Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)
4. Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok
Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok 105 4.4.2 Nitrogénkötés A molekuláris nitrogén a nitrogénkötő szervezeteken kívül fotokémiai folyamatok és technológiai folyamatok révén is hasznosítható formába kerülhet. A kékalgák és baktériumok nitrogénkötésének mennyisége 140 mgN/m2/év. Az emberi eredetű (mesterséges) nitrogénkötés az ammónia szintézis révén valósítható meg, amikor nagy nyomáson és magas hőmérsékleten reagáltatják egymással a nitrogén és a hidrogén gázt katalizátor jelenlétében. A különleges körülményekre azért van szükség, hogy a N, kötés felszakítsák. Ez a nitrogén műtrágya gyártás alapfolyamata, az ammóniaszintézis. A szárazföldön biológiailag megkötött nitrogén mennyisége évente 99 millió tonna. A tengerek esetén ez a mennyiség kb. 30 millió tonna. Ezen kívül az atmoszférában természetes oxidációval 7,4 millió tonna alakul nitrogénvegyületté, elsősorban nitráttá. A műtrágyagyártás során, és kisebb mértékben egyéb ipari folyamatokban (ammóniaszintézis) a nitrogénvegyületek termelése 1975-ben elérte a 40 millió tonnát. Az energiahordozók elégetésével évente 18 millió tonna biológiailag felhasználható nitrogén keletkezik. Az ipari ammóniaszintézis a természetes biológiai nitrogénkötés kétszeresének megfelelő hozzáférhető nitrogént produkál, de kicsi területre koncentrálva. A globális nitrogén forgalom elemzése azt mutatja, hogy a természetes eredetű nitrogénkötés mellett nagyon számottevő a mesterségesen megkötött nitrogén mennyisége, ez utóbbi jelentős mértékben hozzájárul a hozzáférhető nitrogén készletek növeléséhez a Földön, mely számos környezeti-ökológiai problémához vezethet (pl. eutrofizáció, nitrátosodás, stb.) (4.7. ábra). A levegő nitrogénje fotokémiai úton is átalakulhat. Nagy energiájú sugárzás hatására N4i,-vá, illetve NOx-ká alakulhat, ennek mértéke átlagosan 35 mg/m2/a. Nit- rogén-oxidok az emberi tevékenység során is jelentős mennyiségben kerülnek a levegőbe. Nagyvárosainkban a NOx -ok emissziója a nagy ipari háttér és sűrű közúti forgalom miatt koncentráltan jelentkezik. A többi szennyező anyaggal egyetemben a koncentráció értékét határokhoz kötik. A mikroorganizmusok nitrogénkötése többféle módon végbemehet. A tengerekben rendszerint szabadon élő baktériumok (Azotobacter, Clostridium, Desulfovib- rio) és cianobaktériumok (Nostocaceae, Anabaena, Trichodesium) végzik ezt a feladatot. A szárazföldön a szimbiózisra lépő fajok dominálnak, mint pl. a pillangósvirágúak vagy az éger gyökérgümőiben élők, melyek lehetővé teszik, hogy ezek a pionír növények nitrogénben szegény termőhelyeket is meghódítsanak. A következő folyamatokban a mikroorganizmusok a napfényt nem képesek energiaforrásként használni, ezért felépítő folyamataikhoz az energiát szerves (organotrófok) vagy szervetlen (litotrófok) nitrogéntartalmú vegyületek kötési energiájából szerzik (kemoszintézis). A nitrogénkötés tavak nitrogénmérlegének is fontos összetevője lehet. A Kis- Balaton védőrendszer Hídvégi-tavában, a működése kezdeti szakaszában (1985
