O nitrogênio é um gás invisível e sem cheiro que ocupa 78% do ar que respiramos, é essencial à vida pois faz parte da molécula de DNA, a matriz de toda as células, que controla e transmite características de uma geração a outra.
Ele também é um dos componentes das proteínas que ajudam no crescimento do homem e plantas.
O nitrogênio está presente no ar em grande quantidade, usado na forma gasosa pela maioria dos seres vivos. Os animais o obtêm alimentando-se de outros animais ou plantas, e as plantas o retiram do solo.
As bactérias encontradas nas raízes cheias de nós das plantas, retiram o nitrogêni o do ar fixando-o em substâncias química chamada “nitratos”. Estes dissolve-se na água e são absorvidos pelas raízes, possibilitando a produção de proteínas.
Os raios das tempestades também trazem nitrogênio para o solo, juntando moléculas de oxigênio e nitrogênio no ar, formando óxido de nitrogênio, esse composto reage com a água da chuva transforma-se em nitrato e cai no solo.
Ao morrer, animais e plantas se decompõem e o nitrogênio de suas proteínas é liberado para o solo sob a forma de um composto químico, a “amônia”. A urina dos animais também possui nitrogênio nessa forma.
O nitrogênio é retirado do solo pelas plantas, mas também pode ser levado do solo pelas águas das chuvas. É por isso que os fazendeiros utilizam fertilizantes químicos para obter mais produtividade, pois os fertilizantes repõem os nitratos que as plantas precisam absorver para seu crescimento. Os nitratos são facilmente carregados pelas chuvas. Se forem para as águas do subsolo ou rios, causam danos pois o excesso de nitratos é poluidor.
Os fazendeiros conhecem práticas não poluentes e seguras, como a rotação de culturas, o descanso do solo e o uso dos dejetos dos animais como fertilizante natural, mas optam pelos fertilizantes químicos pois estes liberam rapidamente seus nutrientes acelerando o crescimento das plantas.
Fonte: www.ucs.br
O nitrogênio é um dos componentes vitais para a vida. Sua importância se deve aos aminoácidos, proteínas, DNA e RNA fornecidos. O DNA e o RNA são materiais genéticos que contêm informações determinantes dos caracteres hereditários transmissíveis à descendência.
O nitrogênio compõe aproximadamente 80% da atmosfera. Entretanto, os animais e as plantas não podem absorvê-lo diretamente do ar, e sim na forma de amônia solúvel em água ou na forma de nitrato, nas quais é convertido por bactérias.
Certas bactérias do solo e as algas azuis dos oceanos convertem o nitrogênio do ar em amônia.
Algumas plantas absorvem diretamente essa amônia.
As bactérias transformam a amônia em nitritos e em seguida em nitratos, que as plantas usam para os compostos como as proteínas, DNA e RNA.
Ao comerem as plantas, os animais herbívoros acabam absorvendo nitrogênio. Os animais carnívoros, ao comerem os herbívoros, também absorvem nitrogênio, assim como toda a cadeia alimentar.
Quando os animais e plantas morrem, certas bactérias e fungos, também chamados de decompositores, convertem seus compostos de nitrogênio em gás nitrogênio, que retorna à atmosfera, reiniciando o Ciclo do Nitrogênio.
Fonte: www.escolavesper.com.br
78% do ar é composto por gás nitrogênio, mas a maioria dos organismos não podem utilizá-lo nesta forma. O nitrogênio em seu estado gasoso pode converter-se em formas utilizáveis (nitratos, nitritos, e amônia) por processos especiais que necessitam de energia. Por exemplo, os processos industriais usam combustíveis para converter o gás nitrogênio para fertilizantes nitrogenados para fazendas. A energia nos relâmpagos converte o nitrogênio em nitratos na chuva. As plantas, algas e bactérias que podem fazer isto são chamadas fixadoras de nitrogênio. Algumas plantas e árvores possuem nódulos que fixam o nitrogênio usando açúcar que é transportado desde as folhas como fonte de energia. As algas azul-esverdeadas podem fixar o nitrogênio usando a luz solar. Algumas bactérias podem fixar o nitrogênio usando matéria orgânica como fonte de energia.
A Figura abaixo mostra o Ciclo do Nitrogênio nos ecossistemas. Iniciando pelos organismos fixadores de nitrogênio, o nitrogênio passa às plantas, e logo para os animais, seguindo a cadeia alimentar. Nas plantas e nos animais, o nitrogênio se encontra em forma de compostos orgânicos como as proteínas. O nitrogênio retorna para o solo e a água em forma de dejetos animais e pela decomposição de plantas e animais. Várias substâncias de dejetos que contém nitrogênio, como a uréia na urina, são convertidas por bactéria em amônia, nitritos e nitratos; estes são usados novamente pelas plantas para fechar o ciclo. Alguns microorganismos devolvem o nitrogênio à atmosfera como gás nitrogênio. Isto se chama desnitrificação.
