VÒNG TUẦN HOÀN NITƠ [MEMBERS] NGUYỄN THỊ KIM HƯƠNG

1. GVGD: LÊ THỊ HỒNGTHÚY
Nhóm:9
Trường ĐH Công Nghiệp Thực
Phẩm TP.HCM
Khoa: Công Nghệ Thực Phẩm
Môn: Hóa Học Môi Trường
BỘ CÔNG THƯƠNG

2. ĐỀ TÀI : VÒNG TUẦN HOÀN
NI TƠ

3. Các thành viên trong
nhóm
Nguyễn Thị Kim Hương 2205162015
Nguyễn Lưu Gia Minh 2205162030
Lê Ngọc Minh 2205162033
Nguyễn Thị Nhị 2205162039
Đỗ Cao Trí 2205162068
Nguyễn Thị Thúy Vi 2205162074
Lê Hoàng Vũ 2205162075

4. VÒNG TUẦN HOÀN NITƠ
I.
NI TƠ
VÀ VAI
TRÒ
CỦA NI
TƠ
II.
CHU
TRÌNH
NI TƠ
III.
HIỆN
TRẠNG
Ô
NHIỄM
MÔI
TRƯỜN
G
IV.
BIỆN
PHÁP
KHẮC
PHỤC

5. ▪ Nitơ là một nguyên tố có nguồn dự trữ
khá giàu trong khí quyển (chiếm khoảng
78% về thể tích).
▪ Nitơ phân tử (N2) có nhiều trong khí
quyển nhưng chúng không có hoạt tính sinh
học đối với phần lớn các loài sinh vật, chỉ
một số rất ít các loài sinh vật có khả năng
đồng hoá được nitơ ở dạng này.
▪ Khoảng 85% tác dụng cố định nitơ trên
Trái đất là do vi sinh vật cố định nitơ thực
hiện.
NI TƠ VÀ VAI TRÒ CỦA NI TƠI

6. Nitơ là thành phần quan trọng của
mọi cơ thể sống, cấu thành các axit
amin, protein, axit nucleic,
chlorophyll,….
Là nguyên tố dinh dưỡng quan
trọng đối với sự sinh trưởng và phát
triển của thực vật ( cây trồng hấp thu
Nitơ ở 2 dạng nitrate (NO3
- ) và dạng
amon (NH4
+).

7. II. CHU TRÌNH NI TƠ

8. KHÁI QUÁT CHU TRÌNH NI TƠ
Chu trình nitơ về cơ bản cũng tương
tự như các chu trình khí khác, được
sinh vật sản xuất hấp thụ và đồng hoá
rồi được chu chuyển qua các nhóm
sinh vật tiêu thụ, cuối cùng bị sinh vật
phân huỷ để trả lại nitơ phân tử cho
môi trường.
Tuy nhiên quá trình này diễn ra rất
phức tạp, xảy ra nhanh, liên tục, và
gồm nhiều công đoạn theo từng bước.

9. CỐ ĐỊNH ĐẠM
SỰ AMON HÓA
NITRATE HÓA
PHẢN NITRATE HÓA
CÁC BƯỚC CỦA CHU TRÌNH NI TƠ

10. Cố định đạm
SỰ CỐ ĐỊNH ĐẠM
SỰ CỐ
ĐỊNH
ĐẠM
BẰNG
CON
ĐƯỜNG
SINH HỌC
SỰ CỐ
ĐỊNH
ĐẠM
BẰNG
CON
ĐƯỜNG
LÍ HÓA

12. Cơ chế của quá trình cố định đạm
Là một quá trình mà nitơ (N2) trong khí
quyển được chuyển đổi thành amoni
(NH4+).
Sơ đồ quá trình cố định nitơ:
N2 + 2H —-> 2NH + 2H —-> 2NH2 + 2H
—-> 2NH3

