چکیده
آلودگی هوا یکی از مشکلات جدی جهان، در عصر انترپوکسن اخیر صنعتی سازی و شهرنشینی سریع است. به طور خاص، آلودگی ذرات معلق ( PM) تهدیدی برای محیط زیست و سلامت انسان است. محیط تغییر یافته ی ناشی از ذرات معلق آلاینده در مناطق شهری تأثیر زیادی بر وضعیت مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی گیاهان و پاسخ های آن اعمال کرده است. مشخص شده است که پوشش گیاهی با توجه به ویژگی های آن (توزیع گسترده، منطقه تماس بیشتر و غیره) یک نشانگر موثر از اثرات کلی آلودگی ذرات معلق است و اثرات مضر آلودگی ذرات معلق بر گیاهان در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است، که محدوده گسترده ای را از سال 1960 تا مارس 2016در بر گرفته است. در این مقاله، تاثیر آلودگی ذرات معلق و اجزای آن (مانند فلزات سنگین و هیدروکربن های پلی آروماتیک) بر ویژگی های مورفولوژیکی مانند سطح برگ، تعداد برگ، ساختار استوماتا، گل دهی، رشد و تولیدمثل و همچنین پارامترهای بیوشیمیایی مانند محتوای رنگدانه، آنزیم ها، اسید اسکوربیک، پروتئین، قند و جنبه های فیزیولوژیکی مانند pH و محتوای نسبی آب مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر این، مقاله خلاصه ای مختصری درباره تاثیرات ذرات معلق بر تنوع زیستی و تغییرات اقلیمی ارائه می دهد. به علاوه، این بررسی بر اثرات ژنوتوکسیک ذرات معلق بر گیاهان تأکید دارد. در نهایت، بر اساس چنین مطالعاتی، گیاهان مقاوم به عنوان نمایشگرهای زیستی قوی با شاخص تحمل آلودگی هوا ( APTI) و شاخص آلودگی هوا ( API) می-توانند مورد بررسی قرار گیرند و برای توسعه کمربند سبز توصیه شوند.
مقدمه
در دوره اخير انترپوکسن، رشد سریع صنعتی شدن و شهرنشينی، باعث ایجاد آلودگی گرد و غبار يا ذرات معلق (PM) شده است (Rai, 2013,2016a). گرد و غبار یا ذرات معلق در واقع مواد جامد هستند که نه تنها منشاء انسانی دارند، بلکه همچنین منشاء طبیعی نیز ممکن است داشته باشند (FerreiraBaptista and DeMiguel, 2005; Rai, 2013,2016a). آلودگی محیطی و قرار گرفتن انسان در معرض آلودگی گرد و غبار و ذرات معلق، طی دهه گذشته به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند هند به طور چشمگیری افزایش یافته است (Rai, 2013; Rai and Panda, 2014; Rai, 2016a). اندازه ی تقسیم بندی ذرات معلق و اثرات نامطلوب آن بر سلامت انسان در مقالات به خوبی گزارش شده است (Brook et al., 2003; Mcdonald et al., 2007; Thomas and Richard, 2010; Delfino et al., 2011; Rai, 2011a,b; Ulrich et al., 2012; Rai, 2013; Rai and Panda, 2014; Rai and Singh, 2015; Rai, 2016a,b).
Abstract
Air pollution is one of the serious problems world is facing in recent Anthropocene era of rapid industrialization and urbanization. Specifically particulate matter (PM) pollution represents a threat to both the environment and human health. The changed ambient environment due to the PM pollutant in urban areas has exerted a profound influence on the morphological, biochemical and physiological status of plants and its responses. Taking into account the characteristics of the vegetation (wide distribution, greater contact area etc.) it turns out to be an effective indicator of the overall impact of PM pollution and harmful effects of PM pollution on vegetation have been reviewed in the present paper, covering an extensive span of 1960 to March 2016. The present review critically describes the impact of PM pollution and its constituents (e.g. heavy metals and poly-aromatic hydrocarbons) on the morphological attributes such as leaf area, leaf number, stomata structure, flowering, growth and reproduction as well as biochemical parameters such as pigment content, enzymes, ascorbic acid, protein, sugar and physiological aspect such as pH and Relative water content. Further, the paper provides a brief overview on the impact of PM on biodiversity and climate change. Moreover, the review emphasizes the genotoxic impacts of PM on plants. Finally, on the basis of such studies tolerant plants as potent biomonitors with high Air Pollution Tolerance Index (APTI) and Air Pollution Index (API) can be screened and may be recommended for green belt development.
1. Introduction
In recent Anthropocene era, rapid pace of industrialization and urbanization has given birth to dust or particulate matter (PM) pollution (Rai, 2013,2016a). Dust or PM is actually the solid matter, not only of anthropogenic origin, but also natural origin (FerreiraBaptista and DeMiguel, 2005; Rai, 2013,2016a). Environmental contamination and human exposure with respect to dust or PM pollution have dramatically increased during the last decade, particularly in developing countries like India (Rai, 2013; Rai and Panda, 2014; Rai, 2016a). The size fractionation of PM and its adverse human health impacts have been well documented in literatures (Brook et al., 2003; Mcdonald et al., 2007; Thomas and Richard, 2010; Delfino et al., 2011; Rai, 2011a,b; Ulrich et al., 2012; Rai, 2013; Rai and Panda, 2014; Rai and Singh, 2015; Rai, 2016a,b).
چکیده
1. مقدمه
2. استفاده از گیاهان به عنوان نظارت کننده های زیستی
3. تأثیر ذرات معلق بر گیاهان
4- تاثیر مورفولوژیکی PM در گیاهان
5. اثر فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی روی گیاهان یا برگ های گیاهان
5.1 pH
5.2 محتوای نسبی آب
5.3 محتوای رنگدانه، فتوسنتز و استوماتا
5.4 اسید اسکوربیک
5.5 آنزیم ها
5.6 محتوای قند
5.7 پروتئین
6. تاثیر فلزات
7. تاثیر هیدروکربن های پلی آروماتیک (PAH)
8. تاثیر ذرات معلق بر تنوع زیستی و تغییرات اقلیمی
9. اثرات ژنوتوکسیک ذرات معلق بر روی گیاهان
10. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Use of plants as biomonitors
3. Effects of PM on plants
4. Morphological impact of PM on plants
5. Physiological and biochemical effect on plants or plant leaves
5.1. pH
5.2. Relative water content
5.3. Pigment content, photosynthesis and stomata
5.4. Ascrobic acid
5.5. Enzymes
5.6. Sugar content
5.7. Protein
6. Impact of metals
7. Impact of poly-aromatic hydrocarbons (PAH)
8. Impact of PM on biodiversity and climate change
9. Genotoxic effects of PM on plants
10. Conclusions