b'\n_START_ARTICLE_\nKro\xc5\xbeenje du\xc5\xa1ika\n_START_PARAGRAPH_\nKro\xc5\xbeenje du\xc5\xa1ika je ciklus, pri katerem du\xc5\xa1ik neprestano kro\xc5\xbei med zrakom, prstjo, rastlinami in \xc5\xbeivalmi. Du\xc5\xa1ik je prisoten v vsakem organizmu, saj je sestavni del in zato nujno potreben za sintezo aminokislin, ki tvorijo beljakovine, ter nukleinskih kislin; osnovnih gradnikov DNK in RNK. Prisoten pa je tudi pri drugih molekulah v procesih presnove._NEWLINE_\xc4\x8ceprav je du\xc5\xa1ik N\xe2\x82\x82 glavni gradnik atmosfere (78\xc2\xa0%), je v tej obliki prakti\xc4\x8dno neuporaben za ve\xc4\x8dino \xc5\xbeivih bitij, razen nekaterih bakterij in alg. Da bi organizmi pri\xc5\xa1li do du\xc5\xa1ika, se mora le-ta pretvoriti v druge kemi\xc4\x8dne oblike, kot so amonijevi in nitratni ioni. Rastline le te \xc4\x8drpajo iz prsti skozi korenine v svojo presnovo. Te uporabljajo \xc5\xbeivali v prehranjevalni verigi ali pa razpadejo. Ravno tako \xc5\xbeivali proizvajajo odpadke, umirajo in razpadajo. Bakterije pretvorijo razpadajo\xc4\x8de organske snovi nazaj v amonijeve soli in nitrate v prsti._NEWLINE_Kljub veliki aktivnosti du\xc5\xa1ikovega cikla, je du\xc5\xa1ik obi\xc4\x8dajno \xc5\xa1e vedno le eden od elementov, ki so nezadostni in omejujejo produktivnost mnogih ekosistemov. \xc5\xa0e posebno je ta problem prisoten v intenzivnem poljedelstvu. Tradicionalno kmetijstvo se poslu\xc5\xbeuje gnojenja z \xc5\xbeivalskimi iztrebki (gnoj in gnojevka). Najbolj\xc5\xa1i naravni gnojili pa sta guano (iz pti\xc4\x8djih iztrebkov) in \xc4\x8dilski soliter (kamenina iz \xc4\x8cila, ki je izredno bogata s solmi NaN0\xe2\x82\x83)._NEWLINE_Leta 1903 je nem\xc5\xa1ki kemik F. Haber izna\xc5\xa1el proces za umetno sintezo amonijaka s spajanjem du\xc5\xa1ika in vodika. C. Bosch je leta 1909 postopek izpopolnil za mno\xc5\xbei\xc4\x8dno proizvodnjo. Prvotno je bila proizvodnja amonijaka namenjena za voja\xc5\xa1ko industrijo, saj so nitrati osnova eksplozivnih sredstev (npr. TNT). Po prvi svetovni vojni pa se je proizvodnja amonijaka preusmerila na kmetijsko podro\xc4\x8dje. Tako danes 80% sintetiziranega amonijaka po Haber-Boschovem postopku uporabijo za proizvodnjo umetnih gnojil._NEWLINE_V procesu denitrifikacije bakterije pretvarjajo organske du\xc5\xa1ikove spojine nazaj v atmosferski du\xc5\xa1ik.\n_START_SECTION_\nRazporeditev\n_START_PARAGRAPH_\nDu\xc5\xa1ikov ciklus je eden najpomembnej\xc5\xa1ih biogeokemi\xc4\x8dnih ciklov v naravi. Toda tako amonij kot vsi nitrati so zelo topne snovi, ki se zlahka izperejo in infiltrirajo iz prsti v vodotoke in naprej v morje. \xc4\x8ce ne bi bilo du\xc5\xa1ikovega cikla bi ves atmosferski du\xc5\xa1ik po pretvorbi ostal raztopljen v morju. Oceani bi bili bogati z du\xc5\xa1ikom, medtem