词条 | 氮循环 |
释义 | dan xunhuan 氮循环(卷名:环境科学) nitrogen cycle 氮是自然界中的丰富元素,主要以氮气(N2)的形式存在于大气中,以有机氮的形式存在于沉积物中,以溶解氮的形式存在于海水中。这三种氮的量的变动都很小。其他形态的氮则不停地进行着复杂的流动和交换,而且受人类活动的强烈影响。自然界中氮的分布和氮的流动交换情况见表1和表2。 生态系统中的氮循环 氮气占大气总体积的78%以上。氮在大气中主要以氮的分子态存在,还以氨(NH3)、一氧化氮(NO)、 二氧化氮(NO2)等氮的化合态的形式存在。这些化合态的氮在云、气溶胶粒子、雨滴中转化为铵(NH嬃)和硝酸根(NO婣),随降水降落地面。大气中的N2和 O2可在雷电作用下反应生成NO婣。土壤和水体中某些细菌和微生物也可吸取大气中的氮,并把它和氢结合成为氨。这样生成的氨以及大气中降落的铵类化合物在微生物的硝化作用下,最终变为硝酸盐。硝酸盐很容易被植物根系吸收,在植物体内合成多种有机化合物如蛋白质。然后通过食物链的传递成为动物体的蛋白质。动、植物死亡后,残体被微生物分解,氮又以氨的形式回到土壤和水体中。动物排出的粪便含尿素和氨,尿素也可被微生物转变为氨。 土壤中的硝酸盐在微生物的反硝化作用下还原为氮和氧化亚氮 (N2O)而逸入大气中。氨也可由于挥发而进入大气。土壤中的硝酸盐和氨极易溶于水,所以很容易随地表径流和地下水排入水体中。 人类活动的干预 指人为的固氮作用,即化学氮肥的生产和应用,大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物燃料生成NO和NO2。人为的固氮量是很大的,估计约占全球年总固氮量的20~30%。随着世界人口的增多,这一比例将会继续上升。 农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。在没有人为干预的自然条件下,反硝化作用产生并排入大气的N2和N2O,与生物固氮作用吸收的N2和平流层中被破坏的N2O是相平衡的。N2O是一种惰性气体,在大气中可存留数年之久。它进入平流层大气中以后,会消耗其中的臭氧,从而增加到达地面的紫外线辐射量。这可能会给人体健康带来有害影响,对此目前还不很清楚。 施用氮肥的农田排出的地面径流,城市和农村的生活污水都把大量的氮排入河流、湖泊和海洋,常常造成这些水体的富营养化现象。 矿物燃料燃烧时,空气中和燃料中的氮在高温下与氧反应而生成氮氧化物 (NO和NO2)。大气受到氮氧化物的污染,是发生光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。 |
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