13. CỐ ĐỊNH BẰNG CON ĐƯỜNG LÝ - HÓA
Thông qua quá trình điện hóa và quang hóa.
➢ Chớp là một nguồn năng lượng cố định nitơ khi tạo ra sự
kết hợp giữa nitơ và oxy trong không khí.
➢ Phương trình phản ứng:
N2 + O2  2 NO
2NO + O2  2NO2
3NO2 + H2O  2H+ + 2NO3
- + NO
➢ Khí nitơ trong khí quyển dưới tác động của các dòng điện
tự nhiên (khi có dông bão) cũng có thể tạo thành amoni
nitrat, được nước mưa đưa vào đất khoảng vài kilôgam
một hecta một năm.

14. CỐ ĐỊNH BẰNG CON ĐƯỜNG SINH HỌC
Quá trình cố định đạm bằng con đường sinh
học có ý nghĩa to lớn đối với cân bằng N trên trái
đất và việc duy trì độ phì của đất.
Sinh vật có khả năng cố định đạm gồm 2 nhóm
chính:
❖ Nhóm cộng sinh (phần lớn là vi khuẩn, 1 số ít
tảo và nấm).
❖ Nhóm sống tự do (chủ yếu là vi khuẩn và tảo).

15. Nhóm cộng sinh(phần lớn là vi khuẩn, 1 số ít tảo và nấm)
 Vi khuẩn cố định đạm sống cộng sinh gặp nhiều
trong đất, gồm các loài của chi Rhizobium sống
cộng sinh với các cây họ Đậu để tạo nên các nốt
sần ở rễ, cố định được một lượng lớn Nitơ. Các
loài xạ khuẩn (Actinomycetes) cộng sinh trong rễ
của chi Alnus và một số loài cây khác cũng có
khả năng cố định đạm….
 Cố định nitơ của không khí nhờ kết hợp N2 với
H2 thành NH3 dưới tác dụng của hệ thống enzim
nitrogenaza. Từ NH3 sẽ tổng hợp ra các hợp chất
chứa nitơ khác cung cấp cho cây và đồng thời
làm giàu thêm N cho đất.

17. Nhóm sống tự do (chủ yếu là vi khuẩn và tảo)
➢Trong môi trường nước: các loài vi khuẩn
kỵ khí và một số vi sinh vật quang hợp.
➢Ở những nơi thoáng khí: chủ yếu là vi
khuẩn lam.
➢Để hoạt hoá nitơ, những sinh vật tự dưỡng
sử dụng năng lượng của quá trình quang
hoá hoặc hoá tổng hợp, còn các vi sinh vật
dị dưỡng sử dụng năng lượng chứa trong
các hợp chất hữu cơ có sẵn trong môi
trường.

18. Nhóm sống tự do (chủ yếu là vi khuẩn và tảo)
➢Ngoài ra, quá trình cố định nitơ được
tiến hành trong công nghiệp, trong đó
nitơ và hiđro tương tác với nhau ở
nhiệt độ và áp suất cao, tạo nên
amoniac có chất xúc tác tham gia.
Phương pháp này được dùng trong
sản xuất phân bón như amoni nitrat .

19. vi khuẩn clostridium pasteurianumvi khuẩn lam Azoztobacter

20. SỰ AMON HÓA
Quá trình chuyển hóa nitơ hữu cơ thành muối
amon được gọi là quá trình amon hóa
(ammonification).
Các hợp chất nitơ vô cơ ( NO3
-) được thực vật hấp
thụ và chuyển thành dạng nitơ khác ( thường là các
axit amin –NH2) và chuyển qua các bậc dinh dưỡng
khác nhau ở dạng các hợp chất hữu cơ.
Các chất này được hoàn lại môi trường từ phân,
các chất thải từ bài tiết ( urê, axit urit) hay xác chết.
Các vi khuẩn dị dưỡng, nấm trong đất, trong nước
phân hủy phân rã các chất thải tạo ra các hợp chất
amoni, amoniac.
Dưới tác dụng của vi sinh vật protein, amino acid,
các base nitơ sẽ bị thủy phân tạo thành amino acid.
Sau đó tiếp tục phân hủy tới NH .

