Κύκλος του αζώτου
Ο κύκλος του αζώτου είναι ο τρόπος με τον οποίο το άζωτο στη φύση μετατρέπεται σε πολλές διαφορετικές μορφές που χρησιμοποιούνται από τους ζωντανούς οργανισμούς.
Ο αέρας αποτελείται κατά 78% από άζωτο. Οι χημικές ουσίες αζώτου είναι απαραίτητες για τη ζωή. Το άζωτο είναι απαραίτητο μέρος των πρωτεϊνών, του DNA και του RNA. Στα φυτά, το άζωτο είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη. Ωστόσο, τα έμβια όντα δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν το στοιχειακό άζωτο του αέρα για αυτά τα πράγματα. Η δέσμευση του αζώτου είναι απαραίτητη για να μετατραπεί το άζωτο του αέρα (N2) σε μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τη ζωή. Η δέσμευση του αζώτου γίνεται κυρίως από μικροοργανισμούς που ονομάζονται βακτήρια. Αυτά τα βακτήρια διαθέτουν ένα ένζυμο που συνδυάζει το Ν2 με αέριο υδρογόνο (Η2) για να παράγει αμμωνία (ΝΗ3).
Ορισμένα από αυτά τα βακτήρια ζουν στις ρίζες των φυτών (κυρίως των ψυχανθών). Σε αυτές τις ρίζες, παράγουν αμμωνία για το φυτό και το φυτό τους δίνει υδατάνθρακες. Άλλα φυτά παίρνουν ενώσεις αζώτου από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Όλο το άζωτο στα ζώα προέρχεται από την κατανάλωση φυτών.
Το αμμώνιο (NH4) στο έδαφος παράγεται από αζωτοδεσμευτικά βακτήρια και αποικοδομητές, βακτήρια και μύκητες που διασπούν τη νεκρή ζωή στα μέρη της. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αμμωνοποίηση. Το αμμώνιο έχει θετικό φορτίο. Συνδέεται εύκολα με τον άργιλο και το χούμο στο έδαφος. Η αμμωνία και το αμμώνιο είναι δηλητηριώδη για τα ψάρια και άλλα ζώα. Τα λύματα και άλλα λύματα μετριούνται τακτικά εξαιτίας αυτού. Εάν τα επίπεδα αμμωνίας είναι πολύ υψηλά, πρέπει να γίνει νιτροποίηση.
Η νιτροποίηση είναι η οξείδωση της αμμωνίας και του αμμωνίου σε νιτρώδη (NO2-) και στη συνέχεια σε νιτρικά ( NO3-) από βακτήρια. Επειδή τα νιτρώδη και τα νιτρικά έχουν αρνητικό φορτίο δεν συνδέονται εύκολα με το έδαφος και ξεπλένονται από το έδαφος κατά τη διάρκεια της βροχής και της άρδευσης. Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών στο πόσιμο νερό είναι επιβλαβή για τα μωρά και μπορεί να προκαλέσουν το σύνδρομο του μπλε μωρού. Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών μπορεί επίσης να προκαλέσουν υπερβολική ανάπτυξη άλγης σε λίμνες και πισίνες. Αυτός ο ευτροφισμός μπορεί να είναι επιβλαβής για τα ψάρια και άλλα ζώα του νερού. Η χρήση λιπασμάτων ελέγχεται εξαιτίας αυτού του γεγονότος.
Όταν δεν υπάρχει οξυγόνο, ορισμένα βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά σε αέριο άζωτο (N2) για να αντλήσουν ενέργεια. Έτσι ο κύκλος του αζώτου ξεκινά από την αρχή. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται απονιτροποίηση.
Κύκλος του αζώτου
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι ο κύκλος του αζώτου;
A: Ο κύκλος του αζώτου είναι η διαδικασία με την οποία το άζωτο στη φύση μετατρέπεται σε διάφορες μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τους ζωντανούς οργανισμούς.
Ερ: Πόσο μέρος του αέρα αποτελείται από άζωτο;
A: Ο αέρας αποτελείται από περίπου 78% άζωτο.
Ερ: Τι ρόλο παίζει το άζωτο στα έμβια όντα;
Α: Το άζωτο παίζει σημαντικό ρόλο στις πρωτεΐνες, το DNA και το RNA, καθώς και στη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη των φυτών.
Ερ: Πώς το στοιχειακό άζωτο γίνεται αξιοποιήσιμο για τη ζωή;
Α: Το στοιχειακό άζωτο πρέπει να υποστεί μια διαδικασία που ονομάζεται αζωτοδέσμευση για να μετατραπεί σε μορφές που είναι χρήσιμες για τη ζωή. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει συνήθως βακτήρια με ένα ένζυμο που συνδυάζει το Ν2 με αέριο υδρογόνο (Η2) για να παράγει αμμωνία (ΝΗ3).
Ερ: Πώς τα φυτά λαμβάνουν την απαραίτητη ποσότητα αζώτου;
Α: Τα φυτά λαμβάνουν την απαραίτητη παροχή αζώτου είτε από βακτήρια που ζουν στις ρίζες τους είτε από ενώσεις που λαμβάνονται από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Όλα τα ζώα προμηθεύονται νιτρογόνο από την κατανάλωση φυτών.
Ερ: Ποιες διεργασίες λαμβάνουν χώρα όταν τα επίπεδα αμμωνίου είναι πολύ υψηλά;
Α: Όταν τα επίπεδα αμμωνίου είναι πολύ υψηλά, πρέπει να λάβει χώρα μια διαδικασία που ονομάζεται νιτροποίηση, η οποία περιλαμβάνει την οξείδωση της αμμωνίας και του αμμωνίου σε νιτρώδη (ΝΟ2-) και στη συνέχεια σε νιτρικά ( ΝΟ3-) από βακτήρια. Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών μπορεί να προκαλέσουν το σύνδρομο του μπλε μωρού αν υπάρχουν στο πόσιμο νερό και υπερβολική ανάπτυξη άλγης αν υπάρχουν σε λίμνες ή πισίνες.
Ερ: Πώς η απονιτροποίηση ξεκινά τον κύκλο από την αρχή;
Α Η απονιτροποίηση συμβαίνει όταν ορισμένα βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά σε αέριο άζωτο (N2), απελευθερώνοντας ενέργεια κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ξεκινώντας έτσι τον κύκλο από την αρχή.
