АДАПТАЦІЯ РОСЛИН ДО АНТРОПОГЕННИХ ЧИННИКІВ - 2017
3. ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ ПРОМИСЛОВИМИ ХІМІЧНИМИ ВІДХОДАМИ
3.5. Джерела та характеристика забруднення ґрунту
Усі ґрунти характеризуються родючістю, здатністю забезпечувати рослини водою та елементами мінерального живлення. Природна родючість ґрунтів залежить від багатьох факторів, клімату, повітря, води, мікроорганізмів, рельєфу місцевості та в умовах України зазнає впливу комплексу техногенних чинників. У залежності від характеру і наявності первинної структури поверхні території М. Л. Рева і Г. І. Хархота рекомендують у степовій зоні розрізняти декілька форм техногенних ґрунтів.
До першої категорії техногенних земель вони віднесли території, на яких порушений тільки ґрунтовий шар і частково ґрунтоутворюючі породи або ілювіальний горизонт. Ці ґрунти являють собою суміш гумусованих горизонтів з верхніми шарами материнських порід і ілювіального горизонту. Перемішані ґрунти найбільш характерні для рекультивуємих територій після розробки нерудних копалин, різних водоймищ, міських і промислових будівель. До другої категорії відносяться промислові землі, які виникли за рахунок відкритих розробок різних корисних копалин.
Третя категорія включає землі, які постраждали внаслідок ерозії ґрунтів, обумовленої антропогенними факторами. Кількість таких земель збільшилась за рахунок безсистемної оранки земель, невірного некерованого випасу тварин, рекреаційної дигресії, вирубки лісів.
Джерелами надходження забруднювачів у ґрунт є підприємства металургійної, хімічної, машинобудівної промисловості, автотранспорт, сільське господарство. Так, металургійні підприємства викидають в повітря велику кількість оксидів металів (оксиди заліза, марганцю, міді, цинку, свинцю та ін.). Для підприємств хімічної промисловості характерні викиди твердих часток у вигляді солей (хлорид амонію, солі фтору та ін.). Частина з них утворюється безпосередньо у технологічних процесах, а частина - під час взаємодії газоподібних викидів у атмосфері. У сільськогосподарському виробництві забруднення ґрунту створюється через необґрунтоване застосування та недбале зберігання хімічних добрив, гербіцидів, інсектицидів, фунгіцидів та інших отруйних речовин. Наприклад, вивчення в умовах Донбасу вмісту Fe, Cu, Mn, Zn за генетичними горизонтами показало, що підвищена їх кількість спостерігається в гумусовому горизонті. Вміст валових і рухомих форм униз за профілями помітно зменшується. Спостереження показують, що міграції важких металів у ґрунті сприяє також забруднення ґрунтів кислими і лужними газами промислових викидів. Так, підкислення ґрунту сполуками сірки, хлору сприяють зниженню pH ґрунтової витяжки і збільшенню рухомості та доступності для рослин іонів важких металів, зокрема, кадмію, свинцю, хрому. Специфічною особливістю забруднення ґрунтів важкими металами є дуже низька швидкість самоочищення ґрунту.
Кислі гази та токсичний пил акумулюються ґрунтом, взаємодіють з гумусом, сприяють його мінералізації, зниженню родючості, порушенню біологічної і біохімічної структури ґрунту. За умов забруднення відбувається зміна фізичних і хімічних властивостей ґрунту. Кінцевим результатом цих процесів є виникнення ерозії ґрунту, загибель природної рослинності, які у підсумку призводять до утворення так званої «індустріальної пустелі», безперспективної для відновлення фітоценозів, з різко погіршеним фітокліматом. За цих умов природна рослинність у фітоценозах замінюється рудеральною.
Рослинність складають типові представники степу: багаторічні мезотермні ксерофільні види, переважно дернинні злаки і різнотрав’я. В залежності від типу рослинності на території степу з півночі на південь розрізняють три підзони. Північну смугу, яка межує з Лісостепом, займає підзона різнотравно-типчаково-ковилових степів, далі на південь - підзони типчаково-ковилових і полиново- злакових степів, відповідно. Так, Дніпропетровська область відноситься до першої підзони, для якої характерною рисою є значна зімкненість рослинного покриву, основне ядро якого утворюють злаки (ковили, типчак). Значну частину рослин у травостані становлять бобові та різнотрав’я. Доля ефемерів у складі травостою досить незначна. Найбільш поширені на території підзони формації з представників родів Stipa, Festuca, Poa, Bromopsis.