22. Qúa trình amon hóa urê
Ure là một hợp chất hữu cơ đơn giản chứa 46,6% N, được
sản xuất trong các nhà máy phân bón bằng cách tổng hợp
NH3 + CO2 CO(NH2)2
Lượng hữu cơ được vùi vào đất rất lớn, hàm lượng dinh
dưỡng các chất này nằm trong đất khá nhiều nhưng cây
trồng không thể hấp thụ được trực tiếp từ các chất hữu cơ
đó, mà phải thông qua quá trình phân hủy và chuyển hóa
của các loài vsv để tạo thành các chất dinh dưỡng nuôi cây
trồng.
CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 2NH3 + CO2 +H2O
Các loại vi sinh vật phân giải ure: Planosarcina urea,
micrococus urea
200o
C, 200at/ Fe
VSV
ureza

23. Qúa trình amon hóa protein
Protein là thành phần cơ bản của chất nguyên
sinh, hàng năm protein được đưa vào đất với
số lượng lớn (cùng với xác hữu cơ, phân
chuồng, phân xanh, phân rác). Trong protein
chứa khoảng 15 -17% N.
Cơ chế quá trình : Dưới tác dụng của proteaza,
các protein được phân giải thành các hợp chất
đơn giản hơn.
Vi sinh vật gồm :
• Vi khuẩn : Bacillus mycoides, ptoteus
vugoris…
• Xạ khuẩn: Stretomyces griseus, S.nmesus..
• Nấm: Aspergillus oryzae, A.temocoda…

24. Qúa trình phân giải chất mùn
Mùn là chỉ tiêu quan trọng đánh giá độ phì của
đất . Là chất vô định hình, màu tối, khi bị vi
sinh vật phân giải nó cho các chất hữu cơ như
lipid, sáp, …
Cơ chế phân giải mùn:
Hữu cơ + O2 NH3 + CO2 + Q
Các loài sinh vật phân giải mùn:
Phân giải mùn có rất nhiều các loài sinh vật đất
tham gia, kế cả hiếu khí và yếm khí, vi khuẩn,
xạ khuẩn, nấm mốc, nguyên sinh động vật ( các
con côn trùng), động vật đất ( giun, dế, mối,
kiên…)
VSV

25. QUÁ TRÌNH NITRATE HÓA
✓ Chủ yếu là quá trình hiếu khí, thường xảy ra trong đất
có pH trung tính, thoát nước tốt. Trong điều kiện kỵ khí
hoặc trong điều kiện acid mạnh rất hạn chế xảy ra quá
trình này
✓ Hai bước của quá trình nitrate hóa (nitrification) được
trình bày như sau:
➢ Bước 1: biến đổi amoni thành nitrite
2NH3 + 3O2  2NO2
- + 2H2O + NĂNG LƯỢNG
➢ Bước 2: biến đổi nitrite thành nitrate
2NO2
- + O2  2NO3
- + NĂNG LƯỢNG

26. ➢ Nitrate và nitrite do vi khuẩn oxy hóa thành, thực vật có
thể hấp thu để tổng hợp ra các amino acid. Trong đất
còn có một bộ phần nitrate được oxy hóa chậm chạp để
trở thành thành phần của chất mùn.
➢ Nitrate hay nitrite đều dễ bị rửa trôi, nhất là trong mùa
mưa, nếu không được đồng hóa chúng có thể thoát ra
khỏi hệ sinh thái này để đến hệ sinh thái khác qua sự
chu chuyển nước ngầm.
Các nhóm vi sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa
Nhóm vi khuẩn nitrosomonas Nhóm vi khuẩn nitrobacter

