Chu trình nitơ trong hệ sinh thái

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NHÓM CHU TRÌNH NITƠ TRONG HỆ SINH THÁI GVHD: Dương Trí Dũng Nguyễn Thị Ánh Lê Trường An Nguyễn Văn Biết Nguyễn Thế Cường Võ Thị Diệu B1209476 B1309358 B1309362 B1309366 B1309368 Nguyễn Thành Duy B1309370 Lâm Kiều Yến B1206305 NỘI DUNG I II III IV NITƠ VÀ VAI TRÒ CỦA NITƠ CHU TRÌNH NITƠ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC I NITƠ VÀ VAI TRÒ CỦA NITƠ Nitơ nguyên tố có nguồn dự trữ giàu khí (chiếm khoảng 78% thể tích) Nitơ phân tử (N2) có nhiều khí chúng hoạt tính sinh học phần lớn loài sinh vật, số loài sinh vật có khả đồng hoá nitơ dạng Khoảng 85% tác dụng cố định nitơ Trái đất vi sinh vật cố định nitơ thực Nitơ thành phần quan trọng thể sống, cấu thành axit amin, protein, axit nucleic, chlorophyll,… Là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng sinh trưởng phát triển thực vật ( trồng hấp thu Nitơ dạng nitrate (NO 3- ) dạng amon (NH4+) II CHU TRÌNH NITƠ KHÁI QUÁT CHU TRÌNH NITƠ Chu trình nitơ tương tự chu trình khí khác, sinh vật sản xuất hấp thụ đồng hoá chu chuyển qua nhóm sinh vật tiêu thụ, cuối bị sinh vật phân huỷ để trả lại nitơ phân tử cho môi trường Tuy nhiên trình diễn phức tạp, xảy nhanh, liên tục, gồm nhiều công đoạn theo bước CÁC BƯỚC CỦA CHU TRÌNH NITƠ CỐ ĐỊNH ĐẠM SỰ AMON HÓA NITRATE HÓA PHẢN NITRATE HÓA SỰ CỐ ĐỊNH ĐẠM SỰ CỐ ĐỊNH ĐẠM SỰ CỐ ĐỊNH ĐẠM BẰNG CON ĐƯỜNG LÍ- HÓA SỰ CỐ ĐỊNH ĐẠM BẰNG CON ĐƯỜNG SINH HỌC a CỐ ĐỊNH ĐẠM BẰNG CON ĐƯỜNG LÝ- HÓA Thông qua trình điện hóa quang hóa  Chớp nguồn lượng cố định nitơ tạo kết hợp nitơ oxy không khí  Phương trình phản ứng: N2 + O2  NO 2NO + O2  2NO2 3NO2 + H2O  2H+ + 2NO3- + NO  Khí nitơ khí tác động dòng điện tự nhiên (khi có dông bão) tạo thành amoni nitrat, nước mưa đưa vào đất khoảng vài kilôgam hecta năm chu trình nhỏ Chu trình (theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm trình amon hóa N2 Amon khí Vi khuẩn cố định N2 đất chu trình nhỏ Chu trình ( theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Vi khuẩn N2 cố định N2 khí đất Vi khuẩn amôn phản nitrat Nitrit ( NO2 ) chu trình nhỏ Chu trình ( theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Đạm tổng hợp khí  đồng hóa thực vậtvi khuẩn nấm phân giảiamonnitrit nitratvi khuẩn khử nitrat khí chu trình nhỏ Chu trình ( theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Đạm tổng hợp khí  đồng hóa thực vậtđồng hóa động vậtvi khuẩn nấm phân giảiamonnitrit nitratvi khuẩn khử nitrat khí chu trình nhỏ Chu trình (theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm, amon hóa N2 khí  sản xuất phânđồng hóa thực vậtđồng hóa động vậtvi khuẩn nấm phân giải  amôn  khí Các chu trình nhỏ Chu trình ( theo chiều mũi tên): diễn trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hoa, phản nitrat hóa N2 khí  sản xuất phânđồng hóa thực vậtđồng hóa động vậtvi khuẩn nấm phân giải  amôn nitrit  nitrat vikhuẩn phản nitrat  khí Ý NGHĨA CỦA CHU TRÌNH NITƠ  Chu trình nitơ chế trì cân nitơ Trái Đất  Chu trình nitơ động lực cho mối tương tác dương  Quá trình cố định đạm đường sinh học có ý nghĩa việc trì độ phì đất  Lượng nitơ sinh học tích lũy đất nhờ vsv cố định đạm cố ý nghĩa to lớn đói với nông nghiệp, đặc biệt nước có công nghiệp phân bón hóa học chưa phát triển Việc phát nhóm vsv có khả cố định nitơ sử dụng chúng nguồn phân bón hữu hiệu biện pháp tích cực làm giàu nguồn đạm cho đất giảm nguy ô nhiễm môi trường sử dụng nhiều phân bón hóa học III HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG  Ngày nay, cuôc cách mạng