Практическая работа № 19. Круговорот азота

Практическая работа № 19

Круговорот азота

Цель: научиться анализировать схему круговорота азота.

Ход работы:

– Ознакомиться с теоретическим материалом.

– Ответить на вопросы.

Теоретическая часть:

Азот - один из главных биогенных элементов. Он входит в состав аминокислот и сложных белков. Основные запасы элемента сосредоточены в атмосфере в виде газообразного азота (приблизительно 3, 8 х 1015 т). В водах Мирового океана содержится 2, 0 х 1013 т. Из огромного запаса азота в атмосфере и осадочного слоя литосферы в биологическом круговороте участвует только фиксированный азот, усваиваемый живыми организмами суши и океана. Фиксация атмосферного азота в природе происходит благодаря специфическим микроорганизмам, например, клубеньковым бактериям бобовых культур, и некоторых других сосудистых растений (ольхи, араукарии, лоха), у лишайников с помощью сине-зеленых водорослей. (Это биологическая фиксация). В среднем за год в биосфере из воздуха фиксируется примерно 140 – 700 мг на 1 м². Некоторое количество азота фиксируется в результате электрических разрядов и фотохимических процессов (например, в умеренной зоне 35 мг/м² в год). При извержениях вулканов азот в биосферу поступает уже в соединениях.

Соединения азота (нитраты, нитриты) могут быть использованы растениями, те в свою очередь поедаются животными, часть выносится в водоемы, поглощается водными организмами. Процесс восстановления окисленных азотистых соединений (до газообразного азота N₂ или газообразных оксидов азота N0, N0₂, N₂0) называется денитрификацией. Эти процессы происходят в почве, которая, таким образом, представляет собой главнейший регулятор круговорота азота. Вследствие денитрификации азот возвращается в атмосферу.

Таким образом, круговорот азота – фиксация азота в виде солей, доступных для питания растений, и освобождение его при денитрификации.

Таблица 1 - Нарушение круговорота азота в природе

Характер изменения круговорота	Примеры хозяйственной деятельности, нарушающей круговорот
Вовлечение в круговорот ископаемого азота	Добыча полезных ископаемых, содержащих нитрат-ионы и ионы аммония
Увеличение поступления оксидов азота в атмосферу	Сжигание газа, жидкого топлива; промышленные выбросы в атмосферу соединений азота
Изъятие азота из почвы	Земледелие (в результате потребление азота сельскохозяйственными культурами)
Увеличение содержания азота в почве	Внесение на поля азотных удобрений
Накопление в водоемах нитрат-ионов и ионов аммония	Вынос соединений азота с полей поверхностным стоком

Изучите схему круговорота азота в биосфере.

Круговорот азота:

Схему круговорота азота в природе условно можно разделить на две части – грунтовую и атмосферную. Круговорот азота через почву осуществляется следующим образом:

в результате гниения органических веществ (растений, животных) азот превращается в аммиак (NH₃) – аммонификация;
под действием бактерий аммиак окисляется до азотной кислоты (HNO₃);
азотная кислота вступает в реакцию с элементами почвы, образуя кислые соли (нитраты) – СаСО₃, Ca(NO₃)₂;
нитраты поглощают растения.

В атмосферу азот также попадает в результате гниения или при горении органических веществ, например, дров или торфа. Под действием разрядов молнии азот соединяется с кислородом, образуя оксид азота (II) – NO, а затем оксид азота (IV) – NO₂. Оксиды реагируют с водой, образуя азотную кислоту. Она попадает в почву вместе с дождями, где образуются нитраты.

Контрольные вопросы:

1) Какую роль играют растения в круговороте азота?

2) Какова роль животных в круговороте азота?

3) Какую роль играет деятельность человека в круговороте азота?