Синекологічні дослідження травостану техногенних територій (Лихолат, 1999) дозволяють зробити підсумки інвентаризаційного етапу і провести структурний аналіз флори промислової зони міст регіону. Загалом на досліджених територіях виявлено 126 видів судинних рослин, що належать до 97 родів і 28 родин. Цей перелік охоплює і газонні трави, які натуралізувалися і становлять значну частину трав’яного покриву. В травостані найбільш поширена родина Asteraceae (27 % видів, із яких більшість є рудерантами, тобто формують трав’янисті ценози). Представники родини Asteraceae складають такий ряд зменшення рясності у цих ценозах: Ambrosia artemisiifolia, Erigeron canadensi, Cichorium intybus, Taraxacum officinal, Picris hieracioides, Crepis tectorum.
Друге місце посідає родина Poaceae (20,6 %). Різні її таксони беруть участь у формуванні угрупувань степового та лучного характеру. Серед них найбільш поширені Elitrigia repen, Poaangustifolia, P. compressa, Agropyron cristatum, які нерідко є едифікаторами ценозів. Значну частину цієї родини становлять руде- ранти - Setaria viridis, S. glauca, Ehinochlora crusgali та ін.
Цікавою нашою знахідкою на обстежених територіях є Cynodon dactylon (L.) Pers., північна межа розповсюдження якого проходить посередині між містами Дніпро та Запоріжжя.
Третє місце посідає родина Fabaceae (7,9 %), четверте - Caryophyllaceae (6,3 %), п’яте - Brassicaceae (5,5 %), шосте - Chenopodiaceae (4 %). Родина Fabaceae включає види родів Coronilla, Desmodium, Lathyrus, Lotus, Medicago, Melilotus, Trifolium, Vicia; Caryophyllaceae - Arenaria, Gypsophilla, Saponaria, Silene, Stellaria; серед Chenopodiaceae частіше інших зустрічаються Atriplex, Chenopodium, дещо менше Kochia. На сьомому місці - Poligonaceae (3,1 %), що об’єднує тільки роди Poligonum та Rumex. Вісьме місце поділяють родини Amaranthaceae, Apiaceae, Plantaginaceae, Rosaceae (по 2,4 %). Далі за кількістю видів Boraginaceae, Euphorbiaceae та Scrophullariaceae (по 1,6 %). Решта родин (Balsaminaceae, Convolvulaceae, Cucurbitaceae, Cuscutaceae, Cyperaceae, Dipsacaceae, Hypericaceae, Lamiaceae, Onagraceae, Resedaceae, Rubiaceae, Santalaceae, Solanaceae, Violaceae) представлені одним видом. Тип промислового забруднення території на кількість родин не впливав.
Виявилось, що на територіях промислових підприємств переважають трав’янисті полікарпіки, серед яких значну роль в травостані відіграють рослини з коротким життєвим циклом. Так, третину видів становлять ярові однорічники. Із багаторічних рослин найпоширеніші стрижневокореневі. Присутність останніх видів пояснюється здатністю добувати вологу з глибоких горизонтів, навіть під час літньої посухи, що ставить їх поза конкуренцією з іншими рослинами.
Особливості кореневої системи в значній мірі відображають відношення виду до субстрату та його гідрологічні властивості. За іншою ознакою в екоморфному спектрі флори переважають ксеромезофіти (40 %). Мезофітів та ксерофітів у травостані менше; відповідно 22 % та 7 % видів. Серед геоморф переважають геліофіти (67 %). Майже всі рослини, що нами зареєстровані - це автотрофні (99 %), число паразитів зовсім незначне (1 %). Флора техногенних територій включає як аборигенів (76 %), так і адвентивні рослини (24 %). Більшість останніх трапляється на ділянках, які підготовано до висадки декоративних рослин та вздовж залізничних колій.
