नाइट्रोजन चक्र

नाइट्रोजन चक्र नाइट्रोजन को उसकी कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच परिवर्तित करता है, निष्क्रिय वायुमंडलीय डाइनिट्रोजन से लेकर प्रतिक्रियाशील रूपों तक जो जीवन को बनाए रखते हैं और, अधिकता में, हवा और पानी को प्रदूषित करते हैं।

Definition

स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण, डीनाइट्रीकरण और आत्मसात्करण के माध्यम से नाइट्रोजन का वैश्विक चक्रण, जिसमें कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ शामिल हैं।

Scope

यह विषय जैविक और औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण और डीनाइट्रीकरण, नाइट्रोजन का आत्मसात्करण और खनिजीकरण, और मानवीय गतिविधियों द्वारा चक्र में जोड़े गए प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन से होने वाले पर्यावरणीय प्रभावों के प्रपात को शामिल करता है।

Core questions

• निष्क्रिय वायुमंडलीय नाइट्रोजन को प्रतिक्रियाशील रूपों में कैसे परिवर्तित किया जाता है?
• कौन सी सूक्ष्मजीवी अभिक्रियाएँ नाइट्रोजन ऑक्सीकरण अवस्थाओं को आपस में परिवर्तित करती हैं?
• औद्योगिक स्थिरीकरण ने वैश्विक चक्र को कैसे बदल दिया है?
• नाइट्रोजन प्रपात क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है?

Key theories

प्रतिक्रियाशील-नाइट्रोजन प्रपात

मानव-निर्मित प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन का एक भी परमाणु पारिस्थितिक तंत्रों से होकर गुजर सकता है, जिससे क्रमिक प्रभाव हो सकते हैं, जिनमें धुंध, अम्लीकरण, सुपोषण और ग्रीनहाउस वार्मिंग शामिल हैं, अंततः डीनाइट्रीकरण से पहले।

Mechanisms

नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाले सूक्ष्मजीव और औद्योगिक हैबर-बॉश प्रक्रिया डाइनिट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करती है; नाइट्रीकरण अमोनियम को नाइट्रेट में ऑक्सीकृत करता है; आत्मसात्करण बायोमास का निर्माण करता है; और डीनाइट्रीकरण नाइट्रोजन को N2 और नाइट्रस ऑक्साइड के रूप में वायुमंडल में वापस भेजता है। मानवीय स्थिरीकरण अब प्राकृतिक स्रोतों के बराबर है, जो पारिस्थितिक तंत्रों को गतिशील प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन से भर रहा है।

Clinical relevance

नाइट्रोजन चक्र उर्वरक-आधारित खाद्य उत्पादन का आधार है, लेकिन यह पानी के नाइट्रेट प्रदूषण, तटीय मृत क्षेत्रों और नाइट्रस ऑक्साइड उत्सर्जन का भी कारण बनता है जो जलवायु और ओजोन को प्रभावित करता है।

History

20वीं सदी की शुरुआत में हैबर-बॉश प्रक्रिया ने बड़े पैमाने पर औद्योगिक स्थिरीकरण को सक्षम करके नाइट्रोजन चक्र को बदल दिया, और बाद के काम ने परिणामी नाइट्रोजन प्रपात और इसके ग्रहीय पैमाने को चित्रित किया।

Key figures

• Fritz Haber
• Carl Bosch
• James N. Galloway

Seminal works

• galloway2008
• schlesinger2013

Frequently asked questions

यदि नाइट्रोजन आवश्यक है तो प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन एक समस्या क्यों है?

जीवन के लिए प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिकता में यह हवा और पानी के माध्यम से फैलकर प्रदूषण, सुपोषण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का कारण बनता है, इससे पहले कि इसे हटाया जाए।