Оглавление
- 1 Азотный цикл
- 1.1 Азотный цикл
- 1.2 Фиксация азота
- 1.3 Ассимиляция
- 1.4 Аммонификация
- 1.5 Нитрификация
- 1.6 Денитрификация
- 1.7 Классическое представление азотного цикла
- 1.8 Непохожее восстановление нитратов до аммония
- 1.9 Анаэробное окисление аммиака
- 1.10 Химическая реакция АНАММОКС
- 1.11 Другие процессы в экосистемах
- 1.12 Морской азотный цикл
- 1.13 Распределение питательных веществ в океане
- 1.14 Новый и регенерированный азот
- 1.15 Будущее подкисление
- 1.16 Влияние человека на круговорот азота
- 1.17 Влияние на атмосферу
- 1.18 Влияние на экосистемы
- 1.19 Влияние азотных удобрений на экосистемы
- 1.20 Уменьшение биоразнообразия
- 1.21 Последствия изменения азотного цикла человеком
- 1.22 Воздействие на водные экосистемы
- 1.23 Воздействие на здоровье человека
- 1.24 Воздействие на качество воздуха
- 1.25 Полный текст статьи:
- 2 Азотный цикл
Азотный цикл
-
Азотный цикл
- Биогеохимический цикл, в котором азот преобразуется в различные химические формы.
- Включает фиксацию, аммонификацию, нитрификацию и денитрификацию.
- Большая часть атмосферы Земли состоит из атмосферного азота.
-
Фиксация азота
- Превращение газообразного азота в нитраты и нитриты.
- Осуществляется бактериями, такими как диазотрофы и симбиотические бактерии.
- Промышленное производство азота также важно.
-
Ассимиляция
- Растения поглощают нитраты и аммоний из почвы.
- Ассимиляция аммиака не требуется для растений, использующих ризобии.
- Гетеротрофы могут использовать различные источники азота.
-
Аммонификация
- Преобразование органического азота в аммоний.
- Осуществляется бактериями и грибками.
-
Нитрификация
- Превращение аммония в нитраты.
- Осуществляется почвенными бактериями.
- Нитраты могут попадать в грунтовые воды, вызывая проблемы.
-
Денитрификация
- Восстановление нитратов в газообразный азот.
- Осуществляется анаэробными бактериями.
- Денитрифицирующие бактерии производят инертный азот.
-
Классическое представление азотного цикла
- Бактерии играют ключевую роль в круговороте азота.
- Бактерии обеспечивают различные формы азотистых соединений.
-
Непохожее восстановление нитратов до аммония
- Анаэробный процесс дыхания, превращающий нитраты в нитриты и аммоний.
- Конкуренция между денитрифицирующими и аммонифицирующими бактериями.
-
Анаэробное окисление аммиака
- Процесс, в котором аммиак и нитрит превращаются в азот и воду.
- Основной процесс конверсии азота в океанах.
-
Химическая реакция АНАММОКС
- Экзергонная реакция, выделяющая энергию
- Ион аммония включает молекулу аммиака и сопряженное основание
-
Другие процессы в экосистемах
- Азотфиксация является основным источником азота для растений
- Разрушение коренных пород также служит источником азота
- Восстановление нитратов в бескислородных условиях
-
Морской азотный цикл
- Азот поступает в воду с осадками, стоками или из атмосферы
- Фитопланктон нуждается в азоте для синтеза органического вещества
- Аммиак и мочевина выделяются из планктона
- Бактерии превращают аммиак в нитриты и нитраты
- Нитраты могут быть возвращены в эвфотическую зону
-
Распределение питательных веществ в океане
- Зоны апвеллинга обеспечивают поступление азота
- Прибрежные зоны получают азот из стока
- Содержание нитратов снижается в приповерхностных водах
-
Новый и регенерированный азот
- Новый азот поступает извне продуктивного слоя
- Регенерированный азот образуется из органического вещества
- Новое производство важно для устойчивого вылова рыбы
-
Будущее подкисление
- Углекислый газ поглощается океаном, снижая рН
- Снижение рН усиливает фиксацию азота диазотрофами
- Снижение нитрификации и денитрификации может привести к эвтрофикации
-
Влияние человека на круговорот азота
- Люди увеличили перевод азота в биологически доступные формы
- Антропогенные изменения наиболее интенсивны в развитых странах и Азии
- Производство Nr увеличилось более чем в 10 раз
-
Влияние на атмосферу
- Уровень закиси азота повышается из-за удобрений и сжигания биомассы
- N2O является парниковым газом и разрушает озон
- Содержание аммиака в атмосфере утроилось, вызывая кислотные дожди
-
Влияние на экосистемы
- Аммиак и оксиды азота изменяют химический состав атмосферы
- Они способствуют образованию смога и кислотных дождей
- Повреждают растения и увеличивают поступление азота в экосистемы
-
Влияние азотных удобрений на экосистемы
- Азотные удобрения могут усиливать экосистемные процессы.
- Антропогенное воздействие может привести к насыщению азотом, что снижает продуктивность и наносит ущерб здоровью растений, животных, рыб и людей.
-
Уменьшение биоразнообразия
- Более высокая доступность азота приводит к увеличению количества требующих азота трав.
- Это приводит к деградации бедных азотом и разнообразных по видам пустошей.
-
Последствия изменения азотного цикла человеком
- Повышение уровня осаждения азота оказывает неблагоприятные последствия на наземные и водные экосистемы.
- Азотные газы и аэрозоли токсичны для растений, изменяют видовой состав и круговорот азота.
- Аммиак и аммоний токсичны для чувствительных видов растений.
- Подкисление почвы увеличивает выщелачивание катионов и количество алюминия, уменьшает нитрификацию и увеличивает растительный мусор.
- Экосистемы становятся менее устойчивыми к экологическим стрессам.
-
Воздействие на водные экосистемы
- Подкисление воды, эвтрофикация и токсичность для животных.
- Эвтрофикация приводит к снижению уровня кислорода и гибели водной фауны.
- Аммиак токсичен для рыб, необходим контроль уровня аммиака в сточных водах.
-
Воздействие на здоровье человека
- Накопление нитратов в питьевой воде вредно для здоровья.
- Чрезмерное использование азотных удобрений загрязняет подземные и поверхностные воды.
- Нитраты могут вызывать рак при попадании в организм.
-
Воздействие на качество воздуха
- Деятельность человека изменила глобальный азотный цикл, вызвав образование азотистых газов.
- Сельскохозяйственные и промышленные источники выбрасывают аммиак, оксиды азота и закись азота.
- Эти газы вызывают образование смога, твердых частиц и аэрозолей, вредных для здоровья человека.