1. 海洋里的氮元素是什么
氮循環(huán)(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮單質(zhì)和含氮化合物之間相互轉(zhuǎn)換過程的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),。
氮素在自然界中有多種存在形式,,其中,數(shù)量最多的是大氣中的氮?dú)?,總量約3.9×1015 t,。除了少數(shù)原核生物以外,,其他所有的生物都不能直接利用氮?dú)狻D壳?,陸地上生物體內(nèi)儲存的有機(jī)氮的總量達(dá)1.1×1010~1.4×1010 t,。這部分氮素的數(shù)量盡管不算多,但是能夠迅速地再循環(huán),,從而可以反復(fù)地供植物吸收利用,。存在于土壤中的有機(jī)氮總量約為3.0×1011 t,,這部分氮素可以逐年分解成無機(jī)態(tài)氮供植物吸收利用。海洋中的有機(jī)氮約為5.0×1011 t,,這部分氮素可以被海洋生物循環(huán)利用,。
構(gòu)成氮循環(huán)的主要環(huán)節(jié)是:生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成、氨化作用,、硝化作用,、反硝化作用和固氮作用。
2. 海洋中氮的分布
含氮量低是因為大海的沖刷
3. 海洋里的氮元素是什么東西
我們地球的大氣層是由78%的氮?dú)狻?1%的氧氣以及其他諸如水蒸氣和二氧化碳等痕量氣體組成,。相對于其他行星的大氣層而言,,這是一種比較奇怪的混合。木星和土星主要由氫氣和氦氣組成,;金星那厚厚的大氣層中有大約96%為二氧化碳,,而只有3%的氮?dú)猓鹦悄窍”〉拇髿鈱又械臍怏w比例與此相類似,。那為什么我們地球的大氣層是主要由氮?dú)鈽?gòu)成的呢,?
事實上,情況并非總是如此,。就像大多數(shù)行星一樣,,地球最早的大氣主要是氫和氦組成。這兩種元素是目前宇宙中最為豐富的,,恒星的最主要成分就是氫,,其次是氦。在宇宙大爆炸所產(chǎn)生的原子之中,,有大約92%是氫,,其余的大部分是氦。而元素周期表中的所有其他元素都是通過諸如在恒星中心進(jìn)行核聚變等天體物理過程中形成的,。時至今日,這些天體物理過程只形成了很少量的宇宙元素,。
整個太陽系都是誕生自同一片太陽星云
因為恒星與行星都是形成自同一片星云,,所以當(dāng)行星最初形成之時,其成分主要是氫和氦,。一些氫會與其他元素成鍵,,但大多數(shù)仍然是游離的氫。氫和氦都是輕元素,,所以它們會傾向于揮發(fā)進(jìn)入太空,。諸如木星等氣態(tài)巨行星有著足夠的引力來束縛住大部分的氫和氦,這就是為什么這些元素主導(dǎo)了氣態(tài)巨行星的大氣層,。但是地球的引力不夠強(qiáng)大,,所以地球早期大氣層中的氦和游離氫揮發(fā)進(jìn)入太空,。
在剩下的元素中,碳,、氮,、氧是最豐富的。這是基于這樣的事實:在大型恒星中的主要核聚變反應(yīng)是碳氮氧循環(huán),,作為副產(chǎn)物產(chǎn)生了碳氮氧這些元素,。這些元素很容易與其他元素發(fā)生反應(yīng),并產(chǎn)生諸如水(H2O),、二氧化碳(CO2)和氨(NH3)等氣體,。年輕地球的地質(zhì)活動要比今天活躍得多,而火山活動釋放出了大量的這些氣體,,然后隨著時間的推移,,它們主宰了地球的大氣層。
