海洋里的氮元素(海洋里的氮元素是什么)

江南官网app 2023-05-12 11:14 编辑:jing 293阅读

1. 海洋里的氮元素是什么

氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。

氮素在自然界中有多种存在形式,其中,数量最多的是大气中的氮气,总量约3.9×1015 t。除了少数原核生物以外,其他所有的生物都不能直接利用氮气。目前,陆地上生物体内储存的有机氮的总量达1.1×1010~1.4×1010 t。这部分氮素的数量尽管不算多,但是能够迅速地再循环,从而可以反复地供植物吸收利用。存在于土壤中的有机氮总量约为3.0×1011 t,这部分氮素可以逐年分解成无机态氮供植物吸收利用。海洋中的有机氮约为5.0×1011 t,这部分氮素可以被海洋生物循环利用。

构成氮循环的主要环节是:生物体内有机氮的合成、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

含氮量低是因为大海的冲刷

3. 海洋里的氮元素是什么东西

我们地球的大气层是由78%的氮气、21%的氧气以及其他诸如水蒸气和二氧化碳等痕量气体组成。相对于其他行星的大气层而言,这是一种比较奇怪的混合。木星和土星主要由氢气和氦气组成;金星那厚厚的大气层中有大约96%为二氧化碳,而只有3%的氮气,火星那稀薄的大气层中的气体比例与此相类似。那为什么我们地球的大气层是主要由氮气构成的呢?

事实上,情况并非总是如此。就像大多数行星一样,地球最早的大气主要是氢和氦组成。这两种元素是目前宇宙中最为丰富的,恒星的最主要成分就是氢,其次是氦。在宇宙大爆炸所产生的原子之中,有大约92%是氢,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过诸如在恒星中心进行核聚变等天体物理过程中形成的。时至今日,这些天体物理过程只形成了很少量的宇宙元素。

整个太阳系都是诞生自同一片太阳星云

因为恒星与行星都是形成自同一片星云,所以当行星最初形成之时,其成分主要是氢和氦。一些氢会与其他元素成键,但大多数仍然是游离的氢。氢和氦都是轻元素,所以它们会倾向于挥发进入太空。诸如木星等气态巨行星有着足够的引力来束缚住大部分的氢和氦,这就是为什么这些元素主导了气态巨行星的大气层。但是地球的引力不够强大,所以地球早期大气层中的氦和游离氢挥发进入太空。

在剩下的元素中,碳、氮、氧是最丰富的。这是基于这样的事实:在大型恒星中的主要核聚变反应是碳氮氧循环,作为副产物产生了碳氮氧这些元素。这些元素很容易与其他元素发生反应,并产生诸如水(H2O)、二氧化碳(CO2)和氨(NH3)等气体。年轻地球的地质活动要比今天活跃得多,而火山活动释放出了大量的这些气体,然后随着时间的推移,它们主宰了地球的大气层。

那为什么金星和火星的大气层主要是由二氧化碳组成,而地球的则不是呢?所有的这一切都要归结于水。地球的火山活动驱使地球大气层变成金星和火星那样被二氧化碳主导,但地球也拥有大量液态水的海洋。二氧化碳易溶于水之中,所以我们的海洋吸收了大气中的二氧化碳,留下一个主要由氨组成的大气。

结果是,氨在地球大气层中不稳定。当被来自太阳的紫外线照射时,氨就会分解成氮和氢。然后,游离出的氢挥发进入太空,留下了就是氮。金星的大气层也可能遵循了类似的过程,但是没有广阔的海洋来把二氧化碳从大气中吸收出来。

即使拥有广阔的海洋,地球大气层也可能会被二氧化碳主宰而不适于生命的存在,这里还需要有关键的因素。早期的蓝藻细菌能使用阳光和溶解于地球海洋中的二氧化碳溶解来产生能量,然后氧气作为副产物被释放出。早期氧气与铁结合形成一层铁锈,但最终开始构成地球大气层的主要成分之一。蓝藻细菌消耗了二氧化碳,这样能使更多的二氧化碳溶解到海洋之中。因此,这些过程导致了地球现如今的大气主要是由氮气和氧气组成。