Ценоморфний аналіз показав, що на обстежених територіях переважають рудеранти. Доля інших (степанти, протанти, палюданти, сільванти) значно менша. У спектрі трофоморф домінують мезотрофи, значно менше мегатрофів. Незважаючи на значний тиск техногенних чинників у вивченній рослинності переважають дводольні види (майже половина), які опилюються комахами (ентомофіли): серед них найбільш поширені ентомофіли протероандричні - 17 %), анемофіли - 35 %, автогамних - 2 %. За способом перенесення діаспор у флорі техногенних територій переважають балістохори (65 %), дещо менше анемохорів (16 %), відносно мало барохорів (8 %), автомеханохорів (7 %). Види з іншим типом дисемінації поширені ще менше.
Сучасні спостереження флористичного складу показали його зміну порівняно з корінною рослинністю в кінці минулого сторіччя. Цілком зникла ковила. Серед злаків в першій половині літа домінує Poa angustifolia. У другій половині літа формуються угрупування з домінуванням Polygonum aviculare, P. convolvulus, Astemisia absinthium, A. vulgaris, які характеризуються інтенсивним ростом і розвитком. У травостані зустрічаються також залишки типчака (Festuca valesiaca). Саме він, поряд з ковилою, є домінантом природної рослинності степу. Найбільш вірогідно, що трансформація типчаків на промислових майданчиках буде продовжуватись в бік посилення і переваги бур’янистих видів. У майбутньому можливе також подальше скорочення чисельності й інших типових рослин степу, які ще лишилися. Із особливостей фітоценозів на техногенних територіях слід зазначити співдомінантну роль степових щільнодернинних і бур’янистих кореневищних злаків, частина яких разом із більшістю різнотрав’я є облігатними за цих умов. Так, проективне покриття та продуктивність травостанів в значній мірі визначає Elytrigia repens, який більш стійкий до антропогенного навантаження ніж інші види.
Спонтанній рослинності на територіях промислових підприємств притаманні всі форми антропогенної динаміки, які висвітлені в працях Лихолат, 1999; Григорюк та ін., 2014. Особливістю відновних сукцесій є поступова заміна рудеральної рослинності на природну. За цього спостерігається заміна одних видів та їх біологічних груп іншими, наприклад, на зміну однорічним видам приходять багаторічні. Беручи до уваги той факт, що функціонування підприємств не припиняється, угруповання рослин можуть довго залишатися на одній зі стадій розвитку. Цей процес супроводжується появою і експансією нових угруповань зі зменшенням чи навіть зникненням інших. Поява на території промислових майданчиків таких видів як Ambrosia artemisiifolia в поєднанні з видами місцевої флори сприяє утворенню агресивних асоціацій, прикладом яких є Ambrosietum artemisiifolia + Elytrigiosum repens, домінуючих серед рослинності навіть в засушливі роки для степового Придніпров’я (1992, 1998, 2016 роки). Особливо суттєві зміни відбувалися в роки з різним рівнем атмосферних опадів. Підтвердженням слугують виділені по домінантній класифікації рослинності асоціації з урахуванням під’ярусів трав. Так, в засушливі роки на промислових майданчиках досліджуваних підприємств переважали асоціації Ambrosietum artemisiifolia+ Elytrigiosum repens та Setarietum viridis + Convolvulosum arvensis, Elytrigietum repens - Taraxacosum officinale, Artemisietum absinthium - Poaosum angustifolia, в яких злакові є едифікаторами (Setaria viridis) або субедифікатора- ми (Poa angustifolia, Elytrigia repens). Інші асоціації (Erigeronetum canadensis + Lactucosum tatarica; Sonchusetum arvensis — Elytrigiosum repens; Chenopodietum album — Setarioso viridis — Polygonosum aviculare) в засушливі роки зберігалися, але їхня життєвість була нижчою порівняно з попередніми. В роки з достатнім зволоженням (1990, 2015 рік) домінуючими були асоціації Ambrosietum artemisiifolia + Elytrigiosum repens, Sonchusetum arvensis — Elytrigiosum repens, Elytrigietum repens — Taraxacosum officinale, Artemisietum absinthium — Poaosum angustifolia, одним із складових яких були дерноутворюючі трави. За надмірного зволоження (1999 рік) панівне положення також зберігали асоціації, що включали дерноутворюючі трави.