công nghiệp ảnh hưởng lớn đến cân Nitơ tự nhiên        Trong nông nghiệp: lạm dụng phân bón hóa học, đặc biệt phân đạm Sự suy giảm đa dạng sinh học tự nhiên Hiện tượng sương mù quang hóa Hiện tượng nóng lên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính Mưa axit Phá hủy tầng ôzôn Ô nhiễm bờ biển, cánh rừng Hiện tượng phú dưỡng ao hồ, kênh rạch v.v… MƯA AXIT N2 + O2 2NO 2NO + O2 2NO2 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO Mưa axit làm: Tăng độ axit đất Hủy diệt rừng Làm hỏng nhà cửa, cầu cống, công trình xây dựng Nguy hại người động vật Sương mù quang hóa Tạo hidrocacbon tác dụng với sản phẩm phản ứng quang hóa NO2 tia sáng mặt trời Ảnh hưởng nghiêm trọng đến thực vật(gây sạm lá, hư hại tế bào thịt lá, hạn chế trình trao đổi chất thực vật) Đối với người: cay mắt, ho, đau đầu, mệt mỏi, bệnh phổi, mức độ nặng tử vong Phá hủy tầng ozon N2 O + O N2 2NO N+N O2 + N NO + O Các gốc phân hủy O3 O3 + NO O2 + N NO2 NO + O Tầng ozon hấp thụ phần lớn tia cực tím xạ mặt trời, không cho tia đến trái đất Nếu tầng ozon bị suy giảm, xạ UV đến trái đất nhiều làm giảm chất lượng không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe người sinh vật, giảm độ bền vật liệu Hình ảnh lỗ thủng tầng ozon nhìn từ mặt trăng Tác hại nitơ người sinh vật Dư thừa N2: làm cân hệ sinh thái (một số loài động thực vật bị tuyệt chủng, số loài ngày phát triển, nguồn nước ô nhiễm ánh sáng mặt trời bị che lấp, tôm cá chết ngạt, trình quang hợp thực vật nước bị ngăn cản) NO, NO3-: tác dụng với hồng cầu máu, làm giảm khả vận chuyển oxi máu Tồn dư Nitrate thể gây ngộ độc, ung thư NH3 nồng độ cao: gây độc cho tất sinh vật người Hợp chất xianua bị thất thoát môi trường: gây hại nghiêm trọng đến môi trường sứ khỏe người (nó chất cực độc) IV BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC  Sản xuất hữu kết hợp với vận động, tuyên truyền hướng dẫn cho nông dân nâng cao ý thức trách nhiệm với môi trường người  Kiểm soát tốt hoạt động ngành công nghiệp giao thông vận tải  Đầu tư xây dựng nhà máy xử lý chất thải Khuyến khích dự án xử lý chất thải biện pháp thân thiện với môi trường  Các quan nhà nước cần có quy định chặt chẽ việc xử lý chất thải, thường xuyên kiểm tra thực xử lý nghiêm trường hợp vi phạm  Tăng cường mối liên kết quốc gia việc quản lý chu trình nitơ toàn cầu Cám ơn thầy bạn ý lắng nghe [...]... sinh học hay cố định trong công nghiệp trong sản xuất phân bón là bước đầu tiên để nitơ đi vào chu trình  Quá trình cố định nitơ làm tăng lượng đạm trong đất, tăng độ phì nhiêu  Nitơ được cố định ở dạng hữu cơ là nguồn đạm cho các vi sinh vật trong đất sử dụng cho các quá trình tiếp theo của chu trình nitơ  Trong chu trình nitơ có nhiều chu trình nhỏ, giữa chúng có sự đan xen rất phức tạp các chu. .. chu trình nhỏ 1 Chu trình 1 (theo chiều mũi tên): diễn ra quá trình cố định đạm và quá trình amon hóa N2 trong Amon khí quyển Vi khuẩn cố định N2 trong đất các chu trình nhỏ 2 Chu trình 2 ( theo chiều mũi tên): diễn ra các quá trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Vi khuẩn N2 trong cố định N2 khí quyển trong đất Vi khuẩn amôn phản nitrat Nitrit ( NO2 ) các chu trình nhỏ 3 Chu trình. .. amôn nitrit  nitrat vikhuẩn phản nitrat  khí quyển Ý NGHĨA CỦA CHU TRÌNH NITƠ  Chu trình nitơ là cơ chế duy trì sự cân bằng nitơ trên Trái Đất  Chu trình nitơ còn là động lực cho mối tương tác dương  Quá trình cố định đạm bằng con đường sinh học có ý nghĩa trong việc duy trì độ phì của đất  Lượng nitơ sinh học được tích lũy trong đất nhờ các vsv cố định đạm cố ý nghĩa to