروپلاست نوعی پلاستید سبز رنگ که حاوی کلوروفیل است می باشد. کلروفیل نوعی رنگریزه سبز دارای منیزیم می باشد. مجموعه کلروفیل ها را فتوسیستم می گویند. فتوسیستم ها محل به دام انداختن انرژی خورشید هستند. دوفتوسیستم وجود دارد. فوتو سیستم یک و فتو سیستم دو.

4. کلروفیل نور را در طول موج آبی تا سرخ برای عمل کردن فتوسنتز جذب می کنند .

5. در اثر جذب نور کلروفیل پر انرژی می شود و الکترون های پر انرژی خود را آزاد می کند. در نتیجه کلورفیل دچار کمبود الکترون می شود

6. کمبود الکترون در کلورفیل توسط آیونایزیشن مالیکول آب برطرف می شود و در نتیجه آب در حضور نور تجزیه می شود که به این عمل فتولایز می گویند.

H2O 2H+2e+ 1/2o فرمول تولید اکسیجن نور

7. اکسیجن به عنوان یک ماده دفعی آزاد واز طریق روزنه ها وارد اتمسفیر هوا می شود.

8. دو الکترون آزاد شده درعمل تجزیه آب به مالیکول های پذیرنده الکترون انتقال می یابند این الکترون ها دارای انرژی می باشد.

9. الکترون ها از مالیکول ها پذیرنده الکترون به مالیکول ها ناقل الکترون (سایتوکروم ) وارد می شوند. این مالیکول ها به شکل زنجیره درامتداد هم قرار دارند.

10.

ADP+P+انرژی ATP

الکترون ها از در طول حرکت در زنجیره مالیکول ها ی انتقال دهنده مقداری انرژی خود را می دهند تا به کمک آن مالیکون ATP ساخته شود.

11. الکترون ها از مالیکول ها ی انتقال دهنده وارد فتوسنتز 1 می شوند. با اخذ انرژی خورشید به این فتوسیستم الکترون ها دو باره پر انرژی می شوند .و از فتو سیستم یک، خارج می شوند.

12. به مالیکول پذیرنده الکترون می روند و بوسیله این مالیکول به مالیکولی بنام NADP می روند.

13.

NADP+2H+2e 2NADPH2

مالیکول NADP آیون های هایدروجن حامل از تجزیه آب را نیز دریافت می کند. ₂NADPH₂ تبدیل می شود.

وقایع فوق را فاسفری شدن نوری به طریقه غیر حرفه ایی می نامند که درنتیجه آن ATP، NADPH₂وO₂ بوجود می آید. معادلات فوق وابسته به نور بود و ادامه پروسه فتوسنتز نور انجام می شود که منجر به احیا و تثبیت کاربن دای اکساید جذب شده در نبات بشکل هایدرو کاربن می شود احیاء کاربن دای اکساید طی یک سری تعاملات به نام چرخه کالوین در درون استرومای کلوروپلاست صورت می گیرد. استروما بخشی از کلروپلاست است که در بین گرانوم ها قرار گرفته است است. چرخه کالوین شامل میباشد. ابتدا مالیکول کاربن دای اکساید با یک مالیکول قند پنج کاربنه دوفاسفاته بنام رایبوز دای فاسفات ترکیب و مولوکولی شش کاربنی وناپایدار پدید می آورد که بعد از یک اندازه تعاملات دیگر قنده ها ی سه کاربنی ساده ای رابوجود می آورند. و طی تعاملات دیگری قندهای شش کاربنه حاصل می شود.[3]

