18.1 koolstofkringloop en 18.2 stikstofkringloop

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

18.1 koolstofkringloop en 18.2

Je kunt toepassen:

versterkte broeikaseffect, soorten broekasgassen (oorsprong en invloed), rol van bacterien en schimmels, korte/lange koolstofkringloop, opname van CO2 in verschillende compartimenten, brutto en nettoproductie, energie

Effect van CO2 op het klimaat

CO2 is een broeikasgas

Broeikasgassen vormen een deken om de aarde die de stralingswarmte terugkaatst.

Broeikasgassen

CO2, 

Methaan

Ozon

N2O (lachgas)

Waterdamp

Hoe groter de hoeveelheid broeikasgassen hoe groter het broeikaseffect -> versterkt broeikaseffect.

Broeikasgassen

Het vermogen van de gassen om bij te dragen aan het broekaseffect wordt uitgedrukt in GWP (Global Warming Potential). 

GWP van CO2 is gesteld op 1, de GWP van methaan is 25, die van ozon is 1000, die van N2O is 265

Koolstof voorraden (sinks)

Fossiele brandstoffen

Permafrost gebieden

Bodem van de oceaan

Kalkgesteenten

Biomassa

Langzame koolstofkringloop

Snelle koolstofkringloop

Methaan 

Methaan (CH4) komt vrij bij de veeteelt, landbouw, verbranden fossiele brandstoffen, afvalstortplaatsen (anaerobe afbraak), ontdooien permafrost.

(*) Eén Nederlandse koe stoot gemiddeld ongeveer evenveel methaan uit als de CO2 van een gemiddelde personenauto, die 15.000 km per jaar rijdt. (hoeveel koeien? )

In 2019 in Nederland:

Geiten 14 duizend dieren (+ 4,5% )

Het aantal varkens (12,1 miljoen) en 

Runderen (3,8 miljoen) is juist iets gedaald

2,6 miljoen katten, 1,5 miljoen honden, 0,2 miljoen fretten, 1,2 miljoen konijnen, 0,5 miljoen knaagdieren, 3,9 miljoen zang- en siervogels, 5 miljoen postduiven, 0,65 miljoen reptielen en ca. 18 miljoen aquarium- en vijvervissen  (Bron CBS) 

17,28 miljoen Homo sapiens

Lachgas en broeikaseffect

Lachgas (N2O) komt vrij door bacteriewerking in de oceanen en door uitspoeling van nitraat.

 Een lachgas ballon bevat gemiddeld 8 gram N2O of 4,3 liter lachgas onder atmosferische druk. In Nederland gebruikt van 86% van de lachgasgebruikers minder dan 10 ballonnen per gelegenheid. Rond de 91% van de lachgas gebruikers gebruikt dit maandelijks of minder frequent.

Waterdamp en broeikaseffect

Door de opwarming van de aarde komt er meer waterdamp in de atmosfeer, dit zorgt voor een zichzelf versterkend effect.

‘We kunnen bomen planten tot we geen bos meer kunnen zien, maar als we echt iets willen doen aan het effect van de extra CO2 uitstoot op klimaatverandering, dan moeten we kijken naar de oceanen,’ 

(Professor Gert-Jan Reichart van het NIOZ en de Universiteit Utrecht)

energie !?

In Abu Dhabi  komt een park van 1800 MW (1,8 GW), een zelfde capaciteit als de befaamde Assoeandam heeft.  E zullen  4000 arbeiders nodig zijn voor het dagelijks onderhoud.!!

energie !?

In Abu Dhabi  komt een park van 1800 MW (1,8 GW), een zelfde capaciteit als de befaamde Assoeandam heeft.  E zullen  4000 arbeiders nodig zijn voor het dagelijks onderhoud.!!

18.2 Stikstofkringloop

Je kan toepassen:

Stikstof in vormen en waar in compartimenten, fixatie, uitspoeling, denitificatie. Ammonificatie, deammonificatie, invloed organismen op NOx, 

Welke stikstofverbinding is het meest bruikbaar voor planten?

1. Vrije stikstof in de atmosfeer
2. Nitriet
3. Ammoniak
4. Nitraat

Welk proces is afhankelijk van zuurstof?

