نیتروژن برای زندگی روی زمین ضروری است. این جزء تمام پروتئین ها است و در تمام سیستم های زنده یافت می شود. ترکیبات گاز  ازت در مواد آلی، غذاها، کودها، مواد منفجره و سموم وجود دارد. نیتروژن برای زندگی بسیار مهم است، اما بیش از حد آن می تواند برای محیط زیست نیز مضر باشد.

نیتروژن که از کلمه یونانی نیترون به معنای سودا بومی و ژن ها به معنی شکل گیری نامگذاری شده است، پنجمین عنصر فراوان در جهان است. بر اساس گزارش آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، گاز نیتروژن 78 درصد هوای زمین را تشکیل می دهد. از سوی دیگر، جو مریخ تنها 2.6 درصد نیتروژن است.

نیتروژن در شکل گاز خود بی رنگ، بی بو و به طور کلی بی اثر در نظر گرفته می شود. به گفته لوس آلاموس، نیتروژن در شکل مایع خود نیز بی رنگ و بی بو است و شبیه آب است.

فقط حقایق

عدد اتمی (تعداد پروتون های هسته): 7

نماد اتمی (در جدول تناوبی عناصر): N

وزن اتمی (جرم متوسط ​​اتم): 14.0067

چگالی: 0.0012506 گرم بر سانتی متر مکعب

فاز در دمای اتاق: گاز

نقطه ذوب: منفی 321 درجه فارنهایت (منفی 210 درجه سانتیگراد)

نقطه جوش: منهای 320.42 فارنهایت (منهای 195.79 درجه سانتیگراد)

تعداد ایزوتوپ ها (اتم های یک عنصر با تعداد نوترون های متفاوت): 16 ایزوتوپ شامل 2 ایزوتوپ پایدار

رایج ترین ایزوتوپ ها: نیتروژن-14 (فراوانی: 99.63 درصد)

جزء کود

به گفته آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، نیتروژن در سال 1772 توسط شیمیدان و پزشک دانیل رادرفورد کشف شد، زمانی که او اکسیژن و دی اکسید کربن را از هوا حذف کرد و نشان داد که گاز باقیمانده از موجودات زنده یا احتراق پشتیبانی نمی کند. دانشمندان دیگر، از جمله کارل ویلهلم شیل و جوزف پریستلی، روی همین مشکل کار می کردند و نیتروژن را هوای سوخته یا هوای بدون اکسیژن نامیدند. در سال 1786، Antoine Laurent de Lavoisier، نیتروژن را "azote" نامید که به معنای "بی جان" است. این بر اساس مشاهده بود که بخشی از هوا به تنهایی قادر به پشتیبانی از زندگی نیست.

یکی از مهمترین ترکیبات نیتروژن آمونیاک (NH3) است که می تواند در فرآیند موسوم به Haber-Bosch تولید شود که در آن نیتروژن با هیدروژن واکنش می دهد. گاز آمونیاک بی رنگ با بوی تند را می توان به راحتی به یک کود نیتروژن مایع تبدیل کرد. در واقع حدود 80 درصد آمونیاک تولید شده به عنوان کود استفاده می شود. همچنین به عنوان گاز مبرد استفاده می شود. در ساخت پلاستیک، منسوجات، آفت کش ها و رنگ ها؛ و در محلول های تمیز کننده، به گفته وزارت امور خارجه نیویورک.

چرخه نیتروژن

چرخه نیتروژن، که در آن نیتروژن اتمسفر به ترکیبات آلی مختلف تبدیل می شود، یکی از حیاتی ترین فرآیندهای طبیعی برای حفظ موجودات زنده است. در طول چرخه، باکتری ها در خاک فرآیند می کنند یا نیتروژن اتمسفر را در آمونیاک که گیاهان برای رشد به آن نیاز دارند، "تثبیت" می کنند. سایر باکتری ها آمونیاک را به اسیدهای آمینه و پروتئین تبدیل می کنند. سپس حیوانات گیاهان را می خورند و پروتئین را مصرف می کنند. ترکیبات نیتروژن از طریق فضولات حیوانی به خاک باز می گردند. باکتری ها نیتروژن زائد را دوباره به گاز نیتروژن تبدیل می کنند که به اتمسفر باز می گردد.

در تلاش برای رشد سریع تر محصولات، مردم از نیتروژن در کودها استفاده می کنند. با این حال، استفاده بیش از حد از این کودها در کشاورزی پیامدهای مخربی برای محیط زیست و سلامت انسان داشته است، زیرا به آلودگی آب‌های زیرزمینی و سطحی کمک کرده است. طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA)، آلودگی مواد مغذی ناشی از نیتروژن و فسفر اضافی در هوا و آب، یکی از گسترده ترین، پرهزینه ترین و چالش برانگیزترین مشکلات زیست محیطی است.

مقابله با عدم تعادل

به گفته رندی دالگرن، استاد علوم خاک در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، یکی از راه حل های مسئله نیتروژن بیش از حد در کشاورزی پایدار، کشاورزی ارگانیک و افزایش آگاهی کشاورزان از این مسائل زیست محیطی نهفته است.

او گفت: «ایده این است که سعی کنیم استفاده از این کودهای تجاری را حذف کنیم و در عوض از ضایعات آلی استفاده کنیم، به عنوان مثال، زباله های حیوانی. مرحله دیگر استفاده از کودهای آهسته رهش است که دارای پوشش های پلاستیکی هستند و به جای آزادسازی فوری نیتروژن، آزادسازی نیتروژن به تدریج در طول فصل رشد اتفاق می افتد، "سعی می کنیم نیتروژن آزاد شده از کود پوشش داده شده پلاستیکی را با وی گفت: نیازهای این کارخانه.

میکروبیولوژیست ها در دانشگاه آلبرتا در کانادا و دانشگاه وین در اتریش ممکن است راه حل دیگری کشف کرده باشند. در آگوست 2017، محققان اعلام کردند که یک میکروب اکسید کننده آمونیاک به نام Nitrospira inopinata را شناسایی کرده اند.

به گفته محققان، Nitrospira inopinata یک اسفنج آمونیومی است که در اکسیداسیون آمونیوم در محیط تقریباً از هر نوع باکتری و باستانی دیگر (جانداران تک سلولی) بهتر عمل می کند. از آنجایی که این میکروب یک اکسید کننده بسیار کارآمد است، ممکن است در این فرآیند اکسید نیتروژن کمتری تولید کند.