تفاعلات تثبيت النتروجين هي تلك التي يتحول بواسطتها جزيء النتروجين الغازي إلى واحدة من صيغ النتروجين المثبت التي تحصل في البيئات المائية أو بيئات اليابسة، خصوصاً النترات وأيونات الأمونيوم. يتطلب هذا التحويل كسر الرابط N=N القوي تساوي طاقة الربط في الرابط N=N الثلاثي 945 كيلو جول للمول). لذا يحتاج التفاعل إلى طاقة كبيرة.

ثمة مصادر ملائمة محدودة لهذه الطاقة العالية في الجو، منها انفراغات البرق والأشعة الكونية وذيول الشهب . ويُقدَّر أن ⁶tony^-1 5×10 من النتروجين يحصل تثبيتها بواسطة تلك الظواهر الطبيعية.

ويُعتبر الإنتاج الصناعي للأمونيا بواسطة سيرورة هابر (Haber) الشهيرة مسؤولاً عن تثبيت 10⁷  ×tony 6 من النتروجين:

في سيرورة هابر، الهواء هو مصدر النتروجين وميثان الغاز الطبيعي هو مصدر الهدروجين. ويحصل التفاعل عند ضغط يساوي ⁴ 10× kPa  3 ودرجة حرارة تساوي 500^°C بوجود محفّز من النيكل. ويُستعمل جزء كبير من الأمونيا مباشرة في تسميد التربة، ويُستعمل الباقي مادة أولية لصنع البولة (اليوريا) NH₂)₂CO) ومنتجات صناعية أخرى. لاحظ أن إنتاج هذه السلعة الكيميائية يحتاج إلى الغاز الطبيعي بوصفه مادة أولية ومصدر طاقة لسيرورة التركيب. لذا يُعتبر إنتاج الأمونيا عاملاً رئيسياً في اقتصاد الطاقة العالمي. 

ويمكن لتثبيت النتروجين، الذي تقوم فيه متعضيات اليابسة المكروية، أن يتضمن مشاركة بكتريا من قبيل جرثومة الريزوبيوم (Rhizobium) التي تعيش متكافلة مع عقد على جذور نباتات من قبيل البقول والأشجار الأليفة للماء. إن هذه المتعضيات قادرة على تحفيز تحويل النتروجين الجوي إلى صيغ عضوية يمكن للنباتات استعمالها. وعلى غرارها، ثمة 15 نوعاً على الأقل من المتعضيات المكروية الحرة غير المتكافلة، من قبيل الليبوفيروم الحلزوني (Spirillum lipoferum)، التي توجد في بيئات معينة وتستطيع تثبيت ما يصل إلى  100 ^-1kg ha^-1 y من النتروجين ويُقدَّر أنه يجري تثبيت ما مجموعه 10⁸ × 1.5 ^-1  ton y من النتروجين حيويا في التربة.

ويمكن للتثبيت الحيوي أن يحصل أيضاً بوساطة متعضيات مكروية بحرية، ومنها أنواع متنوعة من الطحالب ذات اللون الأخضر المائل إلى الزرقة والبكتريا الآزوتية Azotobacter والكلوستريديوم Clostridium وتقدَّر الكمية التي تثبتها هذه الكائنات بـ  ⁷ 10×1 ^-1  ton y    .

بالمحصلة ، يُنقل⁸ 10×  2.3  ^-1 ton y من النتروجين من الجو إلى الأجزاء البيئية الأخرى بواسطة تفاعلات التثبيت، ونحو 25% من تلك الكمية تنجم عن أنشطة بشرية.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

أهالي كربلاء يحيون اليوم السابع لذكرى شهادة الإمام الحسين (عليه السلام)

مشروع أمير القراء الوطني يشهد مشاركة أكثر من 100 طالبٍ في مرحلته الثالثة

قسم الشؤون الفكرية يصدر دليلًا يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة

قسم الشؤون الفكرية يعلن عن توفير عددٍ من المكتبات الإلكترونية المتخصّصة للمؤسّسات الدينية والمكتبات العامّة

المزيد

الآخبار الصحية

نصائح عملية للحد من التعرق المفرط في الصيف

أطباء يحذرون: مكمل غذائي شائع قد يدمر الجهاز العصبي

تحذير طبي من تأثير جانبي "غير متوقع" لحقن التخسيس

حمامات الثلج قد تكون خطيرة وأحيانا مميتة.. ما السبب؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أكبر جدارية شمسية في العالم تدخل موسوعة غينيس.. مشروع ضخم

تسارع دوران الأرض يثير القلق.. وتحذيرات من "كوارث محتملة" ؟

"سوذبيز" تطرح أكبر قطعة من المريخ على الأرض في مزاد علني

أوبن أيه آي تعتزم إطلاق متصفح إنترنت يعمل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

فروع علم البيئة

علم البيئة وعلاقتها بالعلوم الأخرى

الملوثات التي تدمر الغلاف الجوي

مصادر التلوث وتنقسم مصادر التلوث إلى قسمين هما

مشکلات التصحر وأسبابها

مفهوم التصحر

مفهوم الاتزان البيئي

أهمية اتزان النظام البيئي

النظام البيئي ومكوناته

الإسلام وعلم البيئة

ثقب الأوزون

أسباب تلف طبقة الأوزون