BORJA_OSWALDO_CICLO DEL NITRÓGENO.pptx
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Ciclo del nitrógeno
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- 1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL INGENIERÍA AMBIENTAL DRA. SILVIA AMADA BUITRÓN INTEGRANTES: OSWALDO BORJA ESTEFANÍA HARO PAULA MONTALVO ANDRÉS MORENO DAVID POALASÍN CALIFICACIÓN: 8/10 1
- 3. 3 INGENIERÍA AMBIENTAL Resultados del aprendizaje de la Unidad Resultados del aprendizaje de la Materia Resultados del aprendizaje de la Carrera Perfil del Egresado Misión Visión Identificar los principales características de los contaminantes atmosféricos Evaluar los principios y leyes de la química, aplicando a prevención y remediación ambiental Investigar, diagnosticar diseñar, ejecutar y controlar las posibles soluciones a los problemas de impacto ambiental. Sólidos conocimientos en Ciencias de la Ingeniería orientados a la prevención, control y remediación ambiental Formar profesionales capaces de formular soluciones ambientales para el desarrollo sustentable Reconocimiento nacional e internacional de la excelencia académica
- 4. NITRÓGENO ATMOSFÉRICO (78%) 𝑵𝟐 RAYOS: FIJACIÓN ELECTROQUÍMICA ENERGÌA DE RUPTURA DE ENLACE 𝑵𝟐: 𝟗𝟒𝟒 𝐤𝐉/𝐦𝐨𝐥 𝑵𝟐 + 𝑶𝟐 → 𝟐 𝑵𝑶 𝟐 𝑵𝑶 + 𝑶𝟐 → 𝟐 𝑵𝑶𝟐 LLUVIA ÁCIDA: 𝟑 𝑵𝑶 𝟐 + 𝑯 𝟐𝐎 → 𝟐 𝑯𝑵𝑶 𝟑 + 𝑵𝑶 NITROSOMAS 2 𝑵𝑯𝟑 + 3 𝑶𝟐 𝟐 𝑵𝑶𝟐 - + 2 𝑯 + + 𝟐 𝑯 𝟐𝐎 NITROBACTER 𝟐 𝑵𝑶𝟐 - + 𝑶𝟐 2𝑵𝑶𝟑 – RHIZOBIUM AZOTOBACTER 𝑵𝑯𝟐 − 𝑪𝑶 − 𝑵𝑯𝟐 + 𝑯𝟐𝑶 𝑶 𝑼𝒓𝒆𝒂𝒔𝒂 + 𝟐𝑵𝑯𝟑 + 𝑪𝑶𝟐 𝑪𝑯𝟐𝑶 𝑵𝑯𝟑 + 𝑶𝟐 𝑶 𝑵𝑯𝟒 + + 𝑯𝑪𝑶𝟑 THIOBACILLUS THIOMICROSPIRA 𝑵𝑶𝟑 → 𝑵𝑶𝟐 → 𝑵𝑶 → 𝑵𝟐𝑶 → 𝑵𝟐 4 FIJACIÓN DIAZÓTROFOS: FIJACIÓN BIOLÓGICA 𝑵𝑯𝟑 NITROGENASA NITRIFICACION ASIMILACIÓN MINERALIZACIÓN DESNITRIFICACIÓN Elaborado por: GRUPO 7 HETEROTROFAS AUTÓTROFAS
- 5. BIBLIOGRAFIA LIBROS Manahan, Stanley E. 2007. Introducción a la química ambiental. 1ª Ed. Editorial Reverté UNAM. México Mohina, G & Moreno, P. 2011.Química. 1era Ed. Editorial Printed.Buenos Aires. Argentina. IMÁGENES NITROBACTER: obtenido de: http://www.denniskunkel.com/gallery/bacteria/23858B.jpg NITROSOMAS: obtenido de: http://www.bma.acuamundomexico.com.mx/articulos%20elemental%20y %20basico/El%20ciclo%20del%20nitrogeno/nitrogeno33.jpg RHIZOBIUM: obtenido de: http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/zdrr0101.jpg AZOTOBACTER: obtenido de: http://i.ytimg.com/vi/fbIO9DO98_A/hqdefault.jpg THIOMICROSPIRA: obtenido de: http://www.env.t.u-tokyo.ac.jp/~kiyo/Thio.gif THIOBACILLUS: obtenido de: http://genome.jgi.doe.gov/thide/thide.jpg 5
Notas del editor
- FECHA DE EXPOSICIÓN: 28/09/2015 CALIFICACIÓN: 8/10 NOMBRE: OSWALDO ALEJANDRO BORJA GOYES
- Combustibles fósiles y la contaminación atmosférica
- Fijación del Nitrógeno El nitrógeno se encuentra presente en la atmósfera en su forma elemental ( 𝑁 2 ), en esta forma, la estructura molecular del gas nitrógeno es muy estable, razón por la cual se requiere una gran cantidad de energía para la separación de los átomos de nitrógeno (944 kJ/mol), y de esta manera formar nuevos compuestos, es así que los rayos hacen la fijación electroquímica del nitrógeno con el oxígeno presente en la atmósfera, obteniéndose el compuesto 𝑁𝑂, y posteriormente la reacción de este compuesto con oxígeno elemental produce 𝑁 𝑂 2 , como acto seguido de una tormenta eléctrica, se presentan precipitaciones en las cuales el compuesto 𝑁 𝑂 2 reacciona con el agua para formar 𝐻𝑁 𝑂 3 (componente de la lluvia ácida) y 𝑁𝑂 como compuesto adicional. En adición, se presenta la fijación biológica del nitrógeno, por los organismos diazótrofos, organismos que no necesitan de nitrógeno fijado para desarrollarse, como ejemplo de estos organismos tenemos a las bacterias del género azotobacter y rhizobium, cuyo mecanismo de acción será descrito más adelante. Nitrificación La nitrificación es un proceso de oxidación biológica del ion amonio (NH4+), el cual es realizado por dos tipos de bacterias que se encuentran en la superficie terrestre o suelo: Nitrosomonas y Nitrobacter, durante este proceso se genera energía que es liberada y utilizada por estas bacterias como fuente de energía primaria. Este proceso ocurre en dos etapas: Las Nitrosomonas y Nitrococcus, oxidan el amoníaco a nitrito (NO2-): 2 NH3 + 3 O2 2 NO2 - + 2 H+ + 2 H2O Las Nitrobacter, transforman el nitrito (NO2-) en nitrato (NO3 –), por este motivo no se encuentra nitrito en el suelo, que además es tóxico para las plantas. 