氮元素的介绍，氮元素的主要来源

75%以上的呼吸和声音都是由它造成的，每次雷暴都会使湖水酸化并加速岩石破碎。在地球数十亿年的形成和发展过程中，本文介绍的—— 种氮元素是闪电、蓝天、空气、土地和生命之间的纽带。

1. 紫色的天空细心的读者，看到这里，你是不是想说“天是蓝的，老国家，你错了”？事实上，天空确实是紫色的，尤其是在中午，天空只有20% 是蓝色的。然而，我们的眼睛只对蓝色做出反应，而对紫色没有反应，所以我们看到的天空是蓝色的。

为了解释为什么天空是紫色的，我们需要了解大气的成分及其分子结构。空气主要由氮气、氧气和少量其他气体组成，其中氮气占78%，氧气约占21%。氮和氧都是双原子分子，其中原子通过共享的电子对结合在一起。

氮和氧分子的大小大致相同，但氮分子稍小。它们可以将阳光散射到整个波长范围内，但由于它们的分子较小，因此它们散射较短波长的光的能力更强。这意味着它具有更高的散射蓝光和紫光的能力。这和吉他弦越细，音调越高是一样的。接近分子直径的波长更容易被散射。

简单来说，我们的眼睛之所以看到蓝色的天空，并不是因为天空真的很蓝，而是因为我们眼睛的视觉功能。

2.从氮到蛋白质氮是蛋白质的重要组成部分。没有氮，就不会有蛋白质，也不会有生命。大气中78%是氮气，但将氮气转化为蛋白质并不那么容易。这是因为氮分子形成共享三个电子对的结构，使其极其稳定，不易分解并与其他物质发生化学反应。

然而，在生物进化过程中，出现了各种能够固氮的微生物，它们统称为蓝细菌。这些蓝藻可以与体外的其他生物体合作，固定空气中的氮并将其转化为氮肥。例如，我们熟悉的大豆植物的根部就存在这样的土壤细菌。

蓝藻具有固氮能力，因为它们具有含铁固氮酶。这种酶使用铁原子作为锋利的刀来分裂氮分子，将每个氮原子与三个氢原子配对，产生生物上有用的氨。

另一种凝固氮气的自然方法是闪电。氮分子很稳定，所以只有这么高的能量才能将它们分裂，然后氮与氧结合形成氮氧化物，随着雨水落到地面。这些氮被土壤中的细菌利用，然后被植物吸收，进入食物链，最后到达我们的盘子里。

3.动物运动和食物链中的氮循环生物链的最底层是细菌的世界，通过追踪它们的同位素比例，死亡的动植物被细菌分解。动物原子的运动轨迹可以通过生态系统来追踪。

氮有两种同位素：氮14 和氮15。由于氮15的质量稍大，其在空气中的分子运动速度比氮14分子的匀速稍慢，很难逃逸到空气中。由于它稍大一些，氮15 更容易积聚在该区域。

您可以将氮分子视为由氮原子组成的哑铃。由于氮15稍重，因此氮15在分子中的振动略低于由氮14组成的氮分子。这使得氮15形成的化学键比氮14形成的化学键更稳定。同样，动植物尸体分解释放的氨氮15含量较低，进一步加剧了该地区氮15的积累。

在食物链中，当你向食物链上游移动时，食物链上游动物体内的氮15含量也会增加。

《西游记》年，孙悟空有72种变身，可以变身为各种动物、植物、石头……不过，在科学家看来，这一切并不奇怪。在原子世界里，蚂蚁可以变成蟑螂、老鼠、狮子、大象……甚至人类，森林可以变成海洋。

乌舒里河的秋天，不仅是一年一度的鲑鱼洄游季节，也是黑盲人捕猎的季节。此外，亚洲黑熊几乎完全依赖鲑鱼蛋白来摄入氮。它们在相对较浅的河流中等待，当它们发现鲑鱼游过时，它们用手掌敲击水面来惊吓鱼，然后慢慢返回岸边咬一口鱼的蛋白质。在你的肚子里。

此时，黑熊胃中的酶开始发挥作用，将鲑鱼的蛋白质分解为氨基酸。这些氨基酸通过血液输送到肝脏，在那里被加工成构建身体所需的各种原材料。超过身体所需量则分解为氨，经肾脏转化为尿液排出体外。当然，也有一部分作为粪便排出体外。这个过程发生在所有动物身上，包括人类。

