К основным загрязняющим атмосферу веществам относят озон (О3) и другие фотохимические оксиданты, такие, как пироксиацетонитрил (ПАН) и др., сернистый ангидрид (SO2), оксиды азота (NO2 и NO), этилен (С2Н4), фтористый водород и его производные (фториды), оксид углерода (СО), оксиды азота, аммиак (NH3), ацетальдегид, радиоактивные вещества, а также дым, пыль и др.
Различают естественные и искусственные источники загрязнения атмосферы. К первым относятся: вулканы, выделяющие газы в период извержений (H2S, O2, СО2, соединения фтора, хлора) и в период покоя (SO2, H2S, CH4, CO2); гейзеры, другие геотермальные источники и работающие на их основе электростанции; лесные и степные пожары; поднятые штормовыми ветрами капельки морской воды, насыщенные хлоридами и сульфатами. Происходит также загрязнение атмосферы твердыми частицами — земной (пыльные бури) и космической пылью. В атмосфере образуются жидкие и твердые аэрозольные частицы, выпадающие в виде кислотных дождей.Роль природных факторов в загрязнении атмосферы относительно невелика. Основное загрязнение атмосферы происходит за счет газов, аэрозолей, выбрасываемых промышленными предприятиями и особенно автотранспортом, на долю которого в развитых странах приходится 60% выбросов.
Озон, взаимодействуя с углеводородами, образует органические перекиси, кетоны, кислоты и другие соединения. Одно из наиболее сильных загрязняющих веществ этого ряда — ПАН, отличающийся от озона и других окислителей, концентрация которых снижается с заходом солнца, способностью к накоплению. Загрязняющие вещества ингибируют рост и блокируют фотосинтез, разрушают хлоропласты, ингибируют плодообразование у огурца, томата и других плодовых овощных культур, а при высокой концентрации и продолжительном действии растения гибнут.
Озон — одно из наиболее опасных веществ. В концентрации 0,0002...0,0005% при воздействии в течение 2...4 ч повреждает многие овощные растения. Признаки поражения появляются при экспозиции в течение 30 мин при содержании 2,5...5,8 мг/м3. Для большинства овощных культур наименьшая концентрация повреждения при воздействии в течение 2 ч 0,0013...0,0064 %. Допустимая концентрация для растений 0,5 мг/м3.
Особенно вредоносен озон в виде озоноолефиновых смесей (в смоге). В смеси с фторидами ингибирует прорастание пыльцы и оплодотворение, тормозит рост без видимых признаков повреждения растений.
Оксид углерода (СО) блокирует дыхательную систему растений, разрушает хлорофилл, ингибирует рост и плодообразование. В небольших концентрациях использовался огородниками для стимуляции образования женских цветков у огурца. Допустимая концентрация около 1000 мг/м3.
Сернистый ангидрид поражает растения в концентрации 0,0025...0,005 %. Вредоносность газа усиливается в смесях с озоном и NO2.
Аммиак поражает листья при воздействии на растения в течение суток в концентрации более 1000 мг/м3.
Культуры и сорта различаются по чувствительности к загрязняющим веществам (табл. 1). Среди сортов огурца, например, наибольшей устойчивостью к СО, SO2 отличается клинский огурец, селекция которого проходила на фоне постоянного воздействия продуктов неполного сгорания дерева.
Поражение поллютантами растений и загрязнение продукции возможны вблизи крупных предприятий, автострад, при использовании аммиачных удобрений и свежего некомпостированного навоза.
Табл. 1. Чувствительность овощных культур к основным веществам, загрязняющим воздушную среду
| Загрязняющее вещество | Сильная чувствительность | Средняя чувствительность | Относительная устойчивость (толерантность) |
| Озон (О3) | Брокколи, картофель, кукуруза, лук репчатый, редис, томат, шпинат, фасоль | Горох, морковь, пастернак, петрушка, репа, эндивий | Батат, огурец, салат, свекла |
| Сернистый ангидрид (SO2) | Бамия, батат, брокколи, брюссельская капуста, горох, кольраби, летняя тыква, мангольд, морковь, перец, ревень, редис, репа, салат, свекла, томат, тыква, шпинат, эндивий | Горох, капуста кочанная, пастернак, томат | Дыня, кукуруза, картофель, лук репчатый, огурец |
| Фториды | Батат, кукуруза | То же | Горох, картофель, летняя тыква, спаржа, томат, шпинат |
| Диоксид азота (NO2) | Горох, горчица, ревень, салат | Томат | Лук репчатый, спаржа, фасоль |
| ПАН (пиро-ксиацетонит-рил) | Горчица, кукуруза, мангольд, перец, салат, свекла, сельдерей, томат, фасоль, шпинат, эндивий | Морковь | Брокколи, кабачок, капуста кочанная и цветная, летняя тыква, лук репчатый, огурец, ревень, редис |
| Этилен | Батат, горох, вигна, огурец, томат, фасоль | Кабачок, морковь | Капуста кочанная, лук репчатый, редис, свекла, эндивий |
| 2,4-Д (2,4-дихлорфено-ксиуксусная кислота) | Томат | Картофель | Баклажан, капуста кочанная, ревень, фасоль |
| Хлориды | Горчица, кукуруза, лук репчатый, редис | Вигна, летняя тыква, огурец, томат, фасоль | Баклажан, перец |
| Аммиак (NH3) | Горчица | Томат | - |
| Сероводород (H2S) | Огурец, редис, томат | Перец | Горчица |