9. Obieg Azotu w przyrodzie

Azot podobnie jak inne pierwiastki, dokonuje w przyrodzie cyklu kołowego.

Azot w formie cząsteczkowej (N₂) będący w atmosferze (w około 75%), podczas wyładowań atmosferycznych, pod wpływem wysokiej temperatury łączy się z tlenem tworząc tlenki azotu, które łatwo reagują z wodą. Produktem tej reakcji są kwas azotowy (V) i azotowy (III), które w postaci kwaśnych deszczy spadają na powierzchnię ziemi.

Azot z powietrza może być wiązany bezpośrednio przez niektóre sinice, bakterie i promieniowce. Umiejętność pobierania azotu w stanie wolnym z atmosfery posiadają również nieliczne gatunki roślin, wśród których możemy wyróżnić rośliny motylkowe. Znajdujące się w ich korzeniach bakterie brodawkowe gromadzą azot w postaci grudek azotanów wzbogacając glebę w związki azotowe.

Przeniesione do gleby związki azotowe (głównie azotany) wykorzystywane są przez rośliny do wytwarzania białka roślinnego. Natomiast zwierzęta zjadając rośliny przetwarzają je na białko zwierzęce. Zwierzęta w wyniku przemian wydalają z siebie produkty przemiany białek (mocznik lub kwas moczowy). Po obumarciu roślin i zwierząt zawarte w nich białka są rozkładane przez bakterie do jonów amonowych i amoniaku (w procesie amonifikacji), a następnie amoniak utleniany jest do kwasu azotowego(III) przez bakterie Nitrosomonas:

2NH₃ + 3O₂ → 2HNO₂ + 2H₂O

Następnie kwas azotowy(III) dalej utleniany jest przy udziale bakterii Nitrobacter do kwasu azotowego(V):

2HNO₂ + O₂ → 2HNO₃

W wyniku procesu denitryfikacji przy udziale bakterii Pseudomonas w warunkach beztlenowych, azotany rozkładane są do amoniaku (w przypadku denitryfikacji częściowej) i ponownie wykorzystywane przez rośliny oraz bakterie nitryfikacyjne wracają do obiegu azotu, lub rozkładany jest do azotu cząsteczkowego (w przypadku denitryfikacji całkowitej) i uwalniany z powrotem do atmosfery.

HNO₃ + H₂O → NH₃ + 2O₂

Przemiany form azotu w ściekach poddanych biologicznemu oczyszczaniu:

1. Dopływ ścieków zawierających azot w formie organicznej i amonowej.

2. Rozkład azotu organicznego do postaci amonowej (amonifikacja).

3. Przemiana azotu amonowego w azotany(III), a następnie w azotany(V) (nitryfikacja).

4. Przemiana azotanów(V) w azot gazowy i uwolnienie go do atmosfery (denitryfikacja).

5. Odpływ ścieków pozbawionych azotu.

W wyniku nawożenia pól uprawnych przez człowieka nawozami azotowymi, do wód dostają się znaczne ilości azotanów, które w początkowej fazie działania przyczyniają się do wzmożonej produkcji biologicznej organizmów wodnych. Natomiast w późniejszym okresie, gdy ilość tlenu w wodzie jest niewystarczająca dla wszystkich organizmów wodnych, następuje ich obumieranie i opadanie na dno, gdzie w warunkach beztlenowych są rozkładane przez bakterie anaerobowe.

---