Биосфералық процестер. Табиғатта азот циклы

Атомдық жеті саны бар химиялық элемент N (Nitrogenium) белгісімен белгіленеді. Оның есімі - «ұрығы» - көне грек тілінен «жансыз» деп аударылған. Бұл термин, оның пайда болу теорияларының біріне сәйкес, 1787 жылы Антуан Лавоизиердің алдыңғы «соққыға», «бүлінген» және «мифитикалық» ауаның орнына ұсынған. Сол кезден бастап, Лавоизиер жұмысында белсене қатысқан француз ғалымдарының тобы химиялық номенклатураның қағидаларын жасаумен айналысты. Сол кезде азоттың қасиеті жануды да, тыныс алуды да қолдаған жоқ.

Басқа нұсқаға сай, «азот» сөзі Лавиазер мен оның әріптестері ойлап тапқан жоқ. Ол алхимиялық әдебиетте Орта ғасырдың басында «металдардың бастапқы заты» деп аталуы үшін табылған және ол «альфа және омега» қасиеттерінің бәріне де жатқызылды.

Табиғатта азот қарапайым зат ретінде N2 формуласы болуы мүмкін, бұл дәмі, түсі мен иісі жоқ өте инертті газ . Жер атмосферасының төрттен үш бөлігі азоттан тұрады. Бұл элемент өсімдіктер мен жануарлардың маңызды рөлін атқарады. Белоктар құрамында оның үлесі салмағы бойынша 16-18% құрайды. Сондай-ақ, ол нуклеин қышқылдарының, нуклеопротеиндердің, аминқышқылдардың, хлорофиллдің, гемоглобиннің құрылымына енеді. Тірі жасушаларда атом саны бойынша азот шамамен 2%, ал бұқаралық фракцияда бұл көрсеткіш 2,5% -ға дейін артады. Органикалық химияның негізгі элементтері - сутегі, көміртегі және оттегінен кейін N элементі төртінші орынды алады.

Негізінде табиғатта азот циклі ауадағы химиялық реакцияларға негізделген. Олардың ішінде тотығу басым. Биосферадағы химиялық өзара әрекеттесулер азоттың өзара әрекеттестігі арасында маңызды рөл атқарады. Табиғаттағы N2 басты орны - атмосфера. Өсімдіктер маңызды рөл атқарады, шын мәнінде олар табиғатта азот циклын бастайды. Біздің планетамыздың көкөніс әлемі ақуыз синтезінің функциясын орындайды. Материалдар ретінде топырақта нитраттар қолданылады. Табиғи нитраттардың көзі - атмосфералық азот және аммоний тұздары. Өсімдіктерді ассимиляциялау үшін қол жетімді қарапайым заттың түрге айналу механизмі азот байланыстырады.

Азот байланыстырудың екі механизмі бар. Бірінші нұсқада найзағай кезінде азот оксидтерінің белгілі бір саны қалыптасады. Суда сұйылту, азот қышқылының пайда болуына түрткі болады, бұл нитраттың топырақта пайда болуына әсер етеді. Екінші нұсқада аммиак пайда болады. Ол бактерияларды нитраттармен өңдейді, әдетте олар түйнек өсімдіктерінің тамыр тораптарында орналасқан. Дегенмен бұл механизм нитрификация деп аталады.

Зауыттың қайтыс болуы аммоний қосылыстарының пайда болуына әкеледі. Бактериялар оларға жұмыс істейді, оларды атмосфераға қайтаратын нитраттар мен азоттарға айналдырады. Азотты түзету, нитраттау және азотсыздандыру табиғатта азот циклын жүзеге асыратын күрделі механизмнің құрамдас бөліктері болып табылады. Бұл процестің схемасы - азотты түзету және оның денитрификациясы арасындағы айырмашылық бар.

Азоттың бекітілу процесі өсімдіктердің ауадан азот қосылыстарын метаболиздеген кезде, көптеген бактериялар мен цианобактериялар қатысады. Азотты бекіту өнімдері аммиак, нитраттар немесе нитриттер болып табылады.

Табиғаттағы азоттың циклдары нитрификацияға көшу арқылы келесі қадамды бекітеді. Қазір аммиак нитраттар мен нитриттерге өтеді. Денитификациация барысында табиғатта азот циклы аяқталады, нитраттар азотқа ыдырайтын болады. Процестерге белсенді қатысуды псевдомоналар, пішінді бактериялар және басқа микроорганизмдер қабылдайды.

Денитификация барысында бірнеше аралық өнім пайда болуы мүмкін. Олардың ішіндегі ең маңыздысы - азот тотығы, бұл тұрақты парниктік газ.

Тақырыпты кеңейте отырып, ассимиляция мен минералдану ұғымдарының мәнін түсіну керек. Ассимиляция органикалық емес азоттың органикалық түріне көшу процесі болып табылады. Минерализациялау арқылы органикалық азотты бейорганикалық қосылыстарға айналдыру көзделеді. Антагонисттерді ассимиляциялау және минералдану табиғатта азот циклы бар заттардың өзгеруінің маңызды нысаны болып табылады.

Осы тақырып бойынша баяндаманың тұсаукесері кестелер мен кестелерді пайдалана отырып, ең табысты орындалады.