Одним з найбільш поширених хімічних елементів у навколишньому середовищі є азот. Кількість азоту в атмосфері велике - чотири п`ятих атмосфери складається з цього хімічного елемента. Велика частина елемента перебуває у вільній формі, при якому два атоми утворюють молекулу N2. Через досить міцного зв`язку між атомами в молекулі використовувати таке з`єднання безпосередньо не представляється можливим.
Щоб живі організми могли повноцінно засвоювати цей хімічний елемент, його потрібно перевести в «пов`язане» стан. В такому стані азот являє собою заряджений нітрат-іон NO3-, в такому вигляді він може засвоюватися рослинами.
Кругообіг азоту в природі неможливий без процесу «зв`язування», так як саме розщеплення молекули N2 дає можливість підтримувати різні життєві процеси на нашій планеті.
характеристики азоту
Азот є безбарвним неотруйним газом, який здебільшого перебуває в природі у вільному (незв`язаному) стані. Це основна частина атмосфери - майже 80% її займає молекулярне речовина. В молекулярному вигляді азот марний для живої природи - молекули його при нормальних умовах хімічно реагують тільки з літієм. Зате значення азоту в природі біосфери важко переоцінити. Ця речовина є невід`ємною частиною будь-якої, навіть найпростішої молекули білка. А адже саме білок є необхідним елементом всіх живих організмів.
Як відбувається кругообіг
Кругообіг азоту в природі, по суті, є ланцюжком замкнутих взаємопов`язаних шляхів, якими азот циркулює в біосфері Землі. У природі основним постачальником цього пов`язаного елемента виступають різні мікроорганізми. Саме завдяки мікроскопічним трудівникам від 90 до 140 млн. Тонн іона азоту переходить в потрібне для біосфери стан.
Знаходження азоту в природі багато в чому пов`язано з життєдіяльністю бактерій і водоростей. кругообіг N2 в природі бере свій початок в діяльності різних мікроорганізмів, які витягають азот з розкладаються відходів. Одна частина елемента перетворюється в молекули, необхідні для існування цих мікроорганізмів. Інша частина вивільняється у вигляді іонів амонію і молекул аміаку. Різні різновиди бактерій переводять азот з цих речовин в форму нітратів. Азотисті сполуки у вигляді добрива засвоюються рослинами, а через них і тваринами. Після смерті організму мікроелемент повертається в грунт, щоб заново зробити кругообіг азоту в природі. Схема руху азоту представлена нижче.
Під час здійснення кругообігу N2 може включатися до складу неорганічних відкладень або вивільнятися в результаті діяльності деяких бактерій. Крім цього, виверження вулканів, робота гейзерів збільшують частку цієї речовини в земній атмосфері.
Застосування азоту в сільському господарстві
Удобрюючи землю азотистими сполуками з розрахунку - кілограм добрив на гектар землі, можна підвищити врожайність зернових культур на кілька відсотків.
У сільському господарстві у вигляді врожаю азот виноситься в кількості 1 млн. Тонн, при цьому азотистих добрив використовується в два рази менше. Незважаючи на високу рентабельність використання мінеральних добрив, потреби рослин в цій речовині покриваються штучним шляхом за все на 20-25%. Решта його кількість витягується з грунту за рахунок біологічної фіксації (природні добрива). Подальше підвищення врожайності буде залежати лише від раціонального застосування гною, нарощування виробництва мінеральних добрив і ефективного використання «біологічного» (виробленого мікроорганізмами) пов`язаного азоту.
Застосування азоту в промисловості
Застосовується азот і в промисловості. Велика частина синтезованого речовини припадає на виробництво аміаку, вибухових систем, різних барвників. Застосовується він і в обробній промисловості - наприклад, при обробці коксу. Властивості азоту широко відомі і враховуються при виробництві різних харчових добавок. Рідкий азот - відмінний холодоагент і широко застосовується для заморозки продуктів харчування. Але все одно основним способом застосування його є виробництво мінеральних добрив.
Найвідоміші бактерії, що перетворюють азот, містяться в бульбах рослин сімейства бобових. 
Корисні властивості азоту допомагають підвищувати родючість грунту: в поле спочатку сіють сочевицю, горох або квасоля, потім рослини запахивают в землю. Потім на цьому місці вирощують інші культури, які можуть використовувати азот як природне добриво.
Мінеральні добрива
Але природного азоту, придатного в якості добрив, виявилося недостатньо для підтримки врожайності. І люди почали використовувати мінеральні добрива, які включають в себе пов`язаний азот.
Технологія зв`язування азоту в промислових масштабах була відкрита німецькими військовими вченими напередодні Першої світової війни. Тоді була розроблена схема виробництва аміаку для потреб оборонної промисловості. Допрацювавши технологію, вчені придумали надійну схему виробництва пов`язаного азоту для сільського господарства. Зараз аграріями застосовується більш 80 млн. Тонн пов`язаного азоту для вирощування продовольчих культур.
Природний пов`язаний азот
Дивно, але певна частина атмосферного азоту зв`язується під час грози. Спалахи блискавок відбуваються набагато частіше, ніж прийнято думати. Протягом 10 секунд у світі виблискує близько п`ятисот блискавок. Розряд електрики розігріває навколо себе атмосферу, азот з`єднується з киснем. Відбувається реакція горіння азоту, на виході якої і виходять різні види з`єднань азоту з киснем. Це досить гарна форма зв`язування азоту, але вона вивільняє тільки близько 10 млн. Тонн на рік.
Штучний пов`язаний азот
Як було написано вище, основним джерелом азоту є мінеральні добрива, які активно використовуються в сільському господарстві більшості країн світу. Згоряння всіх видів викопного палива (вугілля, газ, нафтові похідні) також призводить до зв`язування вільного азоту. Крім прямого згоряння, при роботі двигунів і електрогенераторів також виникає теплота, необхідна для реакції азоту з киснем. Загалом, протягом року при спалюванні виходить близько 20 мільйонів тонн азоту, придатного для біосфери.
висновок
Як відбувається кругообіг азоту в природі? Схема цього руху може бути представлена наочно. Наприклад, можна уявити, що вся біосфера являє собою дві сполучені між собою ємності. Велика ємність являє собою знаходження азоту в природі головним чином в гідросфері і атмосфері. Дуже маленька містить азот, який є частиною життєдіяльності. Вузький прохід з`єднує обидві ємності, в ньому азот тим чи іншим чином переходить в зв`язаний стан. У природному середовищі саме через такі проходи азот потрапляє в живі організми і стає частиною неживої природи після своєї загибелі.
За порівняно короткий період часу діяльність людини стала впливати на рівень N2 в природному середовищі. Роль азоту в природі до кінця ще не вивчена. Вже зараз ясно, що кожна екологічна система здатна засвоїти лише певну кількість цієї речовини. Надлишок азоту в будь-якій екосистемі призводить до надмірного росту рослин, засміченості річок і водойм.
Така проблема називається евтрофікацією - забрудненням водоростями. При виникненні цієї проблеми водорості затемнюють водойму, витісняючи з нього конкуруючі форми життя. Після загибелі великої кількості водоростей знадобиться весь кисень, що міститься у воді, щоб залишки рослин змогли розкластися. З бідних киснем водойм йде риба, ракоподібні і інші тварини. Вода заболачівается і через кілька років покривається тванню. Озеро або ставок перетворюється в мертве болото.
Подальше вивчення кругообігу азоту в природі допоможе запобігти наслідкам таких проблем і дотримати баланс між господарською діяльністю людини і природними екосистемами.
