Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen mengubah nitrogen di antara banyak tingkat oksidasi, dari dinitrogen atmosfer yang inert menjadi bentuk reaktif yang menopang kehidupan dan, jika berlebihan, mencemari udara dan air.

Definition

Siklus global nitrogen melalui fiksasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan asimilasi, yang mencakup berbagai tingkat oksidasi.

Scope

Topik ini mencakup fiksasi nitrogen biologis dan industri, nitrifikasi dan denitrifikasi, asimilasi dan mineralisasi nitrogen, serta serangkaian efek lingkungan dari nitrogen reaktif yang ditambahkan aktivitas manusia ke dalam siklus.

Core questions

• Bagaimana nitrogen atmosfer yang inert diubah menjadi bentuk reaktif?
• Reaksi mikroba apa yang mengubah tingkat oksidasi nitrogen?
• Bagaimana fiksasi industri mengubah siklus global?
• Apa itu kaskade nitrogen dan mengapa itu penting?

Key theories

Kaskade nitrogen reaktif

Satu atom nitrogen reaktif yang diciptakan manusia dapat bergerak melalui ekosistem menyebabkan efek berurutan, termasuk kabut asap, pengasaman, eutrofikasi, dan pemanasan rumah kaca, sebelum denitrifikasi akhir.

Mechanisms

Mikroba pengikat nitrogen dan proses Haber-Bosch industri mengubah dinitrogen menjadi amonia; nitrifikasi mengoksidasi amonium menjadi nitrat; asimilasi membangun biomassa; dan denitrifikasi mengembalikan nitrogen ke atmosfer sebagai N2 dan dinitrogen oksida. Fiksasi oleh manusia kini menyaingi sumber alami, membebani ekosistem dengan nitrogen reaktif yang bergerak.

Clinical relevance

Siklus nitrogen mendasari produksi pangan yang digerakkan oleh pupuk, tetapi juga pencemaran air oleh nitrat, zona mati pesisir, dan emisi dinitrogen oksida yang memengaruhi iklim dan ozon.

History

Proses Haber-Bosch pada awal abad ke-20 mengubah siklus nitrogen dengan memungkinkan fiksasi industri besar-besaran, dan pekerjaan selanjutnya mengkarakterisasi kaskade nitrogen yang dihasilkan dan skala planetnya.

Key figures

• Fritz Haber
• Carl Bosch
• James N. Galloway

Seminal works

• galloway2008
• schlesinger2013

Frequently asked questions

Mengapa nitrogen reaktif menjadi masalah jika nitrogen sangat penting?

Nitrogen reaktif diperlukan untuk kehidupan, tetapi jika berlebihan, ia menyebar melalui udara dan air menyebabkan polusi, eutrofikasi, dan emisi gas rumah kaca sebelum dihilangkan.