lớn đói với nông nghiệp,... là quá trình phản nitrat hóa Quá trình này diễn ra nhờ các vi khuẩn phản nitrat hóa Các vi khuẩn này sống trong điều kiện thiếu oxy, chúng dùng NO3 làm nguồn oxy để hô hấp yếm khí, giải phóng ra N2O, NO, N2 vào trong khí quyển Khí nitơ được giải phóng ra khỏi quá trình như chất thải NHẬN XÉT  Trong các quá trình của chu trình nitơ thì quá trình cố định nitơ đóng vai trò quan trọng, vì:  Quá trình. .. tổng hợp ra các amino acid Trong đất còn có một bộ phần nitrate được oxy hóa chậm chạp để trở thành thành phần của chất mùn Nitrate hay nitrite đều dễ bị rửa trôi, nhất là trong mùa mưa, nếu không được đồng hóa chúng có thể thoát ra khỏi hệ sinh thái này để đến hệ sinh thái khác qua sự chu chuyển nước ngầm 4 QUÁ TRÌNH PHẢN NITRATE HÓA Con đường chuyển hoá của nitrat qua các quá trình đồng hoá - dị hoá... khuẩn khử nitrat khí quyển các chu trình nhỏ 5 Chu trình 5 (theo chiều mũi tên): diễn ra các quá trình cố định đạm, amon hóa N2 trong khí quyển  sản xuất phânđồng hóa ở thực vậtđồng hóa ở động vậtvi khuẩn và nấm phân giải  amôn  khí quyển Các chu trình nhỏ 6 Chu trình 6 ( theo chiều mũi tên): diễn ra các quá trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hoa, phản nitrat hóa N2 trong khí quyển  sản xuất phânđồng... chất hữu cơ có sẵn trong môi trường Ngoài ra, quá trình cố định nitơ được tiến hành trong công nghiệp, trong đó nitơ và hiđro tương tác với nhau ở nhiệt độ và áp suất cao, tạo nên amoniac có chất xúc tác tham gia Phương pháp này được dùng trong sản xuất phân bón như amoni nitrat Cơ chế của sự cố định: 2.SỰ AMON HÓA Quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ thành muối amon được gọi là quá trình amon hóa (ammonification)... tác dụng của vi sinh vật protein, amino acid, các base nitơ sẽ bị thủy phân tạo thành amino acid Sau đó tiếp tục phân hủy tới NH3 3.QUÁ TRÌNH NITRATE HÓA Chủ yếu là quá trình hiếu khí, thường xảy ra trong đất có pH trung tính, thoát nước tốt Trong điều kiện kỵ khí hoặc trong điều kiện acid mạnh rất hạn chế xảy ra quá trình này Hai bước của quá trình nitrate hóa (nitrification) được trình bày như sau:... chứa nitơ khác cung cấp cho cây và đồng thời làm giàu thêm N cho đất  Nhóm sống tự do (chủ yếu là vi khuẩn và tảo) Trong môi trường nước: các loài vi khuẩn kỵ khí và một số vi sinh vật quang hợp Ở những nơi thoáng khí: chủ yếu là vi khuẩn lam Để hoạt hoá nitơ, những sinh vật tự dưỡng sử dụng năng lượng của quá trình quang hoá hoặc hoá tổng hợp, còn các vi sinh vật dị dưỡng sử dụng năng lượng chứa trong. .. theo chiều mũi tên): diễn ra các quá trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Đạm tổng hợp trong khí quyển  đồng hóa ở thực vậtvi khuẩn và nấm phân giảiamonnitrit nitratvi khuẩn khử nitrat khí quyển các chu trình nhỏ 4 Chu trình 4 ( theo chiều mũi tên): diễn ra các quá trình cố định đạm, amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa Đạm tổng hợp trong khí quyển  đồng hóa ở thực vậtđồng ... trọng sinh trưởng phát triển thực vật ( trồng hấp thu Nitơ dạng nitrate (NO 3- ) dạng amon (NH4+) II CHU TRÌNH NITƠ KHÁI QUÁT CHU TRÌNH NITƠ Chu trình nitơ tương tự chu trình khí khác, sinh vật... để nitơ vào chu trình  Quá trình cố định nitơ làm tăng lượng đạm đất, tăng độ phì nhiêu  Nitơ cố định dạng hữu nguồn đạm cho vi sinh vật đất sử dụng cho trình chu trình nitơ  Trong chu trình. .. CỦA CHU TRÌNH NITƠ  Chu trình nitơ chế trì cân nitơ Trái Đất  Chu trình nitơ động lực cho mối tương tác dương  Quá trình cố định đạm đường sinh học có ý nghĩa việc trì độ phì đất  Lượng nitơ