Типовими забруднювачами довкілля є важкі метали, вміст яких значно змінюється в часі і просторі. Біологічний кругообіг важких металів у межах однієї і тієї ж ґрунтово-кліматичної зони (степу) у рослинах міняється навіть при однаковому типі умов. При дослідженні впливу забруднення середовища важкими металами на розвиток рослин багатьма дослідниками дозволило встановити неоднозначну реакцію рослин різних видів на надлишковий вміст важких металів. Так, врожай пшениці, бавовнику, картоплі і буряка на забрудненому ґрунті знизився, а біомаса люцерни збільшилася. Важкі метали викликають руйнування пігментного комплексу, значне зниження кількості води в листі. Ванадій у хвойних і листяних порід викликає окисне руйнування клітинних мембран, збільшення нагромадження шкідливих газів, утрату води, зміни місту пігментів пригнічення фотосинтезу, що веде до посилення утворення некрозів і зниженню стійкості рослин. Основна причина зазначеного явища полягає в тому, що рослини слабо засвоюють багато важкі метали (наприклад, свинець) навіть при їхньому високому вмісті в ґрунті через те, що вони перебувають у вигляді малорозчинних сполук. Тому концентрація свинцю у рослинах зазвичай не перевищує 50 мг/кг, і навіть індійська гірчиця, генетично схильна до поглинання важких металів, накопичує свинець у концентрації всього 200 мг/кг, хоч і зростає на ґрунті, сильно забрудненому цим елементом. Причому надходження важких металів у рослини стимулює деякі речовини (наприклад, етилендіамінтетра-оцтову кислоту), що утворюють з металами в ґрунтовому розчині стійкі, але розчинні комплексні сполуки. Так, варто було внести подібну речовину в ґрунт, що містить свинець у концентрації 1 200 мг/кг, як концентрація важкого металу в пагонах індійської гірчиці зростала до 1 600 мг/кг.
Причому, збільшення атомної маси призводить до збільшення токсичності, хоча є і деякі винятки, наприклад берилій, мідь. Мідь для багатьох клітин набагато токсичніша, ніж такі метали, як барій, стронцій та інші, не дивлячись на їхню меншу атомну масу. Різна сила дії заліза в дво- і тривалентному стані, не зважаючи на однакову в обох випадках атомну масу елемента. Такі відхилення свідчать проти переважного значення атомної маси для токсичності металів. Вважається, що зв’язок дії металів з їхньою атомною масою в тому, що в міру збільшення останньої в цій групі елементів зменшується їхній вміст у організмах і збільшується токсичність. Дійсно, токсичність металів з великою атомною масою, таких, як свинець, ртуть, золото, срібло та інших, велика, а нормальний вміст їх в організмах або заперечується, або дуже невисокий. Одночасно фізіологічна активність металу визначається легкістю, з якою він віддає свої електрони, ступенем спорідненості останніх до заряду елемента. Більш міцний зв’язок обумовлює меншу активність електронів.
Поряд з цим ступінь окислення основного елемента аніона може впливати на токсичність солей. Так, токсичність аніонів, що містять галоїди, збільшується із зростанням ступеня окислення галоїда, а отруйність аніонів, що включають елементи V-VI груп періодичної системи елементів (азот, сірку), навпаки, знижується при підвищенні валентності. Для галоїдних сполук металів велике значення має ступінь дисоціації і головним чином гідролізу з утворенням кислот. Такий гідроліз відомий для галогенідів багатьох металів: олова, титану, танталу, ніобію, германію та інших. Біологічний і токсичний ефект солей, таким чином, може змінюватися в силу специфічності дії аніонів, наприклад, галогенів, а також через гідроліз, що супроводжується утворенням вільних кислот або лугів. Провідна роль у цих процесах належить катіонам металу.
Відома токсичність важких металів (міді, свинцю, ртуті) в залежності від їхньої концентрації. Метали незалежно від дози сприяли індукції пероксидази, причому в коренях активність ферменту зростала в середньому в 1,5—2,5 рази; у листках помірні дози міді пригнічували, а високі дози свинцю підсилювали активність пероксидази. Свинець викликав зменшення сирої та сухої біомаси органів цілої рослини. Концентрація свинцю в коренях більша, ніж його вміст у наземних органах. За надлишку свинцю в середовищі корені накопичували понад 99 % свинцю, охороняючи наземну частину від його дії.