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4. 氮元素在海洋中的循环

陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气;大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用,回到陆地和海洋;地表径流又带着硫进入河流,输往海洋,并沉积于海底。

在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中,硫被氧化成为二氧化硫(SO2)和还原成为硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。

5. 海水中氮的存在形态

自然界中的磷主要以化合物形态存在,常用于制造磷肥、农药、洗涤剂等。当含磷、氮等营养物质的工业和生活 污水直接排入江河时,如超过一定标准,就会导致水面藻类大量繁殖,水质变绿、发黄,甚至呈现红色,若发生在湖面称为“ 水华”,若发生在海域则称为“赤潮”。 

6. 氮在海洋中的存在形态

海水营养盐的分布有垂直分布和区域分布,这里说的是垂直分布。在海水表层(真光层)植物生长吸收营养盐,另外代谢产生的废物经分解又产生营养盐溶于水中,那些沉降到深层的尸体或排泄物分解产生的营养盐,又可循回到表层。

南极海域的浮游植物在生长繁殖过程中,大量消耗营养盐,但因来源充足,海水中仍然有相当丰富的营养盐。

近海区由于夏季时浮游植物的繁殖和生长旺盛,使表层水中的营养盐消耗殆尽;冬季浮游植物生长繁殖衰退,而且海水的垂直混合加剧,使沉积于海底的有机物分解而生成的营养盐得以随上升流向表层补充,使表层的营养盐含量增高。

成分

海水中一些含量较微的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硅酸盐。严格地说,海水中许多主要成分和微量金属也是营养成分,但传统上在化学海洋学中只指氮、磷、硅元素的这些盐类为海水营养盐。

因为它们是海洋浮游植物生长繁殖所必需的成分,也是海洋初级生产力和食物链的基础。反过来说,营养盐在海水中的含量分布,明显地受海洋生物活动的影响,而且这种分布,通常和海水的盐度关系不大。

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。

海水的成分是很复杂的。海水中化学元素的含量差别很大。除氢和氧外,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种,一般称为“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”。 海水中几种主要无机盐的浓度如下: 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) 与 (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时消耗氮和磷,使氮和磷以同样的方式变化,故使N/P比值保持恒定。N∶P比值能反映浮游植物生长的总效应,也有人把它用于海水中不同水团的鉴定。

9. 海洋里的氮元素是什么元素

氮元素绝大多数以氮气形式存在,少部分以化合形式存在于动植物体内

一 气态:氮气主要以气体的方式存在于大气当中。氮气主要占大气体积的78.08%是空气的主要成分。

二,氮在地壳中的重量百分比含量是0.0046%,总量约达到4×1012吨,土壤中有硝酸盐。

三.动植物物种的蛋白质都含有氮,(氨基酸RCHNH2COOH是构成动物所需营养蛋白的基本物质)

四.溶解在水中的溶解氮

太阳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独厚的大气层。地球上氮气含量占了78%,氧气21%,其它气体1%,氮气占比简直高得离谱。

地球上78%的氮气怎么来的呢?和生命有没有关系?

地球在46亿年前也是一个主要为氢和氦及尘埃形成的星球。由于初始地球引力太小,氢与氦气太轻,无法挽留住,只得任由它们逃到太空。

38亿年前,地球的固体尘埃凝聚成了内核,地幔、地壳、地表逐渐形成。在彗星不断撞击、火山喷发及地壳板块等多种作用下,地球又生成了二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢、水蒸气和氨等较重的气体,经过亿万年的积累,逐渐形成了次生大气。

此后,生命随之出现,植物开始覆盖海洋和大陆。植物开始在光合作用下大量蚕食二氧化碳放出氧气,大气中的氧气含量急剧上升,它改变了大气的结构。

氧气是十分活跃的气体,它们又不断和氨发生化学反应,不断释放出氮。氮气是惰性气体,不像氧气那么易于其它物质合作。因此,氨气被消耗后,氮气一直留在在空中,成为含量最多的气体。

最后大气层形成了现在以氮气和氧气为主的格局

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