2 NO2 - + O2 2 NO3 – Estas reacciones de oxidación producen acidez. Durante la nitrificación producen varios óxidos de nitrógeno (NO, N2O, NO2-). La transformación de amonio a nitrato aumenta cuando la temperatura de suelo es superior a los 10º C. Asimilación del Nitrógeno Los nitratos al ser muy solubles se introducen fácilmente en la tierra, lo que permite la introducción en los seres fotosintéticos junto con el amoniaco, por medio de sus raíces, donde se encuentran bacterias que viven en simbiosis o asociadas con las plantas principalmente leguminosas como la alfalfa, estos microorganismos son denominados fijadores de nitrógeno, si las bacterias viven en simbiosis se denominan Rhizobium las cuales, posteriormente formarán nódulos en las raíces que es el lugar donde se encuentran ubicadas, elaborando proteínas y aminoácidos. Si la bacteria está asociada se colocará en espacios vacíos entre las células sin alterar su estructura como el azotobacter. Los compuestos nitrogenados vegetales son transmitidos mediante la cadena alimenticia hacia los animales, denominándose compuestos nitrogenados animales. El nitrógeno continuará con su ciclo mediante los desechos de animales, así como la muerte de plantas y animales mediante el proceso de descomposición de la materia orgánica. Amonificación Consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco, se inicia cuando los organismos producen desechos como urea (orina) y ácido úrico (excreta de las aves), sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico. El amoníaco queda disponible para los procesos de nitrificación y asimilación. El nitrógeno presente en el suelo es el resultado de la descomposición de materiales orgánicos y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos, que son degradados a compuestos simples por microorganismos - bacterias y hongos - que se encuentran en el suelo. Estos microorganismos usan las proteínas y los aminoácidos para producir sus propias proteínas y liberan el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+). Cuando liberan NH3 𝑁 𝐻 2 −𝐶𝑂− 𝑁 𝐻 2 + 𝐻 2 𝑂 𝑈𝑟𝑒𝑎𝑠𝑎 +2𝑁 𝐻 3 +𝐶 𝑂 2 Úrea + Agua 𝑈𝑟𝑒𝑎𝑠𝑎 + Amoniaco + Dióxido de carbono Cuando eliminan NH4+ 𝐶 𝐻 2 𝑂 𝑁 𝐻 3 + 𝑂 2 𝑁 𝐻 4 + +𝐻𝐶 𝑂 3 Materia orgánica + Oxigeno gaseoso Ion amonio + Bicarbonato Desnitrificación Es un proceso de respiración anaerobia en donde el nitrato es utilizado como aceptador alterno de electrones en lugar de oxígeno, reduciéndose a óxido nítrico óxido nitroso o nitrógeno molecular, que por la poca solubilidad de estos compuestos estos no se mezclan sino que van a la atmosfera, el proceso se lleva a cabo por medio de eubacterias. El proceso de reducir nitritos a amoniaco es un proceso de detoxificación porque los nitritos pueden ser muy tóxicos bajo ciertas circunstancias. Los procesos de desnitrificación se pueden dar por dos tipos de bacterias: las heterótrofas y las autótrofas .La desnitrificacion heterótrofa es ampliamente mas usada debido a que las bacterias autótrofas necesitan condiciones especiales para poder realizar el proceso. Algunos factores afectan a este proceso: así como la temperatura que debe estar entre 5 y 75 grados centígrados, el pH debe estar entre 7 y 8, además la actividad de cierta enzimas desnitrificantes se ve afectada por la presencia de oxigeno, la desnitrificación es negativa para las actividades agrícolas debido a la perdida de nitrógeno en ambientes naturales, pero por otra parte se utiliza para tratamiento de aguas residuales.