Mọi người đều cần nitơ, nhưng đối với các nguyên tố duy trì sự sống, không thể thương lượng được thì rất khó. Các sinh vật cần nitơ để các tế bào của chúng hoạt động và hơn nữa, chúng ta hầu như đang chìm đắm trong những thứ đó vì bầu khí quyển của chúng ta được tạo thành từ 78% khí nitơ. Tuy nhiên, có một nhược điểm: Đó là một " nước , nước ở khắp mọi nơi, nhưng không một giọt để uống" tình hình.
Mặc dù về cơ bản, nitơ ẩn náu ở khắp mọi nơi, nhưng nó không quá nhiều trong vỏ Trái đất , và rất khó để các sinh vật có thể thu giữ nitơ trong khí quyển và sử dụng nó cho mục đích của chúng. Nó giống như có một túi krónur của Iceland ở Minneapolis, nơi bạn không thể tiêu nó.
Tiến sĩ Jessie Motes cho biết: “Nitơ là một phần chính của axit amin, là thành phần cấu tạo của protein và axit nucleic như DNA. ứng cử viên của Trường Sinh thái Odum tại Đại học Georgia, trong một email. "Ngoài nhu cầu nitơ cho protein trong thực vật, nó là thành phần chính của chất diệp lục, là thành phần quan trọng đối với quá trình quang hợp."
Chu trình nitơ
Vì nitơ là một nguồn tài nguyên có hạn trên hành tinh này, một nguyên tử nitơ không mất nhiều thời gian để làm gì khi nó ở dạng mà các sinh vật sống có thể sử dụng - các nhà khoa học gọi nitơ này là "cố định". Nitơ cố định được thực vật hấp thụ, được động vật ăn, động vật khác ăn chết và phân hủy và giải phóng nitơ trở lại hệ sinh thái để vi khuẩn hoặc thực vật hoạt động. Đây là chu kỳ của một nguyên tử nitơ trên Trái đất, và hành trình của nó bắt đầu rất lặng lẽ hoặc bằng một tiếng nổ lớn.
Bước 1: Cố định nitơ
Bạn có tin hay không, sét và vi khuẩn chịu trách nhiệm chính trong việc biến nitơ trong khí quyển thành nitơ mà các sinh vật sống có thể sử dụng. Nitơ trong khí quyển (N2) rất ổn định, vì vậy cần một lượng năng lượng đáng kinh ngạc để chuyển nó sang một dạng khác. Nếu bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao cây cối ngoài trời của bạn có vẻ hạnh phúc hơn sau một cơn mưa so với khi bạn bật vòi phun nước vào chúng, thì có một lý do cho điều đó: Sét điện khí nitơ trong khí quyển (N2) và nước (H2O) để cấu hình lại chúng thành amoniac ( NH3) và các muối nitrat (NO3). Điều này rơi xuống đất dưới dạng mưa, nơi thực vật hấp thụ nó và sử dụng nó cho các quá trình sinh học của chúng.
Ở đầu kia của quang phổ, cách phổ biến nhất mà nitơ được tạo ra cho sinh vật là khi nitơ trong khí quyển được cố định bởi vi khuẩn, một số trong số chúng sống tự do trong đất và một số khác có mối quan hệ cộng sinh với một số loài thực vật nhất định. Các loại đậu như đậu Hà Lan, cỏ ba lá và đậu phộng có ít nốt sần trên rễ thu hút vi khuẩn chuyển đổi nitơ trong khí quyển cứng đầu thành amoniac hoặc amoni, sau đó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cây trồng.
Bước 2: Nitrat hóa
Amoniac trong đất có thể được thực vật sử dụng trực tiếp, nhưng đó cũng là bước đầu tiên của quá trình nitrat hóa, qua đó vi khuẩn chuyên biệt và vi khuẩn cổ chuyển hóa amoniac thành nitrit (NO2), sau đó chuyển nó sang một nhóm sinh vật nhân sơ hoàn toàn khác. tiếp tục oxy hóa nitrit thành nitrat (NO3-). Quá trình này diễn ra chậm, nhưng đó là cách mà nitơ được xây dựng như một chất dinh dưỡng trong đất và môi trường nước và biển - chẳng hạn như thực vật trên cạn có thể hấp thụ amoni và nitrat qua lông rễ của chúng. Các sinh vật chuyên nitrat hóa cũng rất quan trọng trong việc xử lý nước thải đô thị.
Bước 3: Đạn hóa
Mọi thứ sống cuối cùng cũng chết đi, và nitơ mà một sinh vật cụ thể đang sử dụng khi nó uốn cong sẽ bị vi khuẩn xử lý để biến xác chết giàu nitơ thành amoni, có thể được thực vật thu hồi và sử dụng lại.
Bước 4: Khử nitrat hóa
Có thể chuyển đổi nitơ khả dụng sinh học thành nitơ khí quyển một lần nữa, và quá trình đó được gọi là quá trình khử nitơ. Quá trình nitrat hóa được thực hiện bởi vi khuẩn và vi khuẩn cổ có thể chịu được oxy - không phải tất cả các sinh vật nhân sơ đều có thể. Trong trường hợp khử nitơ, một số vi khuẩn kỵ khí không cần oxy sẽ chuyển nitrat thành khí nitơ, bay lên bầu khí quyển và khó phát hiện cho đến khi một số tia chớp hoặc một loại vi khuẩn cố định nitơ xảo quyệt xuất hiện và cuốn nó vào chu trình nitơ. lần nữa.
Con người và Chu trình Nitơ
Motes nói: “Giống như hầu hết các quá trình tự nhiên, các hoạt động của con người đang phá vỡ chu trình nitơ thông qua sự lắng đọng nitơ. "Quá nhiều nitơ có thể dẫn đến tăng phát thải khí nhà kính nitơ oxit, cũng như hiện tượng phú dưỡng, là ô nhiễm nitơ của các nguồn nước."
Bây giờ điều đó thật thú vị
Một số nitơ được cố định thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.
