1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Екологія
  3. Кругообіг азоту

Кругообіг азоту

Азот є одним з найважливіших в біологічному відношенні елементів. Через наявність декількох ступенів окислення, достатку різноманітних азотовмісних сполук хімія азоту багата і складна. У силу цих причин кругообіг азоту є складним. Для нього характерна висока стійкість до зовнішніх впливів (за-буференность). Кругообіг азоту відносять до круговорот газоподібних речовин. Основні процеси, що відбуваються при кругообігу азоту – фіксація, асиміляція, нітрифікація, денітрифікація, розкладання, вилуговування. В круговороті сполук азоту (рис. 4.1) надзвичайно велика роль належить мікроорганізмам. Азот-фіксуючі бактерії засвоюють (фіксують) атмосферне азот, переводячи його в білкові форми, легко засвоювані іншими організмами. Цей процес відбувається завдяки наявності у деяких мікроорганізмів азотфіксуючої ферменту нітрогенази, що містить молібден. Роль ферменту полягає в розщепленні потрійний зв’язку в молекулі азоту (цікаво, що цей же фермент каталізує відновлення іншого з’єднання з потрійним зв’язком – ацетилену -до етилену). Фіксація азоту вимагає значних енергетичних витрат. Бактерії, що здійснюють фіксацію, для зв’язування 1 г N2 витрачають енергію, що виділяється при окисленні 10 г глюкози. Щорічно в біосфері в результаті біофіксаціі зв’язується близько 5 млрд. Т азоту.

Інший природний шлях зв’язування азоту – атмосферна фіксація. При грозових розрядах і в результаті фотохімічних процесів азот взаємодіє з киснем, утворюючи оксид азо-та (ІІ), надалі окислюється до нітритів і нітратів. Внесок атмосферної фіксації в зв’язування азоту набагато менше, ніж вклад біологічної фіксації.

Діяльність людини також вносить вклад в зв’язування азоту з атмосфери. Основний спосіб промислової фіксації -Виробництво аміаку з азоту і водню на залізному каталізаторі при високих тиску і температурі (близько 45 млн. Т на рік).

Нарешті, певна частина азоту надходить у гідросферу і атмосферу у вигляді аміаку в результаті вулканічної діяльності (близько 5 млн. Т).

Зв’язаний азот потрапляє або безпосередньо в живі організми, або у воду і грунт, звідки також може переходити в організми (асимілюватися). Азот протоплазми після відмирання організмів переводиться в неорганічну форму при діяльності редуцентов. При цьому відбуваються процеси аммонификации (перетворення азотовмісних сполук в аміак) і нітрифікації (переведення азоту в нітратну форму). Ці форми азоту легко асимілюються організмами і повертаються в круговорот. Деяка частина сполук азоту перетворюється в результаті денітрифікації в молекулярний азот і повертається в атмосферу.

Завдяки діяльності редуцентов, близько 80% азоту, засвоюваного протягом року організмами в масштабі біосфери, не покидають круговорот. Лише 20% азоту, засвоюється організмом, – це результат процесів біологічної та атмосферної фіксації. По-іншому йде справа з азотом, фіксованим промисловим шляхом. Практично весь він переводиться в добрива. З азоту, що надійшов на поля у вигляді добрив, вкрай мала частина використовується повторно, тоді як основна частина втрачається із зібраним урожаєм, а також в результаті вимивання з грунту опадами (вилуговування). В результаті багаторазове збільшення маси внесених у грунт азотних добрив (більш ніж десятикратне за 1950-1980 роки) мало позначається на врожаї (за цей же період середня врожайність зросла не більш, ніж удвічі). Кругообіг азоту все більше підпадає під вплив антропогенного забруднення повітря. Потрапляють в атмосферу з промисловими викидами оксиди N2O і NO2 не характерні для природного кругообігу, будучи лише короткоживущими проміжними продуктами. Зміст цих оксидів в повітрі промислових регіонів за останні десятиліття зросла багаторазово. Оскільки оксиди азоту при подальшому окисленні утворюють азотну кислоту, збільшення їх вмісту в атмосфері веде до почастішання кислотних опадів. Крім того, під дією ультрафіолетового сонячного випромінювання діоксид азоту реагує з продуктами неповного згоряння вуглеводнів, викликаючи утворення фотохімічного смогу. Нарешті, оксиди азоту дратівливо діють на органи дихання людини і тварин.

ПОДІЛИТИСЯ: