Биосферен процеси. Азотният цикъл в природата

Химически елемент с атомно число седем е обозначен със символа N (азот). Името му е "zot" - от древна гръцка тя се превежда като "безжизнена". Този термин, според една от теориите за неговото възникване, е предложен от Антоан Лавоазие през 1787 г., вместо предшествания "блъскан", "разглезен" и "мефитен" въздух. Тогава група от френски учени, в чиято работа Лавоазие участва активно, работи върху принципите на химическата номенклатура. Вече бе забелязано, че собствеността на азота не подкрепя нито изгарянето, нито дишането.

Според друга версия думата "азот" не изобретен от Лавоазие и колегите му. Тя се появява повече в алхимичната литература в зората на Средновековието, за да опише така наречения "първичен метал материал", и тя се отдава на нито повече, нито по-малко, и собственост "алфа и омега" на всички неща.

В природата азотът може да се съдържа като просто вещество с формула N2, което е достатъчно инертен газ без вкус, цвят и мирис. Три четвърти от земната атмосфера се състои от азот. Този елемент играе много важна роля в съществуването на растения и животни. В състава на протеините неговият процент е 16-18% тегловни. Той също така влиза в структурата на нуклеиновите киселини, нуклеопротеините, аминокиселините, хлорофила, хемоглобина. В живите клетки, по отношение на броя на атомите, азотът заема около 2%, а в масовата фракция този индекс се увеличава до 2,5%. Елемент N заема четвъртото място по важност след основните елементи на органичната химия - водород, въглерод и кислород.

По принцип азотният цикъл в природата се основава на химични реакции във въздуха. Сред тях преобладава окисляването. Химичните взаимодействия в биосферата също играят важна роля сред взаимодействията на азота. Основното място N2 в природата е атмосферата. И растенията играят важна роля, всъщност те започват цикъл на азот в природата. Растителният свят на нашата планета изпълнява функцията на протеинов синтез. Като материали се използват нитрати, които са в почвата. Източникът на естествени нитрати е атмосферен азот и амониеви соли. Самият механизъм на трансформация на проста субстанция във форма, която е достъпна за асимилация от растения, се нарича азотно свързване.

Съществуват два механизма за свързване на азот. В първия вариант, по време на мълния изхвърля определено количество азотни оксиди. Разреждайки се във вода, те провокират появата на азотна киселина, която дава тласък за появата на нитрати в почвата. Във втория вариант се образува амоняк. Тя се преработва от бактериите в нитрати, обикновено се намират в кореновите възли на грудкови растения. Друг механизъм се нарича нитрификация.

Смъртта на растението води до образуването на амониеви съединения. Бактериите работят върху тях, превръщайки ги в нитрати и азот, връщайки се в атмосферата. Фиксирането, нитрификацията и денитрификацията на азота са съставни части на сложен механизъм, който осъществява азотния цикъл в природата. Схемата на този процес е, че съществува обмен между фиксирането на азота и неговото денитрификация.

Задържането на азот се случва, когато растенията се смилат азотни съединения от въздуха, в този процес участват много бактерии и цианобактерии. Продуктите от фиксиращия азот са амоняк, нитрати или нитрити.

Цикълът на азота в природата с прехода към нитрификация е следващата стъпка от фиксирането. Сега амонякът преминава в нитрати и нитрити. По време на денитрификацията цикълът на азота в природата завършва, като нитратите се разлагат на азот. Псевдомони, пръчковидни бактерии и други микроорганизми участват активно в процеса.

По време на денитрификацията могат да се появят няколко междинни продукти. Най-важният от тях е азотен оксид, той е устойчив парников газ.

Разширяването на темата е целесъобразно да се разбере значението на понятията за асимилация и минерализация. Асимилацията е процесът на преход на неорганичен азот в неговата органична форма. Под минерализация се разбира превръщането на органичния азот в неорганично съединение. Асимилацията на антагонистите и минерализацията са важна форма на трансформация на веществата, при които в природата има цикъл на азот.

Представянето на доклада по тази тема се извършва най-успешно с помощта на таблици и графики.