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一、引自潘青等《朱庄水库水体氮循环系统对水质的影响分析》㈠、反硝化又称硝酸盐呼吸或硝酸盐还原,可以分成同化性硝酸盐还原与异化性硝酸盐还原。大多数细菌、放线菌、真菌都能以硝酸盐作为营养,将硝酸还原为氨,合成氨基酸、蛋白质、其它含氮有机物,该还原方式属同化性质,被称为同化性硝酸盐还原。一些微生物可以将硝酸盐逐级还原成NO、N2O、N2逸出水体,该还原方式属异化脱氮过程,被称为异化性硝酸盐还原。参与该反应过程的细菌都是兼性厌氧菌,例如:施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、色杆菌属中的紫色杆菌、脱氮色杆菌等。㈡、环境因子对氮循环的作用1、水温:硝化菌活性在水温15~30℃最强,12~14℃活性最弱,易积累HNO2。反硝化反应最适水温20~35℃,2、PH:硝化过程最适宜PH=7.0~8.0。反硝化反应最适PH=7.0~8.5。当PH<6.0~6.5时,反硝化的最终产物为N2O。3、溶解氧:根据试验资料显示,DO≥0.5㎎/L硝化反应才能正常进行。㈢铵态氮(NH3、NH4-)的动态平衡:NH3+H⇄NH4-当PH<7.0时,水中的铵态氮几乎以NH4-形式存在;当PH>11.0时,水中的铵态氮几乎以NH3形式存在。二、生物体内有机氮的合成(生物体的同化作用):植物把土壤中的铵盐、硝酸盐同化成植物体内有机氮的过程;动物直接或间接摄食植物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮的过程。三、氮循环的主要环节:生物体内有机氮的合成(生物体的同化作用)、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用。四、固氮作用:大气中分子态的氮被还原成NH3的过程。固氮途径:工业固氮【即固氮微生物(豆科植物)将大气中的氮(N2)还原成氨(NH3)的过程】、高能固氮【在闪电等高能作用下,将大气中的氮(N2)氧化成NO、NO2,再形成HNO3的过程;或大气中的氮(N2)与水体中的氢结合形成NH3的过程】、生物固氮【采用高温高压催化剂办法,将氮合成氨(NH3)的过程】。五、氮氧化物(NOx)在大气中生成硝酸的反应途径:(1)与OH的反应NO2+OH+M—HN03+M2)NO3根与有机化合物的反应NO2+03一N03+02N03+RH—HN03+R(3)N205与水的反应N205是上述NO3和NO2按下面的再结合反应生成:N03+NO2=N205N205+H20—2HN03(N20也称为硝酸的无水物)六、酸雨㈠概念:酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。㈡酸雨形成的化学反应过程:(1)酸雨多成于化石燃料的燃烧:S+O2=点燃=SO2【含有硫的煤燃烧】SO2+H2O=H2SO3【亚硫酸】2H2SO3+O2→2H2SO4【氧化】(2)氮氧化物溶于水形成酸:闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮N2+O2=放电=2NO2NO+O2=2NO2【氧化】3NO2+H2O=2HNO3+NO(3)酸雨与大理石反应:CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2(4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨,例如氟化氢,氟气,氯气,硫化氢等其他酸性气体。
本文标题:氮循环基础知识
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