而远道归来的鲑鱼，则从北太平洋沿着黑龙江、乌苏里江一路逆流而上，聚集在深海，快速密集地成群冲锋。危险的黑熊群正在等待着尽量减少种群数量下降的速度。最后，鱼在浅河中筑巢产卵后，亲鱼不断在巢周围游动，防止其他动物偷走鱼卵。最终，当雏鸟即将孵化时，亲鱼会在巢旁死亡，为雏鸟提供最初的氮源。

研究表明，黑熊毛皮中80%的氮原子来自海洋，这种新毛纤维中氮原子的信号不仅在秋季鲑鱼洄游时传递，而且在春季和夏季也能传递也会出现。熊的食物来源可以非常多样化，包括植物和小动物。但海洋中的氮原子不仅滋养亚洲黑熊，还滋养了科安山脉的整个森林。

4. 母婴之间的氮转移食物链上游的物种通常比下游的猎物具有更高的氮水平，15 这也反映在人类身上。特别是，母亲和哺乳婴儿之间的氮15比率可以揭示母亲和婴儿之间的原子键。

除了非母乳喂养的宝宝外，最初的营养都是从妈妈那里获得的，所以宝宝体内的氮也会比妈妈多。这与食物链上游物质在体内具有较高氮15 含量的原理相同。对婴儿及其母亲指甲中氮15 含量的分析提供了母亲为养育婴儿而做出的巨大牺牲的同位素证据。

5、氮同位素研究与食品安全随着全球经济一体化，食品贸易量逐渐增大，食品供应链不断延长，食品安全风险隐患也进一步扩大。尤其是动物源性食品在人类膳食中占有很大比例，其来源和种类多样，确保其安全性更加困难。动物起源的溯源分析也更加困难。

近年来，稳定同位素指纹分析已成为食品溯源的有效技术，但其中氮同位素最受国人关注。这是因为，虽然世界上大多数国家都没有内脏的消费市场，但对于我们中国人来说，内脏却是一个重要的食材。在内脏碳同位素的研究中，差异并不显着，但氮15的差异却异常显着。

通过对氮原子的网络追踪，科学家们发现，当大气中的污染物落入海洋时，海洋生物通过陆地生物的食物链将空气污染输送到世界各地，最终大气也将空气污染物输送到世界各地。世界的污染已经到达我们的盘子。

特别是今天，武汉疫情形势严峻复杂，传染病防控正处于关键阶段。从了解疫情的角度来看，主要的感染途径是呼吸道感染，虽然我们对新冠病毒的了解还很有限，但这次疫情肯定和我们的动物性食物来源有关。

6、成圣成魔1908年，德国化学家哈伯申请了“环氨合成”专利，并于1909年改进了合成方法，将氨含量提高到6以上。这是工业上常用的直接合成方法。在反应过程中，为了解决氢气和氮气的合成转化率低的问题，将合成反应后的产物氨从气体中分离出来，将未反应的气体与新鲜的氢气和氮气混合，让它们参与合成。又有反应了。

如今，氨是化肥工业和有机化学品的主要成分，但20世纪初合成氨工业诞生时，其目的是将氨用作战争炸药工业的原料。第一次世界大战期间，烈性炸药的出现导致数百万人死亡，甚至哈珀的妻子和儿子也自杀了。

战后，氨工业转向农业和工业。随着科学技术的发展，人类对氨的需求量日益增加。目前，合成氨工业产量超过1亿吨，成为全球数十亿人的重要食物来源。人类获取氮的主要途径已逐渐从微生物利用转向工业利用。

哈伯本人因发明合成氨方法而于1918年获得诺贝尔奖。最大的讽刺是，该奖项是用诺贝尔通过制造含氮炸药积累的巨额财富设立的。含氮爆炸物夺去了数百万人的生命并加剧了战争。

结论人类与地球广阔的原子网络中的所有生物和非生物共存。氮对于人类来说是非常重要的元素，没有它我们的身体就无法形成，如果没有氨的合成，我相信今天一半的人口就不会存在。然而，人口的快速增长正在加速地球资源的消耗，导致环境恶化、气候变暖等一系列问题。

人类向环境中释放更多形式的含氮废气。在讨论全球变暖时，主要考虑的是二氧化碳排放，但实际上，过度施肥和工业生产的一氧化二氮排放对气候的影响远远超过了碳的影响。

作为智慧生物体，如何平衡固氮带来的好处与生长过程中氮化合物对环境造成的破坏是影响地球上所有生物生存的重大问题。

在科学获取氮气的同时保护我们的生存环境刻不容缓！

因为——只有一个地球！