1. Nitrificatie
2. Denitrificatie
3. Ammonificatie

Door welke bacteriën wordt vrije stikstof in de atmosfeer vastgelegd?

1. nitrietbacterien
2. nitraatbacterien
3. knolletjesbacterien
4. denitrificerende bacterien

Door welke processen komt stikstof uit de lucht in de voedselketen terecht?

1. Door denitrificatie en rotting
2. Door rotting en fotochemische stikstoffixatie
3. Door nitrificatie en biologische stikstoffixatie
4. Door biologische stikstoffixatie en fotochemische stikstoffixatie

Welk proces kan anaeroob plaatsvinden?

1. alleen 1
2. alleen 2 en 3
3. alleen 1 en 2
4. 1, 2 en 3

Ammonificatie is...

1. De omzetting van ammonium in ammoniak
2. De omzetting van ammoniak in ammonium
3. De omzetting van ureum naar ammoniak
4. De omzetting van ammonium naar nitriet

Eiwitten van een dood dier worden afgebroken in de bodem. Hier zijn een heel aantal groepen reducenten bij betrokken. In welke volgorde?

1. nitrietbacterien nitraatbacterien rottingsbacterien denitrificerende bacterien
2. rottingsbacterien nitrietbacterien denitrificerende bacterien nitraatbacterien
3. nitrietbacterien denitrificerende bacterien nitraatbacterien rottingsbacterien
4. rottingsbacterien nitrietbacterien nitraatbacterien denitrificerende bacterien

Stikstof nodig voor?

- Vloeibare stikstof

- In natuur als N2 (g) (lucht: 78% N2)

Stikstof is nodig voor:

- aminozuren

vetten... bevatten C 

geen N

eiwitten... bevatten C

maar ook N

Koolstofkringloop

BINAS 93F

Stikstofkringloop

BINAS 93G

Stikstofkringloop

Gebruikelijke route

BINAS!!!

A: Planten nemen nitraat (NO₃-) op.

B: Er vindt stikstofassimilatie plaats
     vorming aminozuren

(vorming eiwitten is voortgezette assimilatie)

C: Dier eet plant, verteert en assimileert eigen        organische stoffen.

D: Bij dissimilatie komt ureum vrij. 

E: Rottingsbacterien breken ureum af tot NH₃

F: NH₃ lost in (grond)water op tot NH₄+

G: Nitrietbacterien zetten NH₄+ om in NO₂-

H: Nitraatbacterien zetten NO₂- om in NO₃-

Bijzondere route

Sommige bacteriën kunnen ammoniak (NH₃) omzetten in N₂(g). 

Gevolg: bodem minder voedselrijk voor planten.

Weer andere bacteriën kunnen N₂ (g) omzetten in NH₃ (zie afb. 29).

Gevolg: bodem voedselrijker.

!! Groenbemesten

Groenbemesting

Het volgende filmpje is lang maar zeer informatief en misschien wel de ideale samenvatting.

Bij 12:00 wordt een totaal beeld aangegeven.

https:

0

Aantal gevolgen van teveel reactief stikstof voor planten en dieren

Overwoekering plantensoorten die van stikstof houden-> verminderde planten biodiversiteit -> verstoring evenwicht ecosysteem -> vermindering biodiversiteit andere organismen zoals vlinders, roofdieren, enz.

Explosieve algengroei en bacterie-activiteit in wateren -> minder zuurstof in water (zij gebruiken namelijk zuurstof) -> hoge vissterfte -> nog minder zuurstof -> nog meer sterfte van het waterleven

Zure bodem/grond = minder kalk ->

Planten die niet tegen zuur kunnen verdwijnen-> planten bevatten minder kalk -> rupsen en andere insecten hebben minder kalk in lijf -> Insecteneters die afhankelijk zijn  van kalk in de bodem krijgen zwakkere botten -> sterfte onder kuikens van allerlei vogels -> ecosysteem uit balans

Belangrijke begrippen om stikstofproblemen te begrijpen...

Concentratie (hoeveel zit er in een bepaalde omgeving/lucht)

Emissie (hoe vindt de uitstoot plaats)

Depositie (hoe komt het op/in de grond)