2009 01 022324

<A W wLaoo. $ i l

ISBN 97UU4M5J240. C by W PW ZOirt

15.3. Procesy mikrobiologiczne — biogeochemiczny cykl azotu    423

7. powyższych przyczyn produkcja amoniaku stanowi ważny problem światowej ekonomii związanej z energią.

W biologicznym wiązaniu azotu mogą brać udział bakterie z rodzaju Rhizobium. które żyją w symbiotycznej zależności z brodawkami występującymi na korzeniach konkretnych gatunków roślin, takich jak rośliny motylkowe i olchy. Organizmy te są zdolne do katalizowania przekształcenia atmosferycznego diazotu w związki organiczne przyswajalne przez rośliny. Ponadto stwierdzono obecność przynajmniej 15 rodzajów niesymbiolycznych, wolno żyjących mikroorganizmów, takich jak Spirilhim lipnferum, które są zdolne do wiązania przynajmniej 1(X) kg • ha^-1 • a^-1 azotu. Oszacowano, że w sumie wiązane jest przez glebę na drodze biologicznej 1.5 • 10* t • a^-1 azotu.

Wiązanie biologiczne może również przebiegać dzięki mikroorganizmom żyjącym w morzu, łącznie z rozmaitymi rodzajami niebieskozielonych glonów. Azobacter i C/o-siridium. w ilości oszacowanej na 1 • 10⁷ t a

W sumie około 2.3 • 10⁸ t • a ¹ azotu jest przenoszone z atmosfery do innych elementów środowiska w wyniku reakcji jego wiązania; a około 25% tej ilości wynika z działalności człowieka.

Denitryfikacja

Podstawowym czynnikiem równoważącym, prowadzącym do powrotu azotu z lądu i wody do atmosfery, jest denitryfikacja. Reakcje denitryfikacji zachodzą najczęściej w nieruchomej masie słodkiej wody i w głębokiej, obfitującej w substancje organiczne wodzie morskiej. W znacznym stpniu mogą one również przebiegać w glebie w warunkach anacrobowych. Istnieje wiele typów reakcji denitryfikacji. Jednym z nich jest redukcja azotanów!V) do gazowego azotu, reakcja opisana już wcześniej, gdy przedstawialiśmy, w jaki sposób azotany! V) działają jako akceptory elektronów w reakcji utleniania materii organicznej. Proces ten zachodzi w kilku etapach, a jego produktami pośrednimi są azotany(III) i tlenek azotu(II). Wiele bakterii heterotroficznych. z rodzaju Pseudomonas i Achromobacier. może pośredniczyć w tych procesach. Ze względu na fakt. że są to organizmy hetcrotroficznc. dopływ dużych ilości łatwo ulegającej rozkładowi materii organicznej sprzyja denitryfikacji.

4N07(aq) + 5{CH₂0}+4H_:,0⁺(aq> — 2 N₂ + 5CO> + 11 H₂0    (15.14)

Drugim produktem gazowym, który powstaje podczas denitryfikacji przy małych ilościach tlenu, jest tlenek azotu(I):

2 NO"(aq) + 2 (CH₂0} + 2 H,0⁺(aql -* N₂0 + 2C0₂ + 5 H₂()    (15.23)

Wzrost stężenia tlenku azotu(l) w atmosferze, który obserwuje się w ostatnich dziesięcioleciach. wynika, przynajmniej częściowo, ze zwiększenia szybkości denitryfikacji powodowanej coraz intensywniejszym stosowaniem na całym święcie nawozów azotowych.

Trzeci typ procesu denitryfikacji prowadzi do uwolnienia jonów amonowych, które są następnie wykorzystywane w syntezie białka komórkowego w samych mikroorganizmach. Gdy produkt ten zostaje włączony do struktury komórki, reakcję określa się jako de-nitryfikację asymilacyjną {przyswajający). Jednakże w środowisku zasadowym amoniak