那為什么金星和火星的大氣層主要是由二氧化碳組成,,而地球的則不是呢,?所有的這一切都要?dú)w結(jié)于水。地球的火山活動驅(qū)使地球大氣層變成金星和火星那樣被二氧化碳主導(dǎo),,但地球也擁有大量液態(tài)水的海洋,。二氧化碳易溶于水之中,所以我們的海洋吸收了大氣中的二氧化碳,,留下一個主要由氨組成的大氣,。
結(jié)果是,氨在地球大氣層中不穩(wěn)定,。當(dāng)被來自太陽的紫外線照射時,,氨就會分解成氮和氫。然后,,游離出的氫揮發(fā)進(jìn)入太空,,留下了就是氮。金星的大氣層也可能遵循了類似的過程,,但是沒有廣闊的海洋來把二氧化碳從大氣中吸收出來,。
即使擁有廣闊的海洋,地球大氣層也可能會被二氧化碳主宰而不適于生命的存在,,這里還需要有關(guān)鍵的因素,。早期的藍(lán)藻細(xì)菌能使用陽光和溶解于地球海洋中的二氧化碳溶解來產(chǎn)生能量,然后氧氣作為副產(chǎn)物被釋放出,。早期氧氣與鐵結(jié)合形成一層鐵銹,,但最終開始構(gòu)成地球大氣層的主要成分之一。藍(lán)藻細(xì)菌消耗了二氧化碳,,這樣能使更多的二氧化碳溶解到海洋之中,。因此,,這些過程導(dǎo)致了地球現(xiàn)如今的大氣主要是由氮?dú)夂脱鯕饨M成。
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4. 氮元素在海洋中的循環(huán)
陸地和海洋中的硫通過生物分解,、火山爆發(fā)等進(jìn)入大氣,;大氣中的硫通過降水和沉降、表面吸收等作用,,回到陸地和海洋,;地表徑流又帶著硫進(jìn)入河流,輸往海洋,,并沉積于海底,。
在人類開采和利用含硫的礦物燃料和金屬礦石的過程中,硫被氧化成為二氧化硫(SO2)和還原成為硫化氫(H2S)進(jìn)入大氣,。硫還隨著酸性礦水的排放而進(jìn)入水體或土壤,。5. 海水中氮的存在形態(tài)
自然界中的磷主要以化合物形態(tài)存在,常用于制造磷肥,、農(nóng)藥,、洗滌劑等。當(dāng)含磷,、氮等營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)和生活 污水直接排入江河時,,如超過一定標(biāo)準(zhǔn),就會導(dǎo)致水面藻類大量繁殖,,水質(zhì)變綠,、發(fā)黃,甚至呈現(xiàn)紅色,,若發(fā)生在湖面稱為“ 水華”,,若發(fā)生在海域則稱為“赤潮”?!?/p>
6. 氮在海洋中的存在形態(tài)
海水營養(yǎng)鹽的分布有垂直分布和區(qū)域分布,,這里說的是垂直分布。在海水表層(真光層)植物生長吸收營養(yǎng)鹽,,另外代謝產(chǎn)生的廢物經(jīng)分解又產(chǎn)生營養(yǎng)鹽溶于水中,,那些沉降到深層的尸體或排泄物分解產(chǎn)生的營養(yǎng)鹽,又可循回到表層,。
南極海域的浮游植物在生長繁殖過程中,大量消耗營養(yǎng)鹽,,但因來源充足,,海水中仍然有相當(dāng)豐富的營養(yǎng)鹽。
近海區(qū)由于夏季時浮游植物的繁殖和生長旺盛,,使表層水中的營養(yǎng)鹽消耗殆盡,;冬季浮游植物生長繁殖衰退,,而且海水的垂直混合加劇,使沉積于海底的有機(jī)物分解而生成的營養(yǎng)鹽得以隨上升流向表層補(bǔ)充,,使表層的營養(yǎng)鹽含量增高,。
成分
海水中一些含量較微的磷酸鹽、硝酸鹽,、亞硝酸鹽,、銨鹽和硅酸鹽。嚴(yán)格地說,,海水中許多主要成分和微量金屬也是營養(yǎng)成分,,但傳統(tǒng)上在化學(xué)海洋學(xué)中只指氮、磷,、硅元素的這些鹽類為海水營養(yǎng)鹽,。
