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        氮元素在自然界中的循環(huán)

        時(shí)間:2022-01-30 理論教育 版權(quán)反饋
        【摘要】:氮元素是丹尼爾·盧瑟福在1772年首先發(fā)現(xiàn)的。把空氣中無法被植物和動(dòng)物利用的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可以利用的形式,這一過程稱為空氣中氮的“固定”。細(xì)菌系統(tǒng)的固氮作用是地球上最主要的固氮途徑?;铙w動(dòng)物排出的糞便和尿液含有尿素、肌酐、尿酸和氨等含氮化合物,它們是氮元素經(jīng)由動(dòng)物返回自然界的主要形式。氮元素就這樣以不同的形式在自然界生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán),生生不息。

        人體從大自然借用一些東西,使用一段時(shí)間后,再全部歸還大自然。

        氮元素是丹尼爾·盧瑟福在1772年首先發(fā)現(xiàn)的。它是空氣中含量最多的成分,也是食物、肥料和炸藥的重要成分。

        空氣中氮?dú)猓∟2)的含量超過78%(體積分?jǐn)?shù))。但植物或動(dòng)物均不能直接利用氮?dú)?。氮?dú)獗仨毾绒D(zhuǎn)化為硝酸鹽3NO+)或銨(4NH+)等形式之后,才能被植物或動(dòng)物利用。把空氣中無法被植物和動(dòng)物利用的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可以利用的形式,這一過程稱為空氣中氮的“固定”。至少有4種途徑可以固定空氣中的氮:細(xì)菌系統(tǒng),一些細(xì)菌具有固氮能力,如豆科植物根瘤中生長(zhǎng)的根瘤菌能為寄生植物提供氮。細(xì)菌系統(tǒng)的固氮作用是地球上最主要的固氮途徑。施用硝態(tài)氮化肥,工業(yè)上用氮?dú)猓∟2)與氫氣(H2)反應(yīng)生成氨(NH3)肥(游離態(tài)時(shí)稱為銨),是目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍施用的化肥。燃燒,如汽車、火力發(fā)電廠等會(huì)產(chǎn)生氧氮化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等,這些化合物在空氣中能轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,隨著降雨沉降到地面。閃電,閃電可使N2和O2化合形成一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等。

        銨態(tài)氮(4NH+)和硝態(tài)氮(3NO+)是植物吸收利用氮的兩種主要形式。在植物體內(nèi),它們被用來合成蛋白質(zhì)氨基酸)和核酸(堿基)。動(dòng)物無法直接利用銨態(tài)氮或硝態(tài)氮,只能利用植物中的蛋白質(zhì)(氨基酸)和核酸(堿基),其中蛋白質(zhì)(氨基酸)是人和大多數(shù)動(dòng)物吸收利用氮的主要形式。活體動(dòng)物排出的糞便和尿液含有尿素、肌酐、尿酸和氨等含氮化合物,它們是氮元素經(jīng)由動(dòng)物返回自然界的主要形式。動(dòng)、植物死亡后,殘?bào)w被微生物分解,氮又以氨(或銨)的形式回到土壤和水中。人的尸體火化燃燒時(shí),所含氮以一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)等形式釋放于空氣中。氮元素就這樣以不同的形式(各種含氮化合物)在自然界生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)(稱為氮循環(huán)),生生不息。

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