میکانیزم تعرق در برگها

تعرق: خروج آب از قسمتهای هوایی نبات به صورت بخار آب تعرق نامیده می‌شود. گیاهان در حالی که از طریق ریشه آب جذب می‌کنند از طریق اندامهای هوایی مقداری از آب خود را از دست می‌دهند. این عمل بوسیله دو میکانیزم مختلف تعرق (Transpiration) و تعریق (Guttation) انجام می‌شود که اولی اساسی ‌تر بوده و در نتیجه انجام آن در اتمسفیر اشباع نشده آب به صورت بخار آب خارج می‌شود. در حالی که دومی جزء مکمل پدیده اول است و مخصوصا در اتمسفر اشباع شده باعث دفع آب مایع از نبات می‌شود. تعرق انواع مختلف دارد. عوامل موثر بر تعرق: رطوبت نسبی، دما، بادوجریان هوا، روشنایی، عوامل ساختاری،سطح اندام هوای آرایش بافتهای برگ، تعداد و وضع روزنه‌ها، مواد کیماوی بازدارنده تعرق، واکیولهای تمام حجره‌های زنده برگ پر از آب هستند. همچنین پروتوپلاسم و دیواره حجره نیز از آب اشباع است، آب از راه انساجهای چوبی رگبرگها به برگ می‌رسد، آب دیواره‌ های مرطوب حجره‌های بخار شده به اتمسفیر هوا درونی فضاهای بین حجره‌ای وارد میشود. این حالت ممکن است از هر سطحی که مرطوب باشد، به اتمسفیر هوا پیرامون رخ دهد. فضاهای بین حجره‌ای شبکه، ارتباطی درونی با ساختار بعدی برگ ایجاد می‌ کند که بوسیله بخار آب اشباع می ‌شوند و حجره آخری بخار آب را در هوایی که کمتر اشباع شده، پخش میکند. تعرق روزنه‌ ای از طریق تبخیر سطحی دیواره‌های حجره‌ای که در محدوده فضاهای بین حجره‌ای قرار دارند و همچنین از بخار آبی که از فضاهای بین حجره‌ای از طریق روزنه وارد میشود، انجام میگردد.[3]

مکانیزم نباتات در جذب گازهای آلوده کننده:میکانیزم تصفیه سلفر دای اکساید در نباتات: از طریق روزنه ها وارد نبات می شود اگر روزنه ها بسته باشند این گاز مانند اکسیجن از طریق کوتیکول برگ وارد نبات می شود. اگر غلظت خارجی سلفر دای اکساید کم باشد (حدود 45 کیلو گرم بر متر مکعب) هوا فشار داخلی در سلول ها بشره ای اطراف سلول ها محافظ بوجود می آید که در نتیجه آن روزنه ها باز می شوند. غلظت بالای سلفر دای اکساید درمجاورت نبات (بیش از 13000مایکرو گرام بر متر مکعب هوا) موجب بسته شدن روزنه ها خواهد شد. مسیر انتشار گاز سلفر دای اکساید درنبات همان مسیرگاز کاربن دای اکساید است. در دیواره های سلولی نبات ابتدا سلفر دای اکساید در آب دیواره د اخل شده و ترکیب SO₂H₂O را بوجود می آورد این ترکیب سپس به آنیون HSO₃ تبدیل و در داخل سلول ها بین اندامک ها کلوروپلاست ها و سیستوسول ها و واکیول ها به ترتیب به نسبت ها96:3:1 پخش می شود.[4]

میکانیزم تصفیه اکساید های نایترجن و ازون در نباتات: گازها مزبور و حتی اکساید های سلفر می توانند از طریق روزنه های باز برگ ها وارد نبات شوند. گاز نایتروجن دای اکساید از طریق کوتیکل خیلی سریعتر از اکساید های سلفر انتشار می یابد. این موضوع یکی از دلایل جذب سریع این گاز از نقاط مرطوب نبات است و بیش از ازن در دیواره بیرونی حجرات بشره به اکسیجن تجزیه می شود. وقتی که اکساید ها نایتریک در مجاورت آب قرار می گیرند HNO₃ و HNO₂ تشکیل می شود. این ترکیبات سپس به نایتریت ونایترایت تجزیه شده وآنگاه به راحتی توسط حجرات جذب می شوند.[4]

نتیجه گیری:

"نقش نباتات در تصفیه اتمسفیرهوا" منظور"کاری که نبات ها با الفعل و بالقوه می توانند درپاک کردن هوای کره زمین از مواد اضافی که به محیط زیست و موجودات زنده آسیب و ضرر می رسانند ،انجام دهند" می باشد.