ko bi bile celine prakti\xc4\x8dno brez njega spremenjene v biolo\xc5\xa1ke pu\xc5\xa1\xc4\x8dave. Temu se je narava izognila z dvema obrnjenima procesoma. Eden je fiksacija du\xc5\xa1ika, kjer se iz N\xe2\x82\x82 proizvaja topne spojine; drugi pa je denitrifikacija, kjer se v obliki anaerobne respiracije, iz obmo\xc4\x8dja bogatega z nitrati, du\xc5\xa1ik ponovno vra\xc4\x8da v ozra\xc4\x8dje v obliki dvoatomarnega plina. Na ta na\xc4\x8din je glavno skladi\xc5\xa1\xc4\x8de du\xc5\xa1ika vedno v zraku kjer je njegova koncentracija konstantno v ravnote\xc5\xbeju. Kot pomembna skladi\xc5\xa1\xc4\x8da du\xc5\xa1ika pa nastopajo tudi: organski du\xc5\xa1ik (rastlinski, \xc5\xbeivalski, mikrobni, talni), anorganski du\xc5\xa1ik v obliki NH\xe2\x82\x84\xe2\x81\xba, NO\xe2\x82\x83\xe2\x81\xbb, NO\xe2\x82\x82\xe2\x81\xbb, NH\xe2\x82\x82OH, N\xe2\x82\x82O, NO, (majhen vendar zelo aktiven rezervoar) in pa sedimenti (velik neaktiven rezervoar).\n_START_SECTION_\nFiksacija in asimilacija\n_START_PARAGRAPH_\npretvorba plinaste oblike v uporabno obliko, pretvorba N\xe2\x82\x82 v nitrate in amonijak. Nitrati: razelektritve strel, kozmi\xc4\x8dno sevanje + kisik + N\xe2\x82\x82 v kombinaciji z vodo ( de\xc5\xbejem ) tvori du\xc5\xa1ikovo kislino ( H\xe2\x82\x82NO\xe2\x82\x83 ), ki prispe na zemljo \xe2\x86\x92 35\xc2\xa0mg/ha/leto. Amonijak: biolo\xc5\xa1ka fiksacija ( 1,4\xe2\x80\x937\xc2\xa0kg/ha/leto ) \xe2\x86\x92 90% vsega fiksiranega N\xe2\x82\x82 N\xe2\x82\x82 \xe2\x86\x92 2N: za to je potrebna energija 160 kcal/mol N\xe2\x82\x82 2N + 3H\xe2\x82\x82 \xe2\x86\x92 2NH\xe2\x82\x83; ob tem se spusti 13 kcal energije. Biolo\xc5\xa1ka fiksacija poteka z:_NEWLINE__NEWLINE_\xe2\x80\xa2 bakterijami Rizobium, ki \xc5\xbeivijo v mutualisti\xc4\x8dni povezavi z metuljnicami (leguminoze) ali drugimi vrstami (jel\xc5\xa1e)_NEWLINE__NEWLINE_\xe2\x80\xa2 prosto \xc5\xbeive\xc4\x8dimi bakterijami (aerobni Azotobacter, anaerobni Clostridium )_NEWLINE__NEWLINE_\xe2\x80\xa2 cianobakterij ( Nostoc, Calothrix ); tako v vodi kot na kopnem_NEWLINE__NEWLINE_\xe2\x80\xa2 epifitski li\xc5\xa1aji v tropih ( cianobakterija fiksira du\xc5\xa1ik in hkrati predstavlja algo v li\xc5\xa1aju )._NEWLINE__NEWLINE_Fiksiran du\xc5\xa1ik uporabijo rastline za sintezo organskih spojin \xc5\xbeivih tkiv. Du\xc5\xa1ik v odmrlih tkivih ni dostopen rastlinam, ampak mora biti transformiran z dekompozitorji v anorgansko oziroma mineralno obliko.