Статья выложена на этот форум Alic

Добрый вечер. Т.к. считаю понимание этого наинтереснейшего процесса, основным базовым понятием в аквариумистике, решил более менее расписать эту тему для начинающих "любителей аквариумной верстки". Думаю данная информация позволит вам избежать ряд проблем, возникающих на первых порах увлечения вашим хобби.

Итак. Азотный цикл – это последовательность химических реакций, поддерживающих круговорот азота в экосистеме. Касательно аквариумистики, здесь главная задача – удалять из системы как можно больше азота в виде газа и не допускать появления аммония и нитритов.

Изображение

Аммиак NH3 - представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом ("нашатырного спирта"). Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: один объём воды поглощает при 0 °С около 1200, а при 20 °С - около 700 объёмов.
При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония:

Изображение

После смерти животных и растений происходит их разложение, азотные соединения превращаются в аммиак. Далее аммиак усваивается аэробными бактериями рода Nitrosomonas. Результатом жизнедеятельности этих бактерий, т.е. отходами являются нитриты, которые менее токсичны, но тоже опасны.

Нитриты NO3 - соли и эфиры азотистой кислоты HNO2. Соли - кристаллы; эфиры - бесцветные или светло-желтые, приятно пахнущие жидкости. Нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификация - только в аэробных условиях).

Далее, происходят окислительные процессы, переработки нитритов аэробными бактериями рода Nitrobacter, результат переработки – нитраты.

Нитраты NO3 – соли азотной кислоты содержат однозарядный анион NO3-. Устойчивы при обычной температуре. Практически все нитраты хорошо растворимы в воде.

Процесс переработки нитратов происходит двумя путями: в первом случае происходит восстановления нитратов до азота анаэробными бактериями (денитрификация - при недостатке кислорода используют кислород нитратов на окисление органических веществ), во втором – переработка растениями.

Азот N2 – инертный газ без цвета и запаха. Не оказывает опасного влияния на окружающую среду. Нетоксичен, но дыхание в среде с содержанием кислорода менее 19% об. опасно для жизни.

В природе растения используют нитраты для образования растительных белковых веществ. Соли азотной кислоты, нитраты, являются элементом питания растений, их высокая концентрация в почве абсолютно не токсична для растений, напротив, она способствует усиленному росту надземной части растений, более активному протеканию процесса фотосинтеза, лучшему формированию репродуктивных органов. Поскольку в органические соединения растений включается только аммонийный азот, нитрат-анионы, поглощенные растением, должны восстановиться в клетках до аммиака. Образованием аммиака завершается и распад органических веществ – аминокислот, амидов, белков.
Нитраты, поступившие в растения, восстанавливаются по схеме:

Изображение

Образующиеся нитриты не накапливаются, а быстро восстанавливаются до NH4+ с помощью фермента – нитритредуктазы, который может содержаться и в листьях, и в корнях.
Аммиак, поступивший в растение извне, образовавшийся при восстановлении нитратов или в процессе фиксации молекулярного азота, далее усваивается растениями с образованием различных аминокислот и амидов. Таким образом, нитраты являются естественным азотистым компонентом растительного организма.
В то же время у животных и человека высокие дозы нитратов могут вызвать отравление и даже привести к смерти. Токсическое действие нитратов связано с восстановлением их до нитритов, аммиака, гидроксиламина под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов. Чем же обусловлено такое токсическое действие на организм нитратов? Дело в том, что нитраты, превратившись в желудочно-кишечном тракте в нитриты, попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.

Животные, питаясь растениями, усваивают белковые вещества растений и превращают их в животные белки.

Далее по циклу смерть животных и растений и т.д.