اتمسفیر هوا در واقع مجموعه از گازها، بخارآب ، ذرات گرد و غبار است

که عبارتند از نایتروجنی 78.08% ,اکسیجن20.95% ،آرگون %0/03 ،کربنیک تنها 0.01% حجمی اتمسفب را عناصری از قبیل نئون، هایدروجن، هلیوم، کریپتون، گزنون، آمونیاک ، ازن وآیودین و رادون تشکیل می دهد. ذرات جامد از قبیل غبار، دوده، انواع نمک های، گازهای صنعتی، و مایکروارگانیزم های که در آلودگی هوا نقشی مهم دارند. اکسیجن برای تنفس تمام زنده جانها مهم است. اگر ترکیبات هوا کم یا زیاد یا ماده ایی به آن علاوه شود حیات موجودات زنده به خطر می افتد.

هر نوع ماده و انرژی اعم از گرما، نور، صدا، گرد و خاک که وارد محیط شوند و برای موجودات زنده مضر باشد آلودگی است بنا براین گرد و غبار و دود و دوده منازل و فابریکه ها وقوع طوفان ها همه از انواع آلاینده های هوا هستند. هوای آلوده موجب بیماری های خطرناک برانسان و سایر موجودات می شود که گاها غیر قابل جبران است. مهمترین آلاینده های هوا Co ،So₂،O₃ گاز رادون تورن و خاک باد است. منبع و منشا^ء آن ممکن است طبیعی باشد از آتش فشان ها طوفان ها زلزله و آتش سوزی جنگلها باد ها ی شدید و ممکن است مصنوعی باشد که خود می‌تواند در چهار گروه اصلی طبقه بندی شود: حمل و نقل متحرک، احتراق ساکن، پروسه های صنعت، دفع مواد زاید جامد. گرم شدن زمین تغییراقلیم اثر (گازهای گلخانه ایی) باران های اسیدی از اثرات آن است.

تصفیه اتمسفیر هوا منظور پاک سازی لایه نزدیک سطح محیط زیست از گازها و ذراتی که به سلامتی موجودات زنده مضر باشد. بصورت عموم برای تصفیه هوا دو راه وجود دارد:

1. کاهش غلظت آلاینده در اتمسفیر

2. کنترول آلاینده‌ها در منبع تولید آنها

هوا به دو پروسه طبیعی و مصنوعی تصفیه می شود .پروسه های طبیعی معمولا از راه کاهش غظت آلاینده پیش می روندکه عبارتنداز: پراکندگی، ته ‌نشینی گرانشی، لخته سازی، جذب (همراه با شستشو و واشویی)، شستشو توسط باران و جذب سطحی از جمله مهمترین میکانیزمهای طبیعی آلاینده‌ها در اتمسفیر به شمار می‌روند. هر روز روش های نوینی بشر برای تصفیه هوا ابداع می کند که از هر دو راه رقیق سازی آلاینده و کنترول آلاینده در محل تولید عمل می کند.

اجزاء تشکیل دهنده نبات که در تصفیه هوا نقش دارند: برگ ریشه، ساقه می باشد . در تصفیه اتمسفیر هوا نباتات کار های زیر را می توانند انجام دهند:

· جذب کاربن دای اکساید: نباتان سبز به هنگام رشد، کاربن دای اکساید موجود در اتمسفیر را جذب می کند.

· تولید اکسیجن: هنگام با جذب کاربن دای اکساید، مقدار زیادی اکسیجن آزاد می شود و از این طریق كمبود اکسیجن در اثر تنفس موجودات زنده و احتراق مواد فسیلی در كارخانه ها و خودروها جبران می شود.

