Оксиды азота

Оксиды азота играют важную роль в фотохимических реакциях в страто- и тропосфере (с участием озона), являются парниковыми газами (парниковый эффект N₂O больше чем у СH₄ и СО₂), участвуют в формировании кислотных дождей.

Значительное количество NO_Х (NO и NO₂) образуется в результате процессов горения – при пожарах (10¼ 200 ГтN/год), сжигании топлива (15¼ 40 ГтN/год). Максимальное количество техногенных оксидов азота дают промышленно развитые страны, причем более 90% приходится на Северное полушарие. Однако их концентрации в воздухе невысоки, так что пока проблему представляет не глобальное, а локальное и региональное загрязнение.

Оксиды азота являются промежуточными продуктами наземной и океанической нитрификации, денитрификации, нитратного дыхания и других микробиологических процессов. Источник N₂O – исключительно деятельность микроорганизмов, причем его концентрация в последнее время быстро возрастает, что приписывают возрастающему употреблению азотных удобрений. В агросистемах до 20% азота может превращаться в N₂O. Поток этого оксида из океана оценивается в 5 Мт/год.

Следует отметить, что выделение небольших количеств оксидов азота почвой возможно и без участия микроорганизмов.

Физический перенос азота

Существует обмен азотом между сушей и океаном. В составе растворимых солей с континентов в океан поступает 30…60∙ 10⁶ тN/год. С другой стороны, при средней концентрации в морской воде азота 0, 5 мг/л с брызгами в атмосферу переходит в виде аэрозолей некоторое их количество, из которых 90% возвращается в океан, а 10% переносится на сушу и выпадает с атмосферными осадками. Органическое вещество суши также смывается в океан (700∙ 10⁶ т/год), в его составе поступает около 7∙ 10⁶ т N/год. Это вещество входит в состав дисперсного органического вещества океана, которое содержит 120∙ 10⁶ т N. Частицы органического вещества постепенно опускаются на дно и входят в осадки Мирового океана в количестве 20∙ 10⁶ т/год. Однако основная масса азота подвергается денитрификации и возвращается в круговорот, а в осадок входит небольшая часть N органического. Полагают, что его убыль компенсируется поступлением из вулканических газов (1…9)∙ 10⁶ тN/год.

Промышленная фиксация азота

Получение аммиака из азота воздуха идет в присутствии металлического катализатора при температуре до 550°С и давлении до 250 атм. Азот получают из воздуха, водород – из метана. Основная реакция процесса:

N₂+3H₂ = 2NH₃ .

Объем производства аммиака составляет 100∙ 10⁶ тN/год, из них более 80% используется для получения удобрений.