Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Декабря 2011 в 13:19, реферат
Азот — одно из самых распространенных веществ в биосфере, узкой оболочке Земли, где поддерживается жизнь. Так, почти 80% воздуха, которым мы дышим, состоит из этого элемента. Основная часть атмосферного азота находится в свободной, при которой два атома азота соединены вместе, образуя молекулу азота — N2.
КРУГОВОРОТ АЗОТА
Азот — одно из самых распространенных веществ в биосфере, узкой оболочке Земли, где поддерживается жизнь. Так, почти 80% воздуха, которым мы дышим, состоит из этого элемента. Основная часть атмосферного азота находится в свободной, при которой два атома азота соединены вместе, образуя молекулу азота — N2. Из-за того, что связи между двумя атомами очень прочные, живые организмы не способны напрямую использовать молекулярный азот — его сначала необходимо перевести в «связанное» состояние. В процессе связывания молекулы азота расщепляются, давая возможность отдельным атомам азота участвовать в химических реакциях с другими атомами, например с кислородом, и таким образом мешая им вновь объединиться в молекулу азота. Связь между атомами азота и другими атомами достаточно слабая, что позволяет живым организмам усваивать атомы азота. Поэтому связывание азота — чрезвычайно важная часть жизненных процессов на нашей планете.
Круговорот азота представляет собой ряд замкнутых взаимосвязанных путей, по которым азот циркулирует в земной биосфере. Рассмотрим сначала процесс разложения органических веществ в почве. Различные микроорганизмы извлекают азот из разлагающихся материалов и переводят его в молекулы, необходимые им для обмена веществ. При этом оставшийся азот высвобождается в виде аммиака (NH3) или ионов аммония (NH4+). Затем другие микроорганизмы связывают этот азот, переводя его обычно в форму нитратов (NO3–). Поступая в растения (и в конечном счете попадая в организмы живых существ), этот азот участвует в образовании биологических молекул. После гибели организма азот возвращается в почву, и цикл начинается снова. Во время этого цикла возможны как потери азота — когда он включается в состав отложений или высвобождается в процессе жизнедеятельности некоторых бактерий (так называемых денитрифицирующих бактерий), — так и компенсация этих потерь за счет извержения вулканов и других видов геологической активности.
Главный поставщик связанного азота в природе — бактерии: благодаря им связывается приблизительно от 90 до 140 миллионов тонн азота. Самые известные бактерии, связывающие азот, находятся в клубеньках бобовых растений. На их использовании основан традиционный метод повышения плодородия почвы: на поле сначала выращивают горох или другие бобовые культуры, потом их запахивают в землю, и накопленный в их клубеньках связанный азот переходит в почву. Затем поле засевают другими культурами, которые этот азот уже могут использовать для своего роста.
Некоторое количество азота переводится в связанное состояние во время грозы.. Электрический разряд нагревает атмосферу вокруг себя, азот соединяется с кислородом (происходит реакция горения) с образованием различных оксидов азота. И хотя это довольно зрелищная форма связывания, она охватывает только 10 миллионов тонн азота в год.
Таким
образом, в результате естественных
природных процессов связывается от 100
до 150 миллионов тонн азота год. В ходе человеческой
деятельности тоже происходит связывание
азота и перенос его в биосферу (например,
все то же засевание полей бобовыми культурами
приводит ежегодно к образованию 40 миллионов
тонн связанного азота). Более того, при
сгорании ископаемого топлива в электрогенераторах
и в двигателях внутреннего сгорания происходит
разогрев воздуха, как и в случае с разрядом
молнии. Но больше всего связанного азота
человек производит в виде минеральных
удобрений. Как это часто бывает с достижениями
технического прогресса, технологией
связывания азота в промышленных масштабах
мы обязаны военным. В Германии перед Первой
мировой войной был разработан способ
получения аммиака (одна из форм связанного
азота) для нужд военной промышленности.
Недостаток азота часто сдерживает рост
растений, и фермеры для повышения урожайности
покупают искусственно связанный азот
в виде минеральных удобрений.. Каковы
будут последствия вмешательства человека
в круговоротазота? Каждая экосистема
способна усвоить определенное количество
азота, и в последствия этого в целом благоприятны —
растения станут расти быстрее. Однако
при насыщении экосистемы азот начнет
вымываться в реки. Эвтрофикация (загрязнение
водоемов водорослями) озер — пожалуй,
самая неприятная экологическая проблема,
связанная с азотом. Азот удобряет озерные
водоросли, и они разрастаются, вытесняя
все другие формы жизни в этом озере, поскольку,
когда водоросли погибают, на их разложение
расходуется почти весь растворенный
в воде кислород.
КРУГОВОРОТ АЗОТА
Литература