· جذب گازهای آلوده کننده: طی عملیه فتوسنتز، برگ درختان سایر مواد کیمیاوی مانند اکساید های نایتروجن، آمونیم تولید شده در هوا، بخشی از دای اکساید سلفر و ازن را جذب می کند.

· جذب گرد و غبار: درختان به سبب پراكندگی شاخ و برگ خود بر تمام زوایا و سطوح، همچون یك گردگیر عمل می كنند.

· جذب شعاع های مضره اتمسفیر: نباتات شعا ع ها مادون سرخ و ماروا^ء بنفش را به خود جذب می کنند.

· ضد عفونی هوا: درختان از خود ماده ای به نام فیتونسید در فضا رها می سازند كه برای بسیاری از باكتریها و قارچهای وحیدالحجروی و برخی از حشرات ریزه اثر كشندگی دارد. در عین حال تولید چنین موادی توسط درختان برروی انسان اثر فرح بخشی دارد.

· افزایش رطوبت نسبی، کاهش حرارت و تنظیف هوا: نباتات مخصوصا درختان با توجه به وسعت سطح برگی خود نسبت به سایر اشكال نباتی میتواند از طریق تعرق سبب افزایش رطوبت نسبی، كاهش حرارت و تلطیف هوا ‌گردد. درختان حرارت را كاهش داده، هوا را به حركت و جریان وامیدارند و از خشكی هوا جلوگیری میكنند.

نقش نباتات زینتی در تصفیه هوا: نباتات تزئنی و خانگی در تصفیه آلودگی ها ی خانه نقش بسیار اساسی دارند

نقش فضای سبز شهری در تصفیه اتمسفیر هوا: نقش ریه‌های تنفسی شهرنشینان را به عهده دارد و به همین دلیل فقدان آن به معنی عدم وجود سلامت و تندرستی در شهرها محسوب می ‌شود فضای سبز عامل مهمی در جلوگیری از آلودگی‌های مختلف نظیر آلودگی هوا، آلودگی‌های صوتی، تقلیل حرارت، افزایش رطوبت نسبی و جذب گرد و غبار و می‌شود.

نقش جنگل در تصفیه اتمسفیر هوا: جنگل آب وهوا راملایم ومعتدل ساخته، مقداربارندگی را زیاد ساخته، ازآسیب باد های سخت میکاهد وهوای ماهول خویش را تصفیه کرده وآنرابرای تنفس مساعد میسازد. بزرگ ترین منبع تولید اکسیجن می باشد.

مکانیزم جذب گرد و غبار های سنگین توسط نباتات: در اثر این کاهش جابجایی هوا مواد معلق موجود در هوا متناسب به اندازه وزن آنها بتدریج روی اندام های گیاهان توده فرو می نشینند و سشتشو و یا جذب نبات می شوند.

کانیزم جذب و تثبیت کاربن دای اکساید و تولید اکسیجن: عملیه فتوسنتز که دربرگ سبز صورت می گیرد نور آب و کاربن دای اکساید ضروری است محصول آن اکسیجن و قند می باشد این پروسه رابه اختصار این گونه می توان نشان داد

6CO2+6H2O C6H12O6+6O

میکانیزم تعرق در برگها: گیاهان در حالی که از طریق ریشه آب جذب می‌کنند از طریق اندامهای هوایی مقداری از آب خود را از دست می‌دهند.

مکانیزم تصفیه سلفر دای اکسایددر نباتات: از طریق روزنه ها وارد نبات می شود اگر روزنه ها بسته باشند این گاز مانند اکسیجن از طریق کیوتیکل برگ وارد نبات می شود. اگر غلظت خارجی سلفر دای اکساید کم باشد.

مکانیزم تصفیه اکساید های نایترجن و ازون در نباتات: گازها مزبور و حتی اکساید های سلفر می توانند از طریق روزنه های باز برگ ها وارد نبات شوند. گاز نایتروجن دای اکساید از طریق کوتیکول خیلی سریعتر از اکساید های سلفر انتشار می یابد.