Obieg azotu w przyrodzie
Cykl azotowy to sposób, w jaki azot w przyrodzie zmienia się w wiele różnych form, które są wykorzystywane przez żywy organizm(y).
W powietrzu jest około 78% azotu. Chemikalia azotowe są potrzebne do życia. Azot jest niezbędnym składnikiem białek, DNA i RNA. W roślinach azot jest potrzebny do fotosyntezy i wzrostu. Jednak żywe istoty nie mogą wykorzystywać do tego celu znajdującego się w powietrzu azotu pierwiastkowego. Azot jest potrzebny do zmiany azotu w powietrzu (N2) w formy, które mogą być wykorzystane przez życie. Większość fiksacji azotowej jest wykonywana przez mikroorganizmy zwane bakteriami. Bakterie te posiadają enzym, który łączy N2 z gazem wodorowym (H2) tworząc amoniak (NH3).
Niektóre z tych bakterii żyją w korzeniach roślin (głównie roślin strączkowych). W tych korzeniach wytwarzają amoniak dla rośliny, a roślina daje im węglowodany. Inne rośliny pobierają z gleby związki azotu przez swoje korzenie. Cały azot w zwierzętach pochodzi od jedzących roślin.
Amoniak (NH4) w glebie jest wytwarzany przez bakterie wiążące azot i rozkładające, bakterie i grzyby, które rozkładają martwe życie na swoje części. Proces ten nazywany jest amonifikacją. Amoniak ma ładunek dodatni. Łatwo łączy się z gliną i humusem w glebie. Amoniak i amon są trujące dla ryb i innych zwierząt. Z tego powodu ścieki i inne ścieki są regularnie mierzone. Jeśli poziom amoniaku jest zbyt wysoki, musi nastąpić nitryfikacja.
Nitryfikacja to utlenianie amoniaku i amonu do azotynu (NO2-), a następnie do azotanu (NO3-) przez bakterie. Ponieważ azotyn i azotan mają ładunek ujemny, nie łączą się łatwo z glebą i wymywają się z niej podczas deszczu i nawadniania. Wysoki poziom azotanów w wodzie pitnej jest szkodliwy dla dzieci i może powodować zespół niebieskiego dziecka. Wysoki poziom azotanów może również powodować zbyt duży wzrost glonów w jeziorach i basenach. Ta eutrofizacja może być szkodliwa dla ryb i innych zwierząt wodnych. Z tego powodu stosowanie nawozów sztucznych jest kontrolowane.
Tam, gdzie nie ma tlenu, niektóre bakterie wytwarzają azotan w gazie azotowym (N2) w celu uzyskania energii. W ten sposób cykl azotowy rozpoczyna się od nowa. Proces ten nazywany jest denitryfikacją.
Cykl azotowy
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest cykl azotowy?
A: Cykl azotowy to proces, w którym azot w przyrodzie zmienia się w różne formy, które mogą być wykorzystane przez organizmy żywe.
P: Jaka część powietrza składa się z azotu?
O: Powietrze składa się w około 78% z azotu.
P: Jaką rolę odgrywa azot w organizmach żywych?
O: Azot odgrywa ważną rolę w białkach, DNA i RNA, jak również w fotosyntezie i wzroście roślin.
P: W jaki sposób azot pierwiastkowy staje się użyteczny dla życia?
O: Azot pierwiastkowy musi przejść proces zwany wiązaniem azotu, aby został przekształcony w formy przydatne do życia. W tym procesie zazwyczaj biorą udział bakterie z enzymem, który łączy N2 z wodorem (H2), tworząc amoniak (NH3).
P: W jaki sposób rośliny uzyskują niezbędną ilość azotu?
O: Rośliny uzyskują niezbędną ilość azotu z bakterii żyjących w ich korzeniach lub ze związków pobieranych z gleby przez korzenie. Wszystkie zwierzęta zaopatrują się w azot z jedzenia roślin.
P: Jakie procesy zachodzą, gdy poziom amonu jest zbyt wysoki?
O: Gdy poziom amonu jest zbyt wysoki, musi nastąpić proces zwany nitryfikacją, który polega na utlenieniu amoniaku i amonu do azotynów (NO2-), a następnie do azotanów (NO3-) przez bakterie. Wysoki poziom azotanów może powodować syndrom niebieskiego dziecka, jeżeli występuje w wodzie pitnej, oraz nadmierny wzrost glonów, jeżeli występuje w jeziorach lub basenach.
P: W jaki sposób denitryfikacja rozpoczyna cykl od nowa?
O Denitryfikacja zachodzi, gdy niektóre bakterie przekształcają azotany w gaz azotowy (N2), uwalniając w tym procesie energię, dzięki czemu cykl zaczyna się od nowa.