Azot ve azot bileşikleri

Azot canlıların başlıca bileşenleri olan protein, karbonhidrat ve yağın oluşumunda ve sentez olaylarında ki rolü nedeniyle bütün ekosistemlerin temelidir. Doğal sularda azot çözülmüş gaz halinde, çözülmüş veya asılı organik bileşik ve mineral şeklinde buluna bilir. Bu azot şekillerinden sadece mineral azot besleyici elementler arasındadır. Ve amonyum, nitrit ve nitrat şeklinde bulunur. Mineral azotun bu 3 şekli fitoplankton ve bentik algler tarafından kullanılabilir.

Doğal sulara azotlu bileşikler  ya dış kaynaklardan (allokton) sağlanır veya doğrudan su içinde (otokton) oluşur. Allokton azot dünya üzerinde birikmiş nitrat ve nişadır gibi bileşiklerden veya insan popülasyonu dahil karasal azot bileşikleri kapsayan yüzeylerden ve yer altı kaynak veya sızıntılarından suya karışır. Otokton azot bileşikleri ise ya doğrudan doğruya zooplankton ve balıkalrın azotlu boşaltım artığı ürünlerini ortama salmaları ile veya bu canlıların ölmeleri sonucu atık halde bulunan organik maddelerin bakteriler tarafından ayrıştırılması sonucu dolaylı olarak amonyağa dönüşmesi ile ortama katılır.

Doğal sularda element halinde veya bileşik olmayan azot kaynağı olarak en azından iki kaynak vardır. Bunlardan biri ve en önemlisi atmosferdir. İkincisi ise bileşik olmayan azot kaynağı nişadırın bakteriyal denitrifikasyonundan sağlanır. Bileşik olmayan azot hareketli değildir. Sadece azotu tutan bakteri ve alg gibi bazı mikroorganzmalar bunu kullanabilir. Tatlı sularda azot molekülünün eriyebilirliği, sıcaklık ve basınca bağlıdır. Yaz durgunluğu sırasında göllerde bağlı olmayan azotun vertikal dağılışı sıcaklığa ters olarak gelişir. İnorganik maddeler, bitki ve hayvan dokuları tarafından alınarak çeşitli organik maddelerin sentezlenmesinde ve protoplazmanın metabolik olaylarında çeşitli azot bileşiklerine dönüştürülür.

Azot doğal sularda element halinde ve organik bileşikler halinde bulunduğu gibi inorganik azot bileşikleri halinde de (nişadır, amonyak,nitrit ve nitrat gibi) bulunabilir. Organik bileşiklerde bağlı azot çürümeler ve bir dereceye kadar hayvanların azotlu boşaltım ürünleri aracılığıyla yeniden ortama döner. Genellikle  temiz sularda amonyak ve amonyum bileşikleri litrede bir mili gram veya daha az olmak üzere çok küçük oranlarda bulunur.  Oksijenin kullanımı sonucu kirlenme arttıkça amonyak yoğunluğu da artar. Amonyak ve onun temel bileşiklerinden olan çözülmeyen amonyum hidroksit suyun pH’ına bağlıdır. 18°C da ve pH 6’da amonyumun, amonyum hidroksite oranı yaklaşık 1/300 iken  pH 8 olduğunda bu oran 1/30 olmaktadır. Yüksek alkali  ortamda amonyum hidroksit yoğunluğu toksit düzeye ulaşır.  Normal ve alkali sularda serbest amonyak yoğunluğu 2,5 mg/lt  nin üzerinde olduğu zaman bir çok canlı türü için zahirli olabilir. Tatlı sularda en çok rastlanan amonyum tuzu olan amonyum karbonat genellikle az miktarda bulunur. Fakat bu miktar 20 mg/lt veya daha fazla olduğu zaman alkali ortamda bu da bazı hayvanlar için zehirli olabilir.

Azotlu organik bileşiklerinin oksidasyonunun bir ara fazında amonyak , bazı nitrifikasyon  maddeleri Ör(nirtosomonas gibi) tarafından ayrılır. Amonyak absorbe edilir ve nitrit iyonları salınır. Bu olayda açığa çıkan enerji bakteriler tarafından karbonhidrat sentezinde kullanılır. Nitrit, nitratın rediksiyonundan da oluşabilir. Aslında doğal suların çoğunda bulunan nitritin büyük bir kısmı amonyağın oksidasyonundan çok bu olaydan sağlanır.