Циклус душика у природи. Карактеристике азота. Улога азота у природи

Један од најчешћих хемијских елемената у околини је азот. Количина азота у атмосфери је велика - четири петине атмосфере чине овај хемијски елемент. Већина елемената је у слободној форми, у којој два атома формирају Н2 молекул. Због прилично јаке везе између атома у молекули, није могуће директно користити такво једињење.
Да би живи организми у потпуности асимилирали овај хемијски елемент, он се мора пренијети у "везано" стање. У овом стању, азот је набијени нитратни ион НО3-, у којем облику га могу апсорбовати биљке.

Циклус душика у природи је немогућ без процеса "везивања", јер се ради о раздвајању молекула Н2 који омогућава подржавање различитих животних процеса на нашој планети.

Карактеристике азота

Азот је безбојан, нетоксичан гас, који се углавном налази у природи у слободном (невезаном) стању. То је главни дио атмосфере - готово 80% је окупирано молекуларном твари. У својој молекуларној форми, азот је бескористан за живу природу - под нормалним условима, његови молекули хемијски реагују само са литијем. Међутим, важност азота у природи биосфере је тешко прецијенити. Ова супстанца је саставни део сваког, чак и најједноставнијег протеинског молекула. Али протеин је битан елемент свих живих организама.

Како је циклус

Циклус душика у природи је, у ствари, ланац затворених међусобно повезаних путева у којима азот циркулише у Земљиној биосфери. У природи, разни микроорганизми су главни снабдевач овог повезаног елемента. То је захваљујући микроскопским радницима од 90 до 140 милиона тона азотног иона иде у неопходни услов за биосферу.

Присуство азота у природи је у великој мери последица виталне активности бактерија и алги. Циклус Н ₂ у природи настаје у активностима различитих микроорганизама који извлаче азот из растављеног отпада. Један део елемента се претвара у молекуле неопходне за постојање ових микроорганизама. Други део се ослобађа у облику амонијумових јона и молекула амонијака. Различити типови бактерија претварају азот из ових супстанци у нитратни облик. Азотна једињења у облику ђубрива апсорбују биљке, а преко њих животиње. Након смрти организма, елемент у траговима се враћа у тло како би поновно циклус циклуса душика у природи. Проток азота је приказан испод.

Током циклуса, Н2 може бити укључен у неорганске седименте или ослобођен као резултат активности одређених бактерија. Поред тога, вулканске ерупције рад гејзира повећава удио ове супстанце у Земљиној атмосфери.

Употреба азота у пољопривреди

Гнојење земљишта азотним једињењима по - килограму ђубрива по хектару земље, можете повећати принос житарице за неколико процената.
У пољопривреди, у виду усева, азот се преноси у износу од 1 милион тона, док се азотна ђубрива користе у два пута мање. Упркос високој профитабилности употребе минералних ђубрива, потребе биљака у овој супстанци су вештачки покривене само 20-25%. Остатак се издваја из земље због биолошке фиксације (природних ђубрива). Даљи пораст приноса зависиће само од рационалне употребе стајњака, повећања производње минералних ђубрива и ефективне употребе "биолошког" (произведеног микроорганизмима) везаног азота.

Употреба азота у индустрији

Азот се користи у индустрији. Већина синтетизираних супстанци се односила на производњу амонијака, експлозивних система, разних боја. Користи се у производној индустрији - на пример, у преради кокса. Карактеристике азота су широко познате и узете у обзир у производњи различитих прехрамбених адитива. Течни азот је одлично расхладно средство и широко се користи за замрзавање хране. Ипак, главни начин употребе је производња минералних ђубрива.

Најпознатије бактерије које претварају азот налазе се у кртолама махунарки. Благотворна својства азота помажу побољшању плодности тла: на пољу прво сијеју лећу, грашак или грах, а биљке се преоравају у земљу. Тада се на овој локацији узгајају и друге културе које могу користити азот као природно ђубриво.

Минерална ђубрива

Али природни азот, погодан као ђубриво, није био довољан за одржавање приноса. Људи су почели да користе минерална ђубрива, укључујући и везани азот. Технологија везивања азота у индустријским размјерима открили су њемачки војни знанственици уочи Првог свјетског рата. Тада је развијена шема производње амонијака за потребе одбрамбене индустрије. Након побољшања технологије, научници су дошли до поуздане шеме за производњу фиксног азота за пољопривреду. Сада пољопривредници користе више од 80 милиона тона фиксног азота за узгајање прехрамбених култура.

Природни везани азот

Изненађујуће, одређена количина атмосферског азота је везана током олује. Блицеви се јављају много чешће него што се обично мисли. За 10 секунди око пет стотина муња бљеска у свијету. Испуштање струје загрева атмосферу око себе, азот се комбинује са кисеоником. Постоји реакција сагоревања азота, на чијем излазу се добијају различите врсте азотних једињења са кисеоником. Ово је прилично лепа форма фиксације азота, али ослобађа само око 10 милиона тона годишње.

Вештачки везани азот

Као што је већ напоменуто, главни извор азота су минерална ђубрива, која се у већини земаља света нашироко користе у пољопривреди. Спаљивање свих врста фосилних горива (угаљ, гас, нафтни деривати) такође доводи до везивања слободног азота. Поред директног сагоревања, током рада мотора и електричних генератора, јавља се и топлота која је неопходна за реакцију азота са кисеоником. Генерално, током године се производи око 20 милиона тона азота погодног за биосферу.

Закључак

Како се у природи јавља циклус азота? Шема овог покрета може бити представљена визуелно. На пример, може се замислити да је читава биосфера два међусобно повезана контејнера. Велики капацитет је присуство азота у природи углавном у хидросфери и атмосфери. Веома мали садржи азот, који је део живота. Уски пролаз повезује оба контејнера, у којима азот на овај или онај начин улази у везано стање. У природном окружењу, кроз такве пролазе душик улази у живе организме и постаје дио неживе природе након његове смрти.

За релативно кратак временски период људске активности почео да утиче на ниво Н ₂ у природном окружењу. Улога азота у природи још није у потпуности схваћена. Већ је јасно да је сваки еколошки систем способан да асимилира само одређену количину ове супстанце. Вишак азота у било којем екосистему доводи до прекомјерног раста биљака, загађења ријека и водних тијела. Овај проблем се назива еутрофикација - загађење алги. Када дође до овог проблема, алге потамне резервоар, истискујући из њега конкурентне облике живота. Након смрти велике количине алги биће потребно сав кисеоник који се налази у води, тако да се остаци биљака могу распасти. Рибе, ракови и друге животиње остављају водена тијела која су сиромашна кисиком. Вода постаје мочварна и за неколико година прекрива се блатом. Језеро или рибњак претвара се у мртву мочвару.

Даљње проучавање циклуса азота у природи помоћи ће у спречавању посљедица таквих проблема и одржавању равнотеже између људских активности и природних екосистема.