因為它們是海洋浮游植物生長繁殖所必需的成分,也是海洋初級生產(chǎn)力和食物鏈的基礎(chǔ),。反過來說,,營養(yǎng)鹽在海水中的含量分布,明顯地受海洋生物活動的影響,,而且這種分布,,通常和海水的鹽度關(guān)系不大。
7. 海洋中的元素含量
前十位元素是H,、O,、Cl、Na,、Mg,、S、Ca,、K,、Br、C,。
海水的成分是很復(fù)雜的,。海水中化學(xué)元素的含量差別很大。除氫和氧外,,每升海水中含量在 1 毫克以上的元素有Cl,、Na、Mg,、S,、Ca、K,、Br,、C,、Sr、B 和 F 11種,,一般稱為“主要元素”,。
每升海水中含量在 1 毫克以下的元素,叫“微量元素”或“痕量元素”,。 海水中幾種主要無機(jī)鹽的濃度如下: Cl- 19.10g/kg,, Na+ 10.62 g/kg, SO4-- 2.66g/kg,, Mg+ + 1.28g/kg,, Ca+ + 0.40g/kg, K+ 0.38g/kg,, 痕量元素 0.25g/kg,。
8. 海水中的氮
(一定量海水中的氮含量) 與 (一定量海水中的磷含量)之比。
N/P比值表示出由于海洋中浮游植物同時消耗氮和磷,,使氮和磷以同樣的方式變化,,故使N/P比值保持恒定。N∶P比值能反映浮游植物生長的總效應(yīng),,也有人把它用于海水中不同水團(tuán)的鑒定,。
9. 海洋里的氮元素是什么元素
氮元素絕大多數(shù)以氮?dú)庑问酱嬖冢俨糠忠曰闲问酱嬖谟趧又参矬w內(nèi)
一 氣態(tài):氮?dú)庵饕詺怏w的方式存在于大氣當(dāng)中,。氮?dú)庵饕即髿怏w積的78.08%是空氣的主要成分,。
二,氮在地殼中的重量百分比含量是0.0046%,,總量約達(dá)到4×1012噸,,土壤中有硝酸鹽。
三.動植物物種的蛋白質(zhì)都含有氮,,(氨基酸RCHNH2COOH是構(gòu)成動物所需營養(yǎng)蛋白的基本物質(zhì))
四.溶解在水中的溶解氮
太陽系只有地球上有生命,,原因可能有很多,最主要的原因就是地球上有得天獨(dú)厚的大氣層,。地球上氮?dú)夂空剂?8%,,氧氣21%,其它氣體1%,,氮?dú)庹急群喼备叩秒x譜,。
地球上78%的氮?dú)庠趺磥淼哪兀亢蜕袥]有關(guān)系,?
地球在46億年前也是一個主要為氫和氦及塵埃形成的星球,。由于初始地球引力太小,氫與氦氣太輕,無法挽留住,,只得任由它們逃到太空。
38億年前,,地球的固體塵埃凝聚成了內(nèi)核,,地幔、地殼,、地表逐漸形成,。在彗星不斷撞擊、火山噴發(fā)及地殼板塊等多種作用下,,地球又生成了二氧化碳,、甲烷、氮,、硫化氫,、水蒸氣和氨等較重的氣體,經(jīng)過億萬年的積累,,逐漸形成了次生大氣,。
此后,生命隨之出現(xiàn),,植物開始覆蓋海洋和大陸,。植物開始在光合作用下大量蠶食二氧化碳放出氧氣,大氣中的氧氣含量急劇上升,,它改變了大氣的結(jié)構(gòu),。
氧氣是十分活躍的氣體,它們又不斷和氨發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,不斷釋放出氮,。氮?dú)馐嵌栊詺怏w,不像氧氣那么易于其它物質(zhì)合作,。因此,,氨氣被消耗后,氮?dú)庖恢绷粼谠诳罩?,成為含量最多的氣體,。
最后大氣層形成了現(xiàn)在以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鞯母窬?/p>