27. QUÁ TRÌNH PHẢN NITRATE HÓA
 Con đường chuyển hoá của nitrat qua các quá trình
đồng hoá - dị hoá để trở về các dạng như N2, NO,
N2O được gọi là quá trình phản nitrat hóa.
 Quá trình này diễn ra nhờ các vi khuẩn phản nitrat
hóa. Các vi khuẩn này sống trong điều kiện thiếu oxy,
chúng dùng NO3
- làm nguồn oxy để hô hấp yếm khí,
giải phóng ra N2O, NO, N2 vào trong khí quyển. Khí
nitơ được giải phóng ra khỏi quá trình như chất thải.
CƠ CHẾ
NO3
- NO2
- NO N2O N2

28. Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình phản
nitrate hóa
vi khuẩn Achromobactervi khuẩn pseudomonas

30. TÁC HẠI
• Qúa trình phản ni trat hóa làm
mất tới 90% tổng lượng đạm bị
mất trong đất
BIỆN PHÁP
▪ Làm cỏ sục bùn
▪ Tiêu úng cho vùng ngập lụt, tưới
nước cho vùng hạn hán
▪ Bón đạm vào lúc trời ít nắng
TÁC HẠI VÀ BIÊN PHÁP KHẮC PHỤC CỦA QUÁ
TRÌNH PHẢN NITRATE

31. NHẬN XÉT
 Trong các quá trình của chu trình nitơ thì quá
trình cố định nitơ đóng vai trò quan trọng, vì:
➢ Quá trình cố định đạm bằng con đường lí- hóa, sinh
học hay cố định trong công nghiệp trong sản xuất
phân bón là bước đầu tiên để nitơ đi vào chu trình.
➢ Quá trình cố định nitơ làm tăng lượng đạm trong đất,
tăng độ phì nhiêu.
➢ Nitơ được cố định ở dạng hữu cơ là nguồn đạm cho
các vi sinh vật trong đất sử dụng cho các quá trình
tiếp theo của chu trình nitơ.
 Trong chu trình nitơ có nhiều chu trình nhỏ,
giữa chúng có sự đan xen rất phức tạp.

32. CÁC CHU TRÌNH NHỎ
1. Chu trình 1 (theo chiều
mũi tên): diễn ra quá trình
cố định đạm và quá trình
amon hóa.
N2 trong
khí quyển
Vi khuẩn
cố định N2
trong đất
Amon

33. CÁC CHU TRÌNH NHỎ
2. Chu trình 2 ( theo chiều
mũi tên): diễn ra các
quá trình cố định đạm,
amon hóa, nitrat hóa,
phản nitrat hóa
Vi khuẩn
cố định
N2
trong đất
amôn
Nitrit (
NO2
- )
Vi khuẩn
phản
nitrat
N2 trong
khí
quyển

34. CÁC CHU TRÌNH NHỎ
3. Chu trình 3 ( theo chiều
mũi tên): diễn ra các quá
trình cố định đạm, amon
hóa, nitrat hóa, phản
nitrat hóa.
Đạm tổng hợp trong khí
quyển  đồng hóa ở thực
vậtvi khuẩn và nấm
phân giảiamonnitrit
nitratvi khuẩn khử nitrat
khí quyển

35. CÁC CHU TRÌNH NHỎ
4. Chu trình 4 ( theo chiều
mũi tên): diễn ra các quá
trình cố định đạm, amon
hóa, nitrat hóa, phản
nitrat hóa.
Đạm tổng hợp trong khí
quyển  đồng hóa ở thực
vậtđồng hóa ở động
vậtvi khuẩn và nấm
phân giảiamonnitrit
nitratvi khuẩn khử nitrat
khí quyển

36. các chu trình nhỏ
5. Chu trình 5 (theo
chiều mũi tên): diễn ra các
quá trình cố định đạm,
amon hóa.
N2 trong khí quyển 
sản xuất phânđồng
hóa ở thực vậtđồng
hóa ở động vậtvi
khuẩn và nấm phân
giải  amôn  khí
quyển

