L ỜI GIỚI THIỆ Ụ
3.4.KHÍ NITƠ HOÀ TAN
Khí Nitơ hoà tan trong nước biển tồn tại ở dạng phân tử tự do N2. Là một khí bền vững về mặt hoá học và rất khó bị sinh vật đồng hoá, Nitơ hoà tan trong nước biển là hợp phần hoá học khá ổn định. Nồng độ Nitơ ở lớp nước mặt thường đạt bão hoà, giá trị tuyệt đối thay đổi từ 14,1 mlN2/l ở các vùng biển vĩ độ cao đến 8,2 mlN2/l ở các vùng biển nhiệt đới, xích đạọ Biến đổi này phụ thuộc chủ yếu vào biến đổi của nhiệt độ nước có liên quan đến hệ số hấp thụ Nitơ từ khí quyển vào nước biển.
phương pháp phân tích hoá học là rất khó khăn do tính trơ của nó. Tuy nhiên, do quy luật hoà tan của Nitơ trong nước biển có liên quan đến biến đổi của nhiệt độ và độ muối cũng tương tự như quy luật hoà tan của Ôxy, nên thay cho các phương pháp phân tích hoá học người ta thường tính nồng độ Nitơ theo nồng độ Ôxy hoà tan qua công thức của Havey:
N2[ml/l] = 1,7331 O2[ml/l] + 0,3813
Do là thành phần bền vững về hoá học nên nồng độ Nitơ ở các lớp nước sâu cũng rất gần với nồng độ bão hoà, thường chỉ sai khác không quá 5%. Khi xáo trộn các khối nước bão hoà Nitơ nhưng có nhiệt độ khác nhau thì hỗn hợp sẽ trở nên quá bão hoà. Vì vậy khi nước lạnh dưới sâu (thường gần bão hoà Nitơ) trồi lên xáo trộn với nước ấm trên mặt (bão hoà Nitơ) ta sẽ thấy được hiện tượng quá bão hoà. Căn cứ vào mức độ quá bão hoà của Nitơ trong khối nước và độ lệch khỏi mối quan hệ Nitơ-Ôxy nêu trên, có thể biết được nguồn gốc và tuổi của khối nước.
Ngoài ra, trong các biển còn có thể có một số điều kiện cho phép vi sinh vật thực hiện một số quá trình làm thay đổi nồng độ Nitơ. Ví dụ, một số loài vi khuẩn (như Azotobacter và Clostridium) có khả năng chuyển Nitơ tự do thành hợp chất, ngược lại cũng có một số loài khử được Nitơ của Nitrát thành Nitơ tự do:
5CH2O + 5H2O + 4NO3- + 4H+ ⎯→ 5CO2 + 2N2 + 12H2O 4NO3- + 5C ⎯→ 2CO3-2 + 2N2 + 3CO2
Do tính trơ về mặt hoá học nên không có một phương pháp hoá học hữu hiệu nào để xác định nồng độ khí Nitơ hoà tan trong nước biển. Xác định nồng độ Nitơ bằng các phương pháp khác khá phức tạp về mặt kỹ thuật. Cùng với điều đó, khí Nitơ hoà tan trong biển lại ít có ý nghĩa về mặt sinh hoá học nên cho đến nay các nghiên cứu về Nitơ hoà tan trong biển còn rất nghèo nàn.