2009 01 022411

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

426    15. Procesy mikrobiologiczne

Jony amonowe są postacią uprzywilejowaną, ale azotany!V) są trwałą i powszechnie występującą postacią substancji w dobrze napowietrzonym środowisku. Pierwszym etapem asymilac ji azotanów! V) jest wymiana jonowa na powierzchni korzenia lub drobnoustroju i jest to zasadniczo proces zobojętniania kwasu. Tak się dzieje, ponieważ anion wymieniony z komórki jest zazwyczaj anionem słabego kwasu, takim jak węglan [reakcja (15.27)]. Po uwolnieniu do roztworu sąsiadującego z. drobnoustrojem lub komórkami korzenia rośliny węglany są zdolne do działania w charakterze akceptorów protonów [reakcja (15.28)].

korzeń • CO; + 2NO; (aq) —► CO; (aq) + korzeń • (NOJh (15.27) CO;~(aq) + 2H.*0⁺(aq) -*• C0₂(aq) + 3H₂0    (15.28)

W zamkniętym układzie kwasowość powstająca w wyniku nitryfikacji jest przynajmniej częściowo zobojętniana przez asymilację. Dlatego też pobieranie azotanów(V) jest sposobem unieruchomienia jonów zawierających azot z jednoczesnym zobojętnianiem kwasowości na drodze biologicznej.

Abiotyczna wymiana jonowa i adsorpcja

Wiadomo, że powierzchnie osadów i cząstek koloidalnych gleby są naładowane ujemnie, co czyni je zdolnymi do działania kationówymiennego. Dodatnie jony amonowe mogą więc zostać unieruchomione geochemicznie w wyniku odwracalnej retencji (zatrzymania) przez iły, materię organiczną i inne składniki gleby.

gleba" • K⁺ + NH*(aq) -+ gleba" • NH₄^ł + K⁺(aqł    (15.29)

Azotany(V) natomiast, ważniejsza postać nieorganicznego azotu w warunkach acro-bowych, są anionami i z tego względu nic oddziałują ze składnikami gleby. Ponadto w porównaniu z fosforanami(V) i innymi potencjalnymi ligandami azotany(V) tworzą zazwyczaj jedynie słabe kompleksy z większością metali. Dlatego też nic wykazują one tendencji do brania udziału w specyficznej adsorpcji na składnikach stałej fazy gleby. Z tych względów azotany(V) są postacią substancji geochemicznie ruchliwą.

Wymywanie (ługowanie)

W wyniku przebiegu procesów biologicznych i geochemicznych jony amonowe zostają unieruchomione, podczas gdy ruchliwość azotanów! V) jest ograniczona jedynie biologicznie. 7. tego względu azotany!V) ulegają łatwo wymyciu (ługowaniu) z gleby do powierzchni lub wody gruntowej w wielu określonych warunkach:

•    gdy występuje niewiele lub nie ma w ogóle żywych roślin, tak jak na polach leżących odłogiem lub karczowiskach leśnych:

•    w sytuacjach, gdy rośliny są „uśpione”, jak w czasie zimy; przechowywanie odpadów zwierzęcych o dużej zawartości azotu na zewnątrz w okresie zimowym jest szczególnie poważnym problemem. Azot obecny w dużym stężeniu w postaci azotanów! V) może łatwo ulec wymyciu z biologicznie uśpionego nawozu i przeniknąć do gleby i wody: