다음은 작동 방식에 대한 고장입니다.
1. 천연 질소 고정 :
* 생물학적 질소 고정 : 이것은 가장 일반적인 유형의 질소 고정입니다. 그것은 질소 고정 박테리아라고 불리는 특정 유형의 미생물, 주로 박테리아에 의해 수행됩니다. 이 박테리아는 토양, 물, 콩과 같은 특정 식물의 뿌리를 포함한 다양한 환경에 살고 있습니다. 그들은 효소 질소 효소를 사용하여 대기 질소 가스 (NIT)를 암모니아 (NHI)로 전환하는 능력이 있습니다. 이 과정은 많은 에너지가 필요하며 박테리아와 숙주 유기체 사이의 공생 관계에 의해 종종 촉진됩니다.
* 대기 질소 고정 : 소량의 질소 고정은 번개 타격으로 인해 대기에서 자연적으로 발생합니다. 번개가 끊어진 질소 분자의 강렬한 열과 에너지는 산소와 반응하여 질소 산화물을 형성하여 물에 용해되고 식물이 사용할 수있는 질산염을 형성 할 수 있습니다.
* 산업 질소 고정 : 이것은 질소 가스를 고압 및 온도 하에서 수소 가스와 반응하여 암모니아를 생성하는 인간 중심의 공정입니다. Haber-Bosch 프로세스는이 목적에 사용되는 주요 산업 방법입니다. 이 암모니아는 비료, 폭발물 및 기타 산업 제품을 생산하는 데 사용됩니다.
2. 질소 고정 과정 :
* NH ~ NH₃ : 질소 고정 박테리아는 효소 질소 효소를 가지며, 이는 대기 질소에서 강한 트리플 결합을 파괴 할 수있다 (NIT). 이것은 질소를 수소와 결합하여 암모니아 (NH₃)를 형성 할 수있게한다. 반응은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
* nh n ~ no₃⁻ : 그런 다음 박테리아에 의해 생성 된 암모니아는 질산화라고 불리는 과정에서 다른 박테리아에 의해 질산염 (NOI)으로 전환됩니다. 질산염은 식물에 쉽게 흡수되며 필수 분자를 구축하는 데 사용될 수 있습니다.
3. 질소 고정이 중요한 이유는 무엇입니까?
* 생명에 필수 : 질소는 DNA, RNA, 단백질 및 기타 필수 분자의 주요 성분입니다.
* 영양소 사이클링 : 질소 고정은 환경에서 질소의 공급을 보충하여 식물과 궁극적으로 모든 생명 형태에 이용할 수 있도록합니다.
* 식품 생산 : 산업적으로 고정 된 질소에서 생산 된 질소 비료는 현대 농업을 지원하고 식량 안보를 보장하는 데 중요한 역할을합니다.
4. 도전과 시사점 :
* 환경 영향 : 산업 질소 고정은 환경에서 과도한 질소를 유발하여 수역 및 온실 가스 배출의 부영양화에 기여할 수 있습니다.
* 지속 가능성 : 환경 영향을 최소화하면서 농업의 질소를 생산하는 지속 가능한 방법을 찾는 것은 중요한 과제입니다.
전반적으로, 질소 고정은 지구 생태계에서 중요한 역할을하는 복잡한 과정입니다. 이 과정을 이해하는 것은 질소 자원을 지속적으로 관리하고 지구의 건강을 유지하는 데 필수적입니다.
