a nitrogén a bolygó légkörének leggyakoribb eleme. A légkör körülbelül 78% – a nitrogéngázból (N2) áll.

a nitrogén minden élet szempontjából kulcsfontosságú összetevő. Ez egy fontos része a sok sejt és folyamatok, mint például az aminosavak, fehérjék, sőt a DNS-t. Szükség van a klorofill előállítására a növényekben is, amelyet a fotoszintézisben használnak az étel elkészítéséhez.

Ezen életfolyamatok részeként a nitrogén egyik kémiai formából a másikba alakul át. A nitrogén által a légkör, a föld és az élőlények között mozgó átalakulások alkotják a nitrogén ciklust.

a nitrogén gáznemű formában (N2) nem használható a legtöbb élőlény számára. Ezt a rögzítésnek nevezett folyamaton keresztül használhatóbb formává kell átalakítani vagy “rögzíteni”. Háromféleképpen lehet rögzíteni a nitrogént, hogy hasznos legyen az élőlények számára:

• biológiailag: A nitrogéngáz (N2) a légkörből diffundál a talajba, és a baktériumfajok ezt a nitrogént ammóniumionokká alakítják (NH4+), amelyeket a növények használhatnak. A hüvelyeseket (például lóhere és csillagfürt) gyakran a gazdák termesztik, mert gyökereiken csomók vannak, amelyek nitrogénmegkötő baktériumokat tartalmaznak. (Tudjon meg többet erről a folyamatról a cikkben a lóhere szerepe.)
• villámlás útján: a villám a légköri nitrogént ammóniává és nitráttá alakítja (NO3), amely csapadékkal jut be a talajba.
• iparilag: az emberek megtanulták, hogyan alakítsák át a nitrogéngázt ammóniává (NH3 -) és nitrogénben gazdag műtrágyává a természetesen rögzített nitrogén mennyiségének kiegészítésére.

bomlás

a növények nitrogénvegyületeket vesznek fel gyökereiken keresztül. Az állatok ezeket a vegyületeket akkor kapják meg, amikor a növényeket eszik. Amikor a növények és állatok elpusztulnak, vagy amikor az állatok hulladékot választanak ki, a szerves anyagban lévő nitrogénvegyületek újra belépnek a talajba, ahol mikroorganizmusok lebontják őket, úgynevezett bomlók. Ez a bomlás ammóniát termel, amely ezután átmegy a nitrifikációs folyamaton.

nitrifikáció

nitrifikáló baktériumok a talajban az ammóniát nitritné (NO2 -), majd nitráttá (NO3 -) alakítják. Ezt a folyamatot nitrifikációnak nevezik. Az olyan vegyületeket, mint a nitrát, a nitrit, az ammónia és az ammónium, a növények a talajból felvehetik, majd növényi és állati fehérjék képződéséhez felhasználhatják.

denitrifikáció

a denitrifikáció a nitrát (NO3-) gáznemű nitrogénné (N2) történő átalakításával fejezi be a nitrogénciklust. A denitrifikáló baktériumok ennek a folyamatnak az ágensei. Ezek a baktériumok nitrátot használnak az oxigén helyett, amikor energiát kapnak, felszabadítva a nitrogéngázt a légkörbe.

nitrogénvegyületek és lehetséges környezeti hatások

a mezőgazdaság felelős lehet a műtrágyák és a nitrogénmegkötő növények termesztése révén a föld nitrogéntartalmának mintegy feléért. A megnövekedett nitrogénbevitel (a talajba) azt eredményezte, hogy sokkal több élelmiszert állítanak elő, hogy több embert tápláljanak – a “zöld forradalom” néven ismert.

a növényi keresletet meghaladó nitrogén azonban a talajból a vízfolyásokba szivároghat. A nitrogéndúsítás hozzájárul az eutrofizációhoz.

a nitrifikáció és a denitrifikáció során egy másik probléma is előfordulhat. Ha a kémiai folyamat nem fejeződik be, dinitrogén-oxid (N2O) alakulhat ki. Ez aggodalomra ad okot, mivel az N2O erős üvegházhatású gáz-hozzájárul a globális felmelegedéshez.

a környezetben található nitrogénvegyületek egyensúlya támogatja a növények életét, és nem jelent veszélyt az állatokra. Csak akkor fordul elő probléma, ha a ciklus nem kiegyensúlyozott.

Some common forms of nitrogen