Ciclo do Nitrogênio em um ecossistema. 'M' representa os microorganismos.
Diagramas parecidos podem ser desenhados para cada substância química utilizada nos processos de produção e consumo, tais como o carbono e o oxigênio.
Em resumo, os diagramas simbólicos são uma forma de representar os fluxos dentro dos ecossistemas incluindo energia, água, e fósforo. O diagrama, com todos seus componentes, mostra como a energia e os materiais interatuam para formar um único sistema.
Fonte: www.unicamp.br
O Ciclo do Nitrogênio ou ciclo do azoto é o ciclo biogeoquímico que comporta as diversas transformações que este elemento sofre no seu ciclo entre o reino mineral e os seres vivos.
Ciclo do Nitrogênio ou ciclo do azoto
O processo pelo qual o nitrogênio ou azoto circula através das plantas e do solo pela acção de organismos vivos é conhecido como Ciclo do Nitrogênio ou ciclo do azoto. O ciclo do azoto é um dos ciclos mais importantes nos ecossistemas terrestres. O azoto é usado pelos seres vivos para a produção de moléculas complexas necessárias ao seu desenvolvimento tais como aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos.
O principal repositório de azoto é a atmosfera (78% desta é composta por azoto) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos. Apesar de extremamente abundante na atmosfera o azoto é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o azoto sob duas formas sólidas: ião de amónio (NH4+) e ião de nitrato (NO3-), cuja existência não é tão abundante. Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação. A maioria das plantas obtém o azoto necessário ao seu crescimento através do nitrato, uma vez que o ião de amónio lhes é tóxico em grandes concentrações. Os animais recebem o azoto que necessitam através das plantas e de outra matéria orgânica, tal como outros animais (vivos ou mortos).
A fixação é o processo através do qual o azoto é capturado da atmosfera em estado gasoso (N2) e convertido em formas úteis para outros processos químicos, tais como amoníaco (NH3), nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-). Esta conversão pode ocorrer através de vários processos, os quais são descritos nas secções seguintes.
Algumas bactérias têm a capacidade de capturar moléculas de azoto (N2) e transformá-las em componentes úteis para os restantes seres vivos. Entre estas, existem bactérias que estabelecem uma relação de simbiose com algumas espécies de plantas (leguminosas) e bactérias que vivem livres no solo. A simbiose é estabelecida através do consumo de amoníaco por parte das plantas; amoníaco este que é produzido pelas bactérias que vivem nos caules das mesmas plantas.
A fixação atmosférica ocorre através dos relâmpagos, cuja elevada energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que os seus átomos se liguem com moléculas de oxigénio existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO). Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e depositado no solo.
A fixação atmosférica contribui com cerca de 5-8% de todo o nitrogênio fixado.
Através de processos industriais (nomeadamente o processo de Haber-Bosch) é possível produzir amoníaco (NH3) a partir de azoto (N2) e hidrogénio (H2). O amoníaco é produzido principalmente para uso como fertilizante cuja aplicação sustenta cerca de 40% da população mundial.
A combustão decorrente dos motores dos automóveis e de centrais de energia liberta monóxido e dióxido de azoto (NOx). Estes gases são posteriormente dissolvidos na água da chuva e depositados no solo.
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos e outros compostos orgânicos de nitrogênio.
A incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos ocorre em grande parte nas células jovens em crescimento das raízes.
Através da mineralização (ou decomposição) a matéria orgânica morta é transformada no ião de amônio (NH4+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.
A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz nitratos a partir do amoníaco (NH3). Este processo é levado a cabo por bactérias (bactérias nitrificantes) em dois passos: numa primeira fase o amoníaco é convertido em nitritos (NO2-) e numa segunda fase (através de outro tipo de bactérias nitrificantes) os nitritos são convertidos em nitratos (NO3-) prontos a ser assimilados pelas plantas.
A desnitrificação é o processo pelo qual o azoto volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N2). Este processo ocorre através de algumas espécies de bactérias (tais como Pseudomonas e Clostridium) em ambiente anaeróbico. Estas bactérias utilizam nitratos alternativamente ao oxigénio como forma de respiração e libertam azoto em estado gasoso (N2).
A eutrofização corresponde a alterações de um corpo de água como resultado de adição de azoto ou fósforo.
Os compostos de azoto existentes no solo são transportados através dos cursos de água, aumentando a concentração nos depósitos de água, o que pode fazer com que estes sejam sobre-populados por certas espécies de algas podendo ser nocivo para o ecossistema envolvente.
Os principais repositórios de azoto são a Atmosfera, plantas, animais, solos e os oceanos.
