
【醫】 azotification; nitrogen fixation
定氮作用(Nitrogen Fixation)是生物化學與生态學中的核心概念,指将大氣中的遊離氮(N₂)轉化為生物可利用的含氮化合物(如氨、硝酸鹽)的過程。該術語在漢英詞典中通常對應“nitrogen fixation”,強調自然界及工業中氮元素的轉化機制。
生物定氮由特定微生物(如根瘤菌、藍藻)通過固氮酶催化完成,反應式為: $$ text{N}_2 + 8text{H}^+ + 8e^- + 16text{ATP} rightarrow 2text{NH}_3 + text{H}_2 + 16text{ADP} + 16text{P}_i $$ 這一過程對農業生态至關重要,例如豆科植物與根瘤菌的共生關系可減少化肥使用。
哈伯-博施工藝(Haber-Bosch Process)是人工固氮的代表技術,通過高溫高壓将氮氣與氫氣合成氨,其反應式為: $$ text{N}_2 + 3text{H}_2 rightarrow 2text{NH}_3 $$ 該技術支撐了全球超50%的糧食生産。
自然固氮每年貢獻約200億噸氮化合物,維持着陸地與海洋生态系統的氮循環平衡。聯合國糧農組織指出,過量人工固氮可能導緻水體富營養化等環境問題。
(參考資料:1. 中國科學出版社《英漢生物化學詞典》;2. 國際土壤科學聯合會技術報告;3. 聯合國糧農組織《全球氮評估報告》)
定氮作用是指通過測定樣品中氮元素的含量,進而分析其相關物質特性或環境指标的過程。這一過程在多個領域具有重要應用價值,具體作用可歸納為以下五個方面:
農業應用
通過測定土壤中的氮含量,幫助農民評估土壤肥力,制定科學施肥方案,從而提高農作物産量和品質。例如,合理控制氮肥使用可避免過度施肥導緻的土壤酸化。
環境監測
用于檢測水體、土壤中的氮污染水平,評估環境質量。例如,監測硝酸鹽等污染物含量,為治理水體富營養化或土壤退化提供數據支持。
食品工業
通過測定食品中的氮含量推算蛋白質含量(如凱氏定氮法),确保産品符合營養标籤标準,并保障食品安全。例如,乳制品和谷物中的蛋白質檢測。
化學研究
在有機合成或材料科學中,測定化合物含氮量有助于分析分子結構、反應機理,或驗證合成産物的純度。
藥物分析
藥物中的氮元素常與活性成分相關,測定其含量可輔助評估藥效、控制藥品質量,例如抗生素或含氮生物堿類藥物的檢測。
以上應用均依賴于定氮儀等專業設備,通過化學方法(如凱氏定氮法)或光譜技術實現精準測量。如需了解具體檢測原理或更廣泛案例,可進一步查閱相關行業文獻。
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