2009 01 022357

O W t-jdoui S. J. Ouffy. rArmw.OwArtuU leniu 21UT ISBN »?H< >-#1-15)24-). O by WN PWN 20)i>

15.3. Procesy mikrobiologiczne — biogeochemiczny cykl azotu    425

Reakcja sumaryczna (którą już znamy) ma postać

NH+(aq) + 20;. + H₂0 — NO~ (aq) + 2H.iO⁺(aq)    (15.1)

W innym sensie reakcja sumaryczna jest przesadnym uproszczeniem tego. co aktualnie zachodzi. W trakcie utleniania zredukowanego azotu pewna ilość lego pierwiastka ulega asymilacji do protoplazmy bakterii, tworząc komórki o przybliżonym wzorze empirycznym C5H7O1N. Jednakże asymilacja odpowiada jedynie za ok. 0,2% pierwotnego azotu 1 dlatego większość powstałych azotanów) V) jest dostępna do innych celów.

PRZYKŁAD 15.6

Wpływ nitryfikacji na wartość pH

Następstwem pierwszego etapu reakcji nitryfikacji jest towarzyszące jej uwalnianie jonów wodorowych, co prowadzi do zakwaszenia lokalnego środowiska. Załóżmy, że mamy do czynienia z wodą, której zasadowość oznaczono jako W mg ■ I. ' CaCO> 1 o pH 6,8. Przy tej wartości pil cala zasadowość może być uznana za związaną wyłącznic z obecnością jonów HCO,' i dlatego ich stężenie molowe wynosi 1.8 ■ 10 ¹ mol ■ L '.

Jeżeli 6,0 mg ■ I-^-1 (jako N) jonów NH! (= 4.3 • 10^-4 mol • L^-1) w wodzie ulegnie nitryfikacji. to powstanie 8.6 10 ⁴ mol • L ¹ jonów oksoniowych. Przed nitryfikacją

= 4.5 - 10~

K.t =

<2„.o-[HCO; ]    10^-1.8-10-

lCO:|    fCOi)

W tych warunkach równowagowa rozpuszczalność ditlcnku węgla. |CO_;), wynosi 6.3 • 10"' mol ■ L^-1.

Po nitryfikacji, przy założeniu, ze układ jest zamknięty, pewna ilość wodorowęglanów ulega przekształceniu w uwodniony dillenek węgla. Końcowe wartości stężenia wynoszą zatem

(HCO,) = (1,8- 10 '-8.6 - 10 ⁴) mol L ' =9 -10 ⁴ mol • L ' lCOj(aq)J = (6.3 ■ 10 *4-8.6 I0'⁴) mol L ' = 1,5- 10 ⁴ mol l. '

W tych nowych warunkach wartość pil wody obliczamy na podstawie następującej zależności:

= 4,5-10

K, 1 =

«h,o- IHCOJ] ₌ 10 ^ -9 - 10 ⁴ ICOil    1.5 10 ⁴

{H.O*} = 7,6 ■ 10"⁷

pil = 6.12

Wartość pH w ramach tego zamkniętego układu ulega zmniejszeniu do 6.12. Przy uwzględnieniu wymiany ditlcnku węgla z atmosferą obliczenia ulegają zmianie.

Pobieranie (asymilacja)

Po węglu, tlenie 1 wodorze azot jest ilościowo najważniejszym pierw iastkiem potrzebnym roślinom i mikroorganizmom do wzrostu w wodzie i w glebie. W wielu roślinach uprawnych stężenie azotu w tkance roślinnej wynosi średnio ok. 1,5% masowych. Zarówno jony amonowe, jak i azotanowc(Y) służą jako źródło składników pokarmowych.