Cycle de l'azote

Le cycle de l'azote transforme l'azote à travers ses nombreux états d'oxydation, depuis le diazote atmosphérique inerte jusqu'à des formes réactives qui soutiennent la vie et, en excès, polluent l'air et l'eau.

Definition

Le cycle global de l'azote par la fixation, la nitrification, la dénitrification et l'assimilation, englobant de multiples états d'oxydation.

Scope

Ce thème aborde la fixation biologique et industrielle de l'azote, la nitrification et la dénitrification, l'assimilation et la minéralisation de l'azote, ainsi que la cascade d'effets environnementaux provenant de l'azote réactif que l'activité humaine a ajouté au cycle.

Core questions

• Comment l'azote atmosphérique inerte est-il converti en formes réactives ?
• Quelles réactions microbiennes interconvertissent les états d'oxydation de l'azote ?
• Comment la fixation industrielle a-t-elle modifié le cycle global ?
• Qu'est-ce que la cascade d'azote et pourquoi est-elle importante ?

Key theories

Cascade d'azote réactif

Un seul atome d'azote réactif d'origine anthropique peut se déplacer à travers les écosystèmes, entraînant des effets successifs, y compris le smog, l'acidification, l'eutrophisation et le réchauffement climatique, avant une dénitrification éventuelle.

Mechanisms

Les microbes fixateurs d'azote et le procédé industriel Haber-Bosch convertissent le diazote en ammoniac ; la nitrification oxyde l'ammonium en nitrate ; l'assimilation construit la biomasse ; et la dénitrification renvoie l'azote à l'atmosphère sous forme de N2 et d'oxyde nitreux. La fixation anthropique rivalise désormais avec les sources naturelles, chargeant les écosystèmes d'azote réactif mobile.

Clinical relevance

Le cycle de l'azote sous-tend la production alimentaire basée sur les engrais, mais aussi la pollution de l'eau par les nitrates, les zones mortes côtières et les émissions d'oxyde nitreux affectant le climat et l'ozone.

History

Le procédé Haber-Bosch au début du 20e siècle a transformé le cycle de l'azote en permettant une fixation industrielle massive, et des travaux ultérieurs ont caractérisé la cascade d'azote résultante et son échelle planétaire.

Key figures

• Fritz Haber
• Carl Bosch
• James N. Galloway

Seminal works

• galloway2008
• schlesinger2013

Frequently asked questions

Pourquoi l'azote réactif est-il un problème si l'azote est essentiel ?

L'azote réactif est nécessaire à la vie, mais en excès, il se propage dans l'air et l'eau, provoquant pollution, eutrophisation et émissions de gaz à effet de serre avant d'être éliminé.