Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Nitrogén vizes környezetben Dr. Fórizs István. Nitrogénizotópok gyakorisága 14 N=99,6% 15 N=0,36% Dúsulási tényező ka = kiindulási anyag, t = termék ε.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Nitrogén vizes környezetben Dr. Fórizs István. Nitrogénizotópok gyakorisága 14 N=99,6% 15 N=0,36% Dúsulási tényező ka = kiindulási anyag, t = termék ε."— Előadás másolata:

1 Nitrogén vizes környezetben Dr. Fórizs István

2 Nitrogénizotópok gyakorisága 14 N=99,6% 15 N=0,36% Dúsulási tényező ka = kiindulási anyag, t = termék ε t-ka = (R t /R ka -1)1000 [‰] Ha kicsi a ‘ka’ koncentrációja, vagy kicsi a frakcionáció, akkor ε t-ka ≈ δ t - δ ka

3 Biológiai közbenjárás (baktériumok) •Az élőlények mindig a kisebb energiájú kémiai kötéseket bontják szívesebben ( 14 N). •Következmény: a produktum izotóposan minding könnyebb, mint a visszamaradó anyag. •NH 4 + → NO 3 + (δ 15 N NH4 > δ 15 N NO3 ) •NO 3 + → NH 4 + (δ 15 N NO3 > δ 15 N NH4 )

4 A 15 N eloszlása

5 Nitrogén körforgás

6 Átalakulási folyamatok N 2 megkötés •Természetes N 2 megkötés Tg/év. •Mesterséges N 2 megkötés 140 Tg/év. •Rendszerint elhanyagolható a frakcionáció. •Távlatok??

7 Átalakulási folyamatok Asszimiláció N-tartamú vegyületek (ammónium, nitrit, nitrát) beépülése szerves anyagba •Biológiai folyamat •Rendszerint elhanyagolható a frakcionáció.

8 Átalakulási folyamatok Mineralizáció (ammonifikáció) Szerves N-ből ammónium keletkezik •Biológiai folyamat •Rendszerint elhanyagolható a frakcionáció.

9 Átalakulási folyamatok Nitrifikáció Ammónium átalakulása nitráttá •Több lépéses biológiai folyamat •Oxidatív (aerób) környezet (pl. talaj) •(Vegyérték -III → +V) •Jó közelítésben: 1 O atom légköri, 2 O atom vízmolekulából. •Frakcionáció: ε NO3-NH4 = -12 — -29‰. •!!Ammónia-szökésnél előfordulhat: δ 15 N NO3 > δ 15 N NH4 kezdeti

10 Átalakulási folyamatok Denitrifikáció Nitrát redukciója •Biológiai folyamat (ált. Thiobacillus denitrificans) •Reduktív környezet NO / 4 CH 2 O → 1 / 2 N / 4 HCO / 4 H / 2 H 2 O (Egyidejűleg a  13 C DIC csökken) Szerves anyag helyett a Mn 2+, Fe 2+, szulfid és CH 4 is lehet elektron donor.

11 Nitrát ivóvízben •Csecsemőknél a „kék halál” okozója lehet. •Szabvány határozza meg a megengedett maximális mennyiséget. •Max: 40 mg/L nitrát. •Vagy 10 mg/L N nitrát (≈44 mg/L nitrát).

12 A nitrát izotópos összetétele

13 Bio-alma •A helyi zöldséges azt állítja, hogy ő olyan almát árul, ahol a gyümölcsöst csak szerves trágyával kezelték, műtrágyával nem. •Próbaképpen megmérjük az egyik alma δ 15 N értékét, +19‰? •Igazat mondott?

14 Denitrifikáció •δ R = δ R0 + ε ln(C/C 0 ) (ε < 0) •A δ érték lineáris a koncentráció logaritmusával. •A vízben N 2 többlet keletkezik. •A δ 15 N és a δ 18 O értékek együtt változnak (lineáris kapcsolat, ahol a meredekség 0,5). •ε 15 N ≈ -16‰, ε 18 O ≈ -8‰

15 Denitrifikáció a δ 15 N-δ 18 O diagramon

16 Denitrifikáció

17 Szennyezés szikkasztóból Aravena et al  15 N nitrát értékek

18 Savas eső hatása a talaj nitrát- forgalmára (Durka et al. 1994) •Légköri nitrát  18 O értéke: 60-73‰. •Talajban képződött nitrát  18 O értéke: 0,8-5,8‰ (mikrobiális nitrát, 1 O atom légkörből, 2 O atom a vízből származik)

19 Légköri és forrásvíz nitrát

20 Savas esők hatása •Az egészséges fenyőerdőben a légköri eredetű nitrát 16-30%-a került a területről távozó forrásvízbe. •A savasodás következtében pusztuló fenyőerdőben a légköri eredetű nitrát %-a került a területről távozó forrásvízbe.

21 C. Kendall 1998

22 Lakott területen nitrát szennyezés Fukuda et al •A felszín alatti kemolitoautotróf nitrifikáció (NH 4 + → NO 3 - ) esetében (kísérlet alapján) 1 O atom légköri, 2 O atom vízmolekulából származik:  18 O nitrát = 2 / 3  18 O víz + 1 / 3  18 O légkör A valóságban a mért  18 O mindig pozitívabb +5—+10‰-kel.

23 Az eltérés lehetséges okai •A telítetlen zónában a talajnedvesség párolog (  18 O víz növekszik). •Kismértékű denitrifikáció. •Mikrobiális légzés (O 2 -ből CO 2 lesz, a maradék O 2  18 O értéke növekszik). •Csapadékkal leülepedő nitrát.

24 Fukuda et al. 2004

25

26

27 Keveredés A B A komponens  15 N = -1 ‰ c NO3 = 10% B komponens  15 N = -22 ‰ c NO3 = 1% keveredés:x rész A víz(1-x) rész B víz  keverék = (x  c A  A + (1-x)  c B  B )/(x  c A + (1-x)  c B )


Letölteni ppt "Nitrogén vizes környezetben Dr. Fórizs István. Nitrogénizotópok gyakorisága 14 N=99,6% 15 N=0,36% Dúsulási tényező ka = kiindulási anyag, t = termék ε."

Hasonló előadás


Google Hirdetések