\n_START_SECTION_\nMineralizacija ali amonifikacija\n_START_PARAGRAPH_\nNastanek anorganske oblike du\xc5\xa1ika iz organske oblike imenujemo mineralizacija. Vir organskega du\xc5\xa1ika so proteini odmrlih rastlin, \xc5\xbeivali in bakterij. Ker v ve\xc4\x8dini primerov nastane amonijak, proces imenujemo tudi amonifikacija._NEWLINE_Za nastanek amonijaka so potrebni ekstracelularni in intracelularni encimi. Gonilna sila za mineralizacijo du\xc5\xa1ika je mineralizacija ogljika. Mikroorganizmi razgradijo organsko snov, pri tem pa se sprostijo tudi ostali elementi, med katerimi je tudi du\xc5\xa1ik. Du\xc5\xa1ik je prisoten v mnogih organskih in anorganskih spojinah. V komunalni odpadni vodi izvira prete\xc5\xbeno iz \xc4\x8dlove\xc5\xa1kega metabolizma beljakovin. V sve\xc5\xbei odpadni komunalni vodi je pribli\xc5\xbeno 60\xc2\xa0% du\xc5\xa1ika v organski obliki in 40\xc2\xa0% v anorganski. Organski du\xc5\xa1ik izvira iz aminokislin, beljakovin in uree, anorganski du\xc5\xa1ik izvira iz amonijevega iona. V kanalizacijskem sistemu, razen v iztoku specifi\xc4\x8dnih odpadnih voda industrije, se nitritni in nitratni ioni ne pojavljajo. S hidrolizo uree nastaja amonijev ion in ogljikov dioksid.\n_START_SECTION_\n\xc4\x8clove\xc5\xa1ki vpliv na du\xc5\xa1ikov cikel\n_START_PARAGRAPH_\nKot rezultat obse\xc5\xbenega gojenja stro\xc4\x8dnic (predvsem soje, lucerne in detelje) in vse obse\xc5\xbenej\xc5\xa1e uporabe Haber-Boschevega procesa pri izdelavi umetnih gnojil, ter onesna\xc5\xbeevanja, ki ga povzro\xc4\x8data promet in industrija, smo ljudje prispevali ve\xc4\x8d kot dvojni letni prirastek du\xc5\xa1ika v naravni biolo\xc5\xa1ki sistem. Poleg tega smo tudi bistveno prispevali k prenosu du\xc5\xa1ika iz povr\xc5\xa1ine Zemlje v ozra\xc4\x8dje, in do vodnih sistemov. Najve\xc4\x8d du\xc5\xa1ika se spro\xc5\xa1\xc4\x8da v gosto naseljenih ter industrijsko in kmetijsko razvitih dr\xc5\xbeavah, npr. v Aziji. Emisije du\xc5\xa1ikovega oksida (N\xe2\x82\x82O) se pove\xc4\x8dujejo v ozra\xc4\x8dju tudi kot posledica zgorevanja biomase, govedoreje, ter zaradi drugih industrijskih virov. Du\xc5\xa1ikov oksid ima \xc5\xa1kodljive u\xc4\x8dinke v stratosferi, kjer se razgradi in deluje kot katalizator, ki uni\xc4\x8duje atmosferski ozon. Du\xc5\xa1ikov oksid v ozra\xc4\x8dju je t. i. toplogredni plin, in je trenutno tretji najve\xc4\x8dji povzro\xc4\x8ditelj globalnega segrevanja, takoj za ogljikovem dioksidom in metanom. \xc4\x8ceprav du\xc5\xa1ikov oksid ni tako nasi\xc4\x8den v atmosferi kot ogljikov dioksid, pa pri enaki masi NO povzro\xc4\x8da do 300krat ve\xc4\x8dji u\xc4\x8dinek segrevanja planeta kot ogljikov dioksid._NEWLINE_Tudi amonijak (NH\xe2\x82\x83) v ozra\xc4\x8dju se je potrojil kot posledica \xc4\x8dlovekovih dejavnosti. V ozra\xc4\x8dju deluje kot reaktant in aerosol, zmanj\xc5\xa1uje kakovost zraka in se spaja z vodnimi kapljicami, ter s\xc4\x8dasoma povzro\xc4\x8di kisel de\xc5\xbe. Zaradi zgorevanja fosilnih goriv pa se je izpust NOx v ozra\xc4\x8dje pove\xc4\x8dal kar za 6 ali celo 7-krat. NO\xe2\x82\x82 ali du\xc5\xa1ikov