Kvælstoffets vej fra luft til land og vand | VG3

Projecter »

Kvælstoffets vej fra luft til land og vand

Den ene af de to største puljer af kvælstof på Jorden er bundet som ammonium i klipper og i havbunden.

fig2.jpg

De to største puljer af kvælstof på Jorden er dels kvælstof bundet som ammonium, NH4+, i klipper og i havbunden, og dels puljen af frit kvælstof i atmosfæren, N2, der findes på gasform.

fig2.jpg
Kun en meget lille del af kvælstoffet på jorden indgår i levende organismer. Denne lille pulje udveksles primært med det atmosfæriske kvælstof, se figuren, mens udvekslingen med kvælstofpuljen i havbund og klipper er meget lille.

Det er kun bestemte arter af bakterier, der er i stand til at binde og omdanne atmosfærens frie kvælstof. Det sker gennem en proces, vi kalder kvælstoffiksering.

Kvælstoffiksering: N2 → NH4+ → organisk bundet kvælstof

Her omdanner bakterierne kvælstofgassen til organisk bundet kvælstof. Senere kan andre bakterier nedbryde det organiske stof og frigive det organisk bundne kvælstof igen som ammonium NH4+. Processen hedder ammonifikation.

Nedbrydning (ammonifikation): Organisk bundet kvælstof → NH4+

Når der er ilt til stede i miljøet, omdanner nogle bakterier ammonium til nitrit, NO2- og andre nitrit til nitrat, NO3-. Tilsammen kalder man processen nitrifikation.

Nitrifikation: NH4+ → NO2- → NO3-

Det er de uorganiske kvælstofformer, NH4+ og NO3-, planter kan optage som gødning, hvilket man kalder assimilation.

Omkring 1900-tallet opfandt den tyske kemiker Fritz Haber en metode, hvormed man kemisk kan lave kvælstoffiksering og derved producere plantegødning. Metoden krævede en bunke energi og Habers kollega, Bosch, fandt nogle år senere en metode til at reducere energiforbruget. I dag producerer man industrielt ca. 80 millioner tons kvælstofgødning om året ved den såkaldte Haber-Bosch metode. Sammenlignet med størrelsen af den naturlige kvælstoffiksering, er det en forholdsvis begrænset mængde, se figuren.

Baggrund

I det følgende kan du læse mere om, hvad der kendetegner det iltfattige hav ud for Perus kyst.

Iltfattige zoner

Iltfattige zoner i både Danmark og ved Chile. Lær her om forholdene de forskellige steder.

Foraminifere – skalbærende dyr

Foraminiferer er encellede organismer, der dominerer de organismer, der lever i en iltfri havbund.

Eukaryoter der ånder med nitrat

Det har længe været en gåde, hvordan foraminifererne klarer sig på havbunden, når der næsten ingen ilt er.

Foraminiferer og denitrifikation

Foraminiferer, der laver denitrifikation, bærer et lager af nitrat inde i deres celle.

Kvælstofkredsløbet

Alle levende organismer har brug for kvælstof, som indgår i vigtige cellebestanddele som proteiner og nukleinsyrer (DNA og RNA).

Kvælstoffets vej fra luft til land og vand

Den ene af de to største puljer af kvælstof på Jorden er bundet som ammonium i klipper og i havbunden.

Op i luften igen

Det er overraskende, at puljen af kvælstof i oceanerne er så lille (mindre end 0.01% af kvælstofpuljen i atmosfæren).

En ny proces i kvælstofkredsløbet

For mindre end 20 år siden beskrev forskerne også en helt ny proces inden for kvælstofkredsløbet.