martes, 27 de noviembre de 2012

Ciclo del Nitrógeno


PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR

Geoquímica

Roberto Masache
Lenin Granda
Pablo Vivero
Yéssica Yandún



INTRODUCCIÓN:


El ciclo del nitrógeno se caracteriza por la activa y básica participación de los animales, plantas y bacterias, los cuales hacen posible la producción de nitrógeno y también estos lo utilizan para procesos propios de ellos en los cuales lo necesitan.

Los seres vivos utilizan el nitrógeno para síntesis de proteínas, ácidos nucleicos como el ADN o el ARN y para otros procesos.





También es considerado el elemento más abundante en la atmósfera, sin embargo dada su estabilidad, es muy difícil que reaccione con otros elementos y, por tanto, se tiene un bajo aprovechamiento el este elemento químico.


A pesar de esto, gracias al proceso biológico de algunas bacterias y cianobacterias, el nitrógeno que se encuentra en la atmósfera puede ser asimilable, al romper la unión de sus enlaces por medios enzimáticos y así poder producir compuestos nitrogenados, es ese nitrógeno fijado se transforma en aminoácidos y proteínas vegetales, que son aprovechadas a su vez por los herbívoros, quienes los van almacenando para finalmente pasarlos al último eslabón de la cadena alimenticia, es decir a los carnívoros.






El nitrógeno regresa de nuevo al ciclo por medio de los desechos, estos desechos son: restos orgánicos, como productos finales del metabolismo, ya que gracias a que las bacterias fijadoras los retoman, es que pueden finalmente ser asimilados por las plantas.

Hay bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire y que juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma pueden convertir el N2 en formas químicas (nitratos y amonio) que pueden ser usadas por las plantas.

El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales.

                   


En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias.

Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato.

A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que se eliminan y que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas. Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano o el nitrato de Chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes cantidades en la agricultura. Como veremos su mal uso produce, a veces, problemas de contaminación en las aguas.







NITRATOS EN EL AGUA:

Los nitratos en el suelo y en las aguas subterráneas se originan de la descomposición natural por microorganismos de materiales nitrogenados orgánicos como las proteínas de las  plantas, animales y excretas de humanos y de animales. Los nitratos forman nitritos que son tóxicon para el agua. El principal mecanismo de toxicidad de los nitritos es la oxidación del ion ferroso a ion férrico, lo que puede producir metahemoglobinemia, efectos cardiovasculares y efectos respiratorios. Y es riesgoso ya que no se puede formular una relación dosis-respuesta con respecto a la presencia de nitratos en el agua.



INFLUENCIA DEL HUMANO EN EL CICLO

Los humanos influyen en el ciclo del nitrógeno y pueden sobrecargarlo. Esto puede ser observado en los cultivos intensivos (que obligan a añadir fertilizantes nitrogenados para fertilizar las tierras) y la tala de árboles, que hacen descender el contenido de nitrógeno de los suelos.
El contrapunto a esta carestía de nitrógeno por exceso de cultivo, se encuentra en las tierras que han sido demasiado fertilizadas; la lixiviación del nitrógeno de estas tierras añaden un extra indeseable a los ecosistemas acuáticos cuando es arrastrado por las aguas fluviales. Este exceso de nitrógeno se agrava con la emisión a la atmósfera del dióxido de nitrógeno de las centrales térmicas y los automóviles; una vez descompuesto en la atmósfera es capaz de reaccionar con otros productos contaminantes, generando el conocido smog fotoquímico, que puede observarse sobre el cielo de muchas grandes ciudades con problemas de contaminación ambiental.






Bibliografia: 

Pacheco J. (1985). Evaluación del Contenido de Nitratos del Agua Subterránea en una Región al Norte de la Península de 
Yucatán. En opción al Grado de Maestro en Ingeniería Ambiental UADY.  61 p.