37. Các chu trình nhỏ
6. Chu trình 6 ( theo chiều
mũi tên): diễn ra các quá
trình cố định đạm, amon
hóa, nitrat hoa, phản
nitrat hóa.
N2 trong khí quyển 
sản xuất phânđồng hóa
ở thực vậtđồng hóa ở
động vậtvi khuẩn và
nấm phân giải  amôn
nitrit  nitrat vikhuẩn
phản nitrat  khí quyển

38. Ý NGHĨA CỦA CHU TRÌNH NI TƠ
➢Chu trình nitơ là cơ chế duy trì sự cân bằng
nitơ trên Trái Đất.
➢Chu trình nitơ còn là động lực cho mối tương
tác dương.
➢Quá trình cố định đạm bằng con đường sinh
học có ý nghĩa trong việc duy trì độ phì của đất.
➢Lượng nitơ sinh học được tích lũy trong đất
nhờ các vsv cố định đạm cố ý nghĩa to lớn đói
với nông nghiệp, đặc biệt là các nước có nền
công nghiệp phân bón hóa học chưa phát triển.
Việc phát hiện ra các nhóm vsv có khả
năng cố định nitơ và sử dụng chúng như 1
nguồn phân bón hữu hiệu là biện pháp tích cực
làm giàu nguồn đạm cho đất và giảm nguy cơ ô
nhiễm môi trường do sử dụng quá nhiều phân
bón hóa học

39. HIỆNTRẠNG Ô NHIỄMMÔI TRƯỜNG
• Ngày nay, các cuôc cách mạng công nghiệp đã ảnh
hưởng lớn đến sự cân bằng Nitơ trong tự nhiên.
• Trong nông nghiệp: lạm dụng phân bón hóa học,
đặc biệt là phân đạm.
• Sự suy giảm đa dạng sinh học trong tự nhiên.
• Hiện tượng sương mù quang hóa.
• Hiện tượng nóng lên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính.
• Mưa axit.
• Phá hủy tầng ôzôn.
• Ô nhiễm tại các bờ biển, các cánh rừng. Hiện tượng
phú dưỡng trong các ao hồ, kênh rạch v.v…
III

40. TÁC HẠI CỦA NITƠ ĐỐI VỚI CON NGƯỜI VÀ SINH VẬT
▪ Dư thừa N2: làm mất cân bằng hệ sinh thái (một số
loài động thực vật bị tuyệt chủng, một số loài ngày càng
phát triển, nguồn nước ô nhiễm do ánh sáng mặt trời bị
che lấp, tôm cá chết ngạt, các quá trình quang hợp của
thực vật dưới nước bị ngăn cản).
▪ NO, NO3
-: tác dụng với hồng cầu trong máu, làm
giảm khả năng vận chuyển oxi của máu. Tồn dư Nitrate
trong cơ thể gây ngộ độc, ung thư...
▪ NH3 ở nồng độ cao: gây độc cho tất cả các sinh vật
và con người.
▪ Hợp chất xianua bị thất thoát ra ngoài môi
trường: gây hại nghiêm trọng đến môi trường và sứ
khỏe con người (nó là chất cực độc).

41. BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
• Sản xuất hữu cơ kết hợp với vận động, tuyên truyền và
hướng dẫn cho nông dân nâng cao ý thức trách nhiệm với
môi trường và con người.
• Kiểm soát tốt hoạt động của các ngành công nghiệp và giao
thông vận tải.
• Đầu tư xây dựng các nhà máy xử lý chất thải. Khuyến khích
các dự án xử lý chất thải bằng các biện pháp thân thiện với
môi trường.
• Các cơ quan nhà nước cần có các quy định chặt chẽ hơn về
việc xử lý chất thải, thường xuyên kiểm tra thực hiện và xử lý
nghiêm các trường hợp vi phạm.
• Tăng cường mối liên kết giữa các quốc gia trong việc quản lý
chu trình nitơ toàn cầu.
IV