Токсичність важких металів пов’язана, зокрема, з тим, що вони блокують активні центри ферментів і виключають їх з управління метаболізмом. Загально-токсична дія металів може бути пов’язана з неспецифічним гальмуванням ряду ферментів в силу денатурації білків взагалі. Але ряду металів в той же час властиве специфічне пригнічення певних ферментів уже в дуже малих концентраціях. Тому особливості отруєння окремими металами виявляються переважно за тривалого контакту з ними.
Ряд металів, зокрема, мідь і цинк у більшій мірі, ніж барій, знижують фотосинтетичну і дихальну функцію рослин.
Дослідження вмісту стронцію, кобальту, хрому у різних органах рослин, вирощених на середовищах з різними концентраціями солей цих металів, показало, що збільшення концентрації важких металів призводить до збільшення їхнього вмісту в тканинах рослин. Ця залежність носить нелінійний характер: за високих концентрацій металів їхнє нагромадження підсилюється, причому хром переважно накопичується в коренях, а стронцій - у наземній частині.
У детоксикації іонів важких металів у рослинному організмі важливу роль відіграють білкові сполуки. Аналіз отриманих даних показує, що в надземних частинах рослин під впливом токсичних концентрацій шестивалентного хрому може спостерігатися як збільшення загального білка, так і його зменшення. У коренях же зміст білка зростає у всіх досліджуваних рослин, а це - місце основної локалізації металу. Збільшення сумарного білка в умовах інтоксикації шестивалентного хрому носить захисний характер.
Для рослин, що зростають в зоні дії промислових викидів у довкілля, відмічається підвищений вміст металів у тканинах різних органів рослини, спостерігаються різні фізіологічні перетворення, що іноді носять і захисний характер.
Найбільш поширеними в засолених ґрунтах України є солі соляної, сірчаної і вугільної кислот - хлориди, сульфати і карбонати кальцію, магнію та натрію, які за відповідного вмісту викликають пригнічення росту і розвитку або навіть загибель рослин. Суттєву частку забруднення ґрунтів на промислових підприємствах хімічної промисловості мають сполуки сірки, хлору та фтору. Дія цих сполук, крім фтору, практично ідентична впливу засолення ґрунту відповідними аніонами. Так, сірка являє собою необхідний елемент живлення рослин. Вона входить до складу багатьох біологічно активних сполук: метіоніну, цистеїну, глютаміну, коензиму А, тіаміну та ін. Рослина поглинає сірку у вигляді сульфату коренями, у вигляді діоксиду сірки - листям. Накопичується в рослині сірка у вигляді сульфату, тому що він через більшу рухливість у рослині більш ефективний як поживна речовина, ніж двоокис сірки. Нагромадження сульфатів можна розглядати як захисну реакцію, що дозволяє рослині за несприятливих умов середовища підтримувати концентрацію проміжних окислених сполук сірки, які гальмують процеси клітинного ділення. Дослідним шляхом було встановлено, що у рослин в умовах сульфатного засолення середовища різко підвищується окислення SH-амінокислот до неорганічного сульфату. Стійкість рослин до ряду несприятливих факторів зовнішнього середовища, у тому числі і до сполук сірки, тісно пов’язана з процесами клітинного метаболізму сірки і, насамперед, з відновлювальною асиміляцією сульфату, що закінчується утворенням двох протеїногенних амінокислот: метіоніну і цистеїну. За надлишку в середовищі сульфату в рослинній клітині збільшується концентрація багатьох низькомолекулярних S-з’єднань, у тому числі амінокислот. Серед різних побічних продуктів метаболізму сірки деякі можуть виявитися токсичними для рослин - сульфоксиди. За цих умов активація окисної деградації, що закінчується новоутворенням сульфату, - головний шлях для контролю над внутрішньоклітинними концентраціями S-метаболітів і для детоксикації деяких сполук. Вміст органічних сполук сірки в листі різних рослин - досить постійна величина. Сухий залишок голок хвойних рослин містить звичайно близько 0,1 % сірки, широколистяних рослин - 0,15-0,3 %. За відносно постійного вмісту органічної сірки кількість сульфатів у листах різних рослин може варіювати в широких межах. Деревні рослини виявляють виборчу здатність до акумулювання сірчистих сполук. У перерахунку на SO2 найбільш високою здатністю до акумулювання (до 33 г/кг абсолютно сухої речовини) характеризуються тамарикс гіллястий, тополя канадська, ясен зелений, тополя Болле, липа дрібнолиста, біла акація, дуб звичайний. Найбільш низька здатність (близько 4 г/кг) характерна для листя в’яза пір’ясто-гіллястого, черемшини пізньої, шовковиці білої, клена сріблястого. За умов задимлення сірчистими сполуками в рослин, що виростають на ґрунтах, удобрених сульфатами, може створюватися надлишок останніх, який гальмує ріст рослин та збільшує можливість їхнього пошкодження.