A atmosfera comporta a maior parte do azoto existente na Terra. Este encontra-se principalmente sob a forma de N2. Estima-se que existam 3.9-4.0 x 109 TgN na atmosfera. O tempo de residência médio de uma molécula de N2 na atmosfera é de 10 milhões de anos.
O Azoto encontra-se na atmosfera também sob a forma de monóxido ou dióxido de azoto (NOx) e sob a forma de óxido nitroso (N2O). Sob a forma de NOx existem 1.3-1.4 TgN com um tempo de residência médio de 1 mês. Sob a forma de óxido nitroso (N2O) existem cerca de 1.4 x 103 TgN com um tempo de residência de 100 anos.
Existem cerca de 3 x 104 TgN em plantas e animais, com um tempo de residência de 50 anos.
Os solos contêm cerca de 9.5 x 104 TgN, com um tempo de residência médio de 2000 anos.
Nos oceanos o azoto encontra-se tanto na superfície como no fundo em forma de sedimentos (4-5 x 108 TgN) . À superfície encontra-se dissolvido organicamente (2 x 105 TgN).
O azoto transita entre os vários repositórios a diferentes taxas. A tabela seguinte apresenta os fluxos do azoto entre a atmosfera e os outros repositórios (nomeadamente plantas e solos).
| Mundo | |
| Habitantes [milhões] | 6600 |
| Área terrestre [103 km2] | 148939.1 |
| Área arável % | 13.13 |
| Input | TgN/ano |
|---|---|
| Fixação biológica | 30 |
| Importações (rações) | 40 |
| Fertilizantes sintéticos | 80 |
| Fixação atmosférica | 60 |
| Output | TgN/ano |
| Produtos vegetais | |
| Produtos animais | |
| Emissões gasosas (animais) | |
| Desnitrificação (solos) | 12.2 |
| Emissões gasosas (solos) | 6.9 |
| Emissões aquáticas | 122 |
| Emissões industriais | 20 |
Como resultado da utilização intensiva de fertilizantes e da poluição resultante dos veículos e centrais energéticas, o Homem aumentou significativamente a taxa de produção de azoto utilizável biologicamente. Esta alteração leva a alterações da concentração deste nutriente, modeadamente em depósitos de água (através da eutrofização), e ao excessivo crescimento de determinadas espécies detriorando o ambiente que as rodeia.
Poluição provocada pelas influências antropogénicas do ciclo do azoto pode manifestar-se através de (Naturlink 2000):
Óxido nitroso (N2O), gás libertado essencialmente por via da combustão e o facto de ser pouco reactivo na troposfera permite exercer os seus efeitos nocivos durante muitos anos. O seu efeito na estratosfera assenta na deterioração da camada protectora de ozono com influências das radiações ultravioletas.
Óxidos do Azoto (NOx), particularmente o monóxido e o dióxido do azoto são altamente reactivos, com vidas relativamente curtas, por isso as alterações atmosféricas são apenas detectadas a nível local e regional. Estas alterações manifestam-se principalmente através de nevoeiro fotoquímico, que tem consequências perigosas para a saúde humana, assim como para a produtividade dos ecossistemas. O dióxido do azoto transformado em ácido nítrico compõem a chuva ácida, que destrói monumentos e acidifica solos e sistemas aquáticos, desencadeando profundas alterações na composição das suas comunidades bióticas
Nitratos (NO3-), que contaminam águas que ao serem ingeridas provocam várias disfunções fisiológicas.
Apesar dos ecossistemas terrestres serem vulneráveis ao excesso de azoto, os sistemas aquáticos são os que mais sofrem, porque são os receptores finais do excedente do azoto que chega por escorrência ou através de descargas directas de efluentes não tratados.
Em aquários, o ciclo no nitrogênio é incompleto, devido à ausência da fase anaeróbia. Por esta razão, os aquaristas devem realizar trocas parciais regulares nos seus aquários e assim manter o nível de nitratos em uma gama aceitável.
Fonte: pt.wikipedia.org
O nitrogênio é um elemento que entra na constituição de duas moléculas orgânicas extremamente importantes: as proteínas e os ácidos nucléicos. Embora esteja presente em grande porcentagem no ar atmosférico, na forma de N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas. Como conseqüência, os demais seres vivos dependem daqueles organismos para a fixação do nitrogênio ambiental.
As bactérias que fixam o nitrogênio diretamente da atmosfera vivem próximo à superfície do solo. Ao morrer e ser degradadas, essas bactérias liberam seu nitrogênio no solo, na forma de moléculas de amônia. Outros tipos de bactérias transformam a amônia em nitratos e é, nessa forma, que as plantas absorvem o nitrogênio do solo, por meio de suas raízes. Os herbívoros obterão nitrogênio ao comerem as plantas.
Certas bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão. Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas. A rotação de culturas é uma prática recomendável, porque as plantas leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para outras culturas.
A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas denitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.
Fonte: www.brasilescola.com
