اثرات ازن تروپوسفری به محیط زیست

ازن تروپوسفری در غلظت های بالا گاز سمی است و اثرات زیست محیطی زیادی به همراه ببرد.

الف) اثر ازن به روی چربی و پروتئین بافت های زنده

پروتئین‌ها نسبت به لیپیدها (چربیها) به ازن حساس ترند. سه اسید آمینه سیستئین ، متونین، و تریپتومان در بافتهای بیولوژیکی حساسیت بیشتری به ویژه به ازن نشان می‌دهند . تغییرات غشای سلولی بوسیله ازن با تأثیر 20 روی چربی ها و پروتئین های غشاء باعث از هم گسیختگی غشای سلولی ( از هم پاشیدی گروههای سولفیدریل پروتئینها و یا باندهای دوتایی لیپیدهای غیر اشباع) و در نتیجه تغییراتی در قابلیت نفوذپذیری و خصوصیات دیگر آن نشان می‌دهد. مایع سلولی ممکن است از بین برود و سلول پلاسمولیز شود و بمیرد. تحقیقات نشان می‌دهد که پانها نیز به روی اسیدهای آمینه متیونین و سیستئین تأثیر گذار می‌باشد . متیونین را به سولفوکسید متیونین و سیستئین را به سیستنین تبدیل می‌کند و همچنین با تغییر گروههای تیول پروتئینها باعث تغییراتی در ترکیب آنزیمها و عدم فعالیت آنها می‌شود خوشبختانه نفوذ پانها به درون پروتئینها ضعیف بوده و نیمه عصر بیشتر آنها کوتاه است.

(حدود 7 دقیقه در PH=7).

ب) اثر ازن بر روی گیاهان

1ـ چگونگی ورود

 اکثر گیاهان در طول رروز ، روزنه‌های خود را باز نگه می‌دارند. به همین دلیل آسیب ناشی از ازن در طول روشنایی رخ می‌دهد. اما در کاکتوسها و مانند آن (انواع گیاهان رویشی در مناطق گرم و خشک، گیاهان ساقه‌های گوشتی ضخیم و خارهای همیشگی و بدون برگ) که روزنه‌های خود را تنها در شب (جهت جلوگیری از اتلاف آب)  باز می‌کنند در طول تاریکی حساسیت بالایی نسبت به ازن دارند. واکنش گیاه در برابر ازن بوسیله‌ی انواع عوامل ژنتیکی و زیست محیطی تعیین می‌شود. سطوح  مرطوب درون برگها (همچنین مایع خارج سلولی بافتهای مزوفیل) باعث حل و انتشار ازن (هنچون CO2) می شود. بطوری که قابلیت حل ، سرعت تجزیه و مقادیر PH کل پوششهای مزوفیل بر روی مقدار ازن جذب شده تأثیر می‌گذارند. حلالیت ازن تقریبا 2/3 حلالیت CO2 است ، اما حلالیت آن نسبت به SO2 100 برابر کمتر می‌باشد.

 

2ـ تغییرات و آسیب بافت سلولی

در فضاهای هوایی درون یک برگ و محوطه‌ی حاوی مایع خارج بافت سلولی، ازن بلافاصله مشتقات دیگری را شکل می‌دهد که فعالیتهای متنوعی را نشان می دهند. مطالعات در لانکستر و جاهای دیگر نشان داده است که ازن با هیدروکربن های غیر اشباع (ترکیبات ایزوپرنوئیدیا اتن) واکنش انجام می‌دهد که مقداری بوسیله‌ی قسمت تحتانی سلولها به شکل ازونیدهای اولیه و هیدروکسی هیدروپراکسیدها (HHPs) به خارج منتشر می‌شوند . در هر صورت بیشترین صدمات ازن بر روی پلاسمالما (plusmalemma) یا غشای‌های سلولی سلولهای گیاهی که گاهی اوقات پلاسمالی نامیده می‌شود، بوده است بطوری که تغییراتی در نفوذپذیری و تراوش غشاهای سلولی نسبت به کاتیونهای مهم همچون پتاسیم ایجاد می‌شود.

اجزای داخلی (همچون اجزای ساختمانی) به میزان کمتری تحت تأثیر ازن قرار می‌گیرند زیرا که اکسیدانهای سمی مشتق شده از ازن رقیق می‌شوند و از محیط داخلی خارج می‌گردند. آسیب سنگین ناشی از اکسیدانهای مشتق شده از ازن با نابودی کلروفیل، افزایش انعکاس برگ (نشان دهنده‌ی انرژی نورانی تلف شده) و تغییر در مقادیر آدنیلات (ATP و غیره) نمایان می‌شود. اختلالهای درون سلولهای گیاهی بوسیله‌ی ازن اغلب بر روی ترکیبات متنوع درون غشاها به خصوص قندها، آمینواسیدها ، آب و یونهای پتاسیم دیده می‌شود. عوامل بسیار زیادی وجود دارد که هنگام نسبت دادن یک آسیب به ازن باید آنها را در نظر گرفت نظیر آگاهی از غلظت ازن اتمسفر ، غلظت لازم برای آسیب دهی به گونه‌های حساس، تیپ آسیب، محل صدمه ریو گیاه و شرایط محیطی.

آسیب وارده از ازن به گیاهان در طول فصل رویش گیاهی بیشتر است، بطور کلی، هر گونه عاملی که به نفوذ بیشتر ازن از روزنه‌های گیــاهی و بازمـاندن روزنـه‌هــا کمک می‌کند حساسیت گیاهان را نسبت به ازن افزایش می‌دهد.

3ـ صدمات قابل رویت

آسیب مرئی معمولاً به شاخه و برگ گیاهان محدود می‌شود اما برخی عوامل ژنتیکی و زیست محیطی بر نوع آسیب قابل رؤیت تأثیر می‌گذارد. نوع آسیب بین گونه‌ها متفاوت است اما نوع معمول آسیب منقوط شدن یا خال خالی شدن (لکه های) کلروتیکی بین رگه‌های برگهاست. این چنین صدماتی ممکن است مایل به قرمز یا برنزی باشند که ناشی از تولید زیاد انتوسیانین بوده و یا به دلیل تشکیل تانین سیاه می‌باشند. در بعضی مناطق، مشخصه‌ی نوارهای زرد و سفید سوزنهای خروطیان بدلیل مردود فتوشیمیایی دیده می‌شود. نیتراتهای پراکسی اسیل (PANs) از میان روزنه‌ها و مولکول به مولکول دارد برگ می‌شوند.

و نسبت به HHP دما و مانند آن (اکسیدانهای مشتق شده از ازن) برای گیاهان سمی تر هستند. خوشبختانه پانها از غلظت های پایین تری تشکیل می شوند. عوارض ظاهری آسیب به این صورت است که ابتدا اپیدرم زیرین برگ نقره‌ای یا به برنزه می‌شود و سپس دامنه ی آسیب به پهنه‌ی برگ رسیده و روی برگ قسمتهایی بصورت سفید یا لکه دیده می‌شود. در مطالعه‌ی آناتومی روی گیاهان معلوم شده است که حساسیت نوک برگهای جوان و آسیب پذیری این بخشها بیشتر است و در ضمن در روزنه‌های تحتانی شدت آسیب بالاست در اثر اسموگ کلروپلاستها از بین می‌روند و سلول پلاسمولیز شده و بافتهای مزوفیل در بخش آسیب دیده پژمرده و خشک می‌شوند.