Descrizione dettagliata del ciclo dell'azoto e delle sue interazioni

Nel seguente contenuto si parlerà del ciclo dell’azoto. In particolare cos'è l’azoto, il suo ciclo e le varie trasformazioni che subisce.

Cos'è l'azoto

L'azoto è un elemento chimico della tavola periodica. A temperatura e pressione standard, si presenta come un gas. È un elemento essenziale per la vita ed è estremamente abbondante sul nostro pianeta.

Caratteristiche principali e ruolo naturale

Ecco di seguito alcune caratteristiche dell'azoto:

• Si trova prevalentemente come azoto molecolare (N2 ), un gas inodore, incolore e insapore.
• È il componente principale dell'aria che respiriamo.
• La molecola N2 è eccezionalmente stabile grazie al suo triplo legame tra i due atomi. Questa stabilità rende l'azoto gassoso relativamente inerte (non reattivo) a temperatura ambiente; per questo motivo, non brucia né alimenta la combustione.

Nonostante l'inerzia come gas libero, l'azoto è un elemento fondamentale per tutti gli organismi viventi, poiché è un componente chiave di:

• Amminoacidi e Proteine
• Acidi Nucleici (DNA e RNA)

Per essere utilizzato dalla maggior parte degli organismi, l'azoto atmosferico deve essere fissato attraverso processi naturali o processi industriali. Questo è un passaggio cruciale nel Ciclo dell'Azoto che permette all'elemento di entrare nella catena alimentare.

Maggiori utilizzi di questo gas

Grazie alle sue proprietà, in particolare la sua inerzia chimica e la sua bassissima temperatura allo stato liquido, l'azoto trova moltissime applicazioni in diversi settori industriali, alimentari e medici.

• Industria Alimentare In questo settore, l'azoto viene utilizzato principalmente sfruttando le sue proprietà inerte e criogenica, come il MAP (confezionamento in atmosfera modificata) e congelamento crioscopico.
• Settore Industriale e Chimico Atmosfera Inerte: Grazie alla sua non reattività, l'azoto gassoso è utilizzato come gas protettivo.
• Medicina e Ricerca (Criogenia) In ambito medico e scientifico, l'azoto liquido è un agente refrigerante indispensabile. Viene impiegato per la crioconservazione di campioni biologici vitali e nella crioterapia.

Ciclo dell'azoto

Il ciclo dell'azoto è un ciclo biogeochimico gassoso. È tale perché è presente nell'atmosfera sotto forma di gas al 78%. L'azoto è un macro-elemento ed è un principale costituente delle cellule. Infatti costituisce proteine e acidi nucleici (DNA e RNA).

Assorbimento e trasformazione

Il ciclo inizia quando la pianta assorbe dal suolo con le radici lo ione nitrato (o azoto nitrico). Le piante trasformano l'N nitrico (minerale) in N organico. L'organicazione comporta la sintesi di sostanze organiche azotate (proteine e acidi nucleici). Le piante costituiscono cibo per i consumatori per questo la sostanza organica azotata entra nella catena alimentare. Con la morte di piante e animali la sostanza organica azotata torna al suolo.

Ruolo dei batteri

Intervengono quindi, i batteri ammonizzanti che attaccano la S.O e trasformano l'N organico in N minerale sotto forma di ammoniaca NH3. Successivamente intervengono anche i batteri nitrosanti che compiono la reazione di ossidazione trasformando l'NH3 in NO2 (azoto nitroso o nitriti). Poi i batteri nitrificanti compiono un altra reazione di ossidazione trasformando l'NO2 in NO3 (azoto nitrico) e il ciclo riprende.
L’azione dei batteri N fissatori è quella di fissare l'N atmosferico N2 e trasformarlo N nitrico (NO3). Questo avviene con temperature elevate. I batteri N fissatori possono essere:

• liberi, vivono da soli nel terreno;
• simbionti, vivono in associazione con le radici delle leguminose.

Poi c’è l’azione dei batteri denitrificanti che trasformano l'N nitrico in azoto gassoso N2 che torna nell'atmosfera. Questo avviene con temperature molto basse.
La fissazione dell'N può avvenire anche con i temporali e in questo caso si ha la fissazione elettro-fotochimica.

Interferenze umane

L'uomo interferisce con il ciclo dell'azoto con l'uso dei concimi chimici e con l'N nitrico che inquina le falde acquifere.