На відміну від сірки і хлору, відповідно до сучасних уявлень, фториди не є необхідними для розвитку рослин сполуками. Однак, як виявлено під час роботи з культурами на гідропоніці, фториди можуть викликати стимулюючий ефект. Як і у випадку двох інших, фториди можуть поглинатися з ґрунту і повітря, причому найвищий вміст їх відзначений у листі. У деяких рослин, таких, як Dichapetalum spp. у Південній Африці і Acacia georginae, в Австралії, відбувається утворення фтороцтової кислоти (FCH2COOH), що може призводити до загибелі пасовищних тварин. Відносно неотруйна фтороцтова кислота під дією ферментів організму тварини перетворюється у фторцитрат, який пригнічує реакції окислення лимонної кислоти в циклі Кребса.
Оскільки фториди не беруть участь в обміні речовин більшості рослин, то не відбувається і їхня детоксикація в рослинній клітині. Іншою причиною великої токсичності фторидів може бути їхнє велике нагромадження в хлоропластах. Підвищення токсичності фторидів залежить від вторинної транслокації в межах листка.
Відомо, що особливу небезпеку для рослин становлять саме рухомі водорозчинні (в/р) форми (фториди лужних металів), так як вони пасивно і легко переносяться з ґрунту в рослинні тканини. Забруднення рослин фторидами призводить до:
1) порушення респіраторної діяльності;
2) зменшення поглинання кисню;
3) зменшення вмісту хлорофілу;
4) зниження асиміляції поживних речовин (у тому числі крохмалю);
5) пригнічення функцій деяких ферментів (пірофосфатази);
6) пригнічення функцій деяких каталізаторів;
7) пошкодження клітинних мембран;
8) зміни метаболізму органел клітини;
9) руйнування нуклеїнових кислот (ДНК та РНК);
10) синтезу токсичних фторорганічних сполук (у південно-африканських рослин, сої).
Результатом вищезгаданих процесів є загальне сповільненням росту рослин і зниження їхньої урожайності. Але найбільша небезпека забруднення рослин фтором у тому, що вони стають джерелом надходження фторидів до організму тварин і людей.
Дія фторидів на рослини пов’язана з прямим впливом газоподібних сполук фтору на надземні частини рослин. Непрямі ефекти, викликані накопиченням фторидів у ґрунтах, відзначені лише поблизу потужних джерел викиду. Тільки невелика частина фторидів ґрунту доступна для рослин. Цим пояснюються і низькі природні концентрації фторидів у рослинах, хоча їхній вміст у земній корі складає 0,07 %, тобто фтор так само розповсюджений, як фосфор і сірка. Подібно цинкові та свинцеві, великі кількості фторидів у ґрунтах можуть чинити довгострокові впливи на рослинність, що перевершують ушкодження від атмосферного фториду. За допомогою лізиметрії показано, що фториди на противагу сірці та особливо хлоридам досить слабко вимиваються з ґрунтів.
Подібно сірці і фторидам, хлор у формі хлоридів може поглинатися коренями і листям рослин. Хлориди - солі соляної кислоти також нерідко накопичуються у ґрунтах південних широт. Вони разом з сульфатами належать до найбільш поширених солей, які входять до складу засолених ґрунтів і соляних озер. Характеризуються високою розчинністю (342-745 г/дм3) і токсичністю. Хлориди найчастіше зустрічаються на території узбережжя Сиваша, Чорного і Азовського морів. У ґрунті хлориди знаходяться майже винятково в розчиненому стані і тому легко вимиваються. Лізиметричні дослідження показали сталість вмісту хлоридів у ґрунтах Європи. Надходження і потреба в хлоридах збалансовані завдяки їх поглинанню рослинами з ґрунту та повітря, а також у зв’язку з процесами вимивання і заміни під час внесення добрив та випадання опадів. Непряме ушкодження рослин через ґрунт під час нагромадження хлору з забрудненого повітря малоймовірно. Зміни структури ґрунту та зсув pH, наприклад, за утворення легкорозчинних сполук кальцію можуть, імовірно, відбуватися тільки поблизу потужних джерел викиду.