dioksid aktivno spremeninja atmosfersko kemijo, prepre\xc4\x8duje nastanek ozona in prispeva k ustvarjanju smoga, kislega de\xc5\xbeja, in posledi\xc4\x8dno pove\xc4\x8duje koli\xc4\x8dino du\xc5\xa1ika v vseh ekosistemih. Ekosistemske procese do neke mere lahko izbolj\xc5\xa1amo s pove\xc4\x8danim gnojenjem z du\xc5\xa1ikom, vendar pa umetna gnojila lahko povzro\xc4\x8dijo tudi zasi\xc4\x8denost du\xc5\xa1ika, ki nazadnje zmanj\xc5\xa1a produktivnost in lahko uni\xc4\x8di rastline. Rezultat manj\xc5\xa1anja biotske raznovrstnosti lahko povzro\xc4\x8di tudi, da je na razpolago preve\xc4\x8d du\xc5\xa1ika, zato se rastline (kot so trava) prilagodijo in posledi\xc4\x8dno zahtevajo \xc5\xa1e ve\xc4\x8d du\xc5\xa1ika ter s tem povzro\xc4\x8dijo nestabilnost razli\xc4\x8dnih drugih, od du\xc5\xa1ika odvisnih vrst.\n_START_SECTION_\nOdpadne vode\n_START_PARAGRAPH_\nObjekti za odplake, kot so greznice in zadr\xc5\xbeevalni objekti, spro\xc5\xa1\xc4\x8dajo velike koli\xc4\x8dine du\xc5\xa1ika v okolje z odtekanjem skozi cevovode v tla. Mikrobne aktivnosti razgrajajo du\xc5\xa1ik in druge onesna\xc5\xbeevalce v odpadnih vodah po naravni poti, \xc4\x8de koli\xc4\x8dina ali koncentracija ne presegata zmogljivosti okolja._NEWLINE_Vendar pa na nekaterih podro\xc4\x8djih zemlja ni primerna za razgrajevanje vse odpadne vode, zato tam pogosto prihaja do oku\xc5\xbeb podtalnice in zemlje ... Odpadna voda, ki jo zemlja oz. mikrobi niso zmogli o\xc4\x8distiti, se kopi\xc4\x8di in na koncu kon\xc4\x8da v pitni vodi. Eden najve\xc4\x8djih onesna\xc5\xbeevalcev pitne vode je du\xc5\xa1ik v obliki nitratov. Trenutna zakonska omejitev koncentracija nitratov v pitni vodi je 10 ppm, ali 10 mikrogramov na liter. Tipi\xc4\x8dno gospodinjstvo pa lahko proizvede od 20-85 mikrogramov na liter odpadnih voda._NEWLINE_Zdravstveno tveganje, povezano z nitratno kontaminacijo pitne vode (ve\xc4\x8d kot 10 ppm nitrata) je klju\xc4\x8dno za razvoj "methemoglobinemije" oz. po angle\xc5\xa1ko (blue baby sindrom). \xc5\xa0tevilne dr\xc5\xbeave \xc5\xbee nekaj \xc4\x8dasa izvajajo programe za uvedbo naprednih sistemov \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denja odpadnih voda. Rezultat teh sistemov je skupno zni\xc5\xbeanje du\xc5\xa1ika in drugih onesna\xc5\xbeevalcev v odpadnih vodah.\n_START_SECTION_\nVpliv na okolje\n_START_PARAGRAPH_\nDodatna tveganja, ki ga predstavlja pove\xc4\x8danje fiksnega du\xc5\xa1ika v vodnih sistemih, se odra\xc5\xbea v hitri rasti evtrofitnih jezer in oceanskih mrtvih con, cvetenja morja in hipoksije._NEWLINE_Obseg in posledice antropogeno povzro\xc4\x8dene podvojitve biolo\xc5\xa1ko dosegljivega du\xc5\xa1ika v tleh, vodah, zraku in zemlji v preteklem stoletju \xc5\xa1e vedno ni dokon\xc4\x8dno raziskano.'