За загальними висновками дослідників, поглинання хлоридів прямо пропорційне їхньому вмістові в живильному субстраті. Краще поглинання іонів хлору порівняно з іншими аніонами може бути пояснене розташуванням Cl- у ліотропному рядові після NO3- і перед SO42- і РО43-. Хлор бере участь в осмотичних процесах, нейтралізує заряди в мембранах, бере участь у реакції виділення кисню при фотосинтезі й у поділі клітин. Цей елемент дуже поширений в природі і легко доступний для рослин. Необхідність хлору для рослин була доведена не так давно, лише після того, як при вирощуванні рослин у водних культурах всі реактиви і повітря очистили від слідів хлору. Зазвичай мізерної кількості хлору, яка як домішка була присутня в реактивах і повітрі, вистачало для доброякісного росту рослин.
Іони хлору з їхнім малим об’ємом і великою швидкістю поглинання пригнічують поглинання інших аніонів. У сполученні з іонами хлору катіони поглинаються краще, ніж, наприклад, будучи зв’язаними з іонами сульфату. Взаємовідносини між неорганічними катіонами та аніонами в рослині сильно зрушується убік останніх під впливом хлоридів.
Як відомо, хлориди прискорюють ріст різних рослин, особливо сімейства Chenopodiaceae. Цей, так само як і інші ефекти хлоридів, є, однак, зовсім неспецифічними. Результати деяких досліджень дозволяють вважати хлориди живильними речовинами рослин відповідно до визначення, запропонованого Кіком. Потреби в хлоридах, незважаючи на їхню участь у різноманітних важливих реакціях обміну речовин, знаходяться в межах потреб у мікроелементах і цілком задовольняються за рахунок природного вмісту хлоридів у повітрі та опадах. Випадків дефіциту хлоридів на відміну від дефіциту сірки ніколи не відзначали. Практичне значення має тільки надлишок хлоридів, що виражається у вже згаданій появі хлорозу, некрозів і пригніченні росту, а також у сукулентності і ксероморфізмі. У цьому випадку, мабуть, не має значення, чи надходять хлориди як живильний субстрат через корені або ж з повітря через листя.
Концентрація хлоридів у рослинах визначається насамперед надходженням іонів хлору. У середньому присутність хлоридів забезпечує близько 20 % загального осмотичного тиску в культурних, бур’янистих та інших вільно зростаючих рослин за природних варіацій від 0,5 до 60 % залежно від місць мешкання. У галофітів ця величина за середнього вмісту хлоридів складає 65 %, а в екстремальних випадках досягає 95 %. Особливо велику кількість хлоридів нагромаджують рослини-галофіти, які ростуть на засолених ґрунтах.
Функції хлору в рослинах потребують ще вивчення і уточнення. Хлорид - дуже рухливий іон. Відомо, що він - одна з головних «дійових осіб» в осмотичних процесах у вакуолях. Хлор бере участь в реакції виділення кисню при фотосинтезі, а також в нейтралізації зарядів на мембранах. У цибулі хлорид-іон бере участь в регуляції відкриття і закриття продихових щілин листя. У цих реакціях хлорид виступає як противага калію. Іон хлору необхідний для поділу клітин листя і стебел.
Дефіцит хлору в природі практично не зустрічається, бо Cl- присутній в атмосфері, дощах, зрошувальній воді у більше ніж достатній кількості. Рослини легко поглинають хлориди і можуть нагромаджувати їх надлишок. Із культурних рослин в присутності хлориду краще, ніж без нього, ростуть шпинат, цукровий буряк, гречка, кокосова пальма. Надлишок хлоридів швидко пригнічує картоплю, томати, огірки, квасолю, виноград, деякі бобові, тютюн, плодові дерева. При надлишку хлоридів у рослин уповільнюється ріст, спостерігається загальний хлороз, верхівки листя бронзовіють і згинаються.