[환경학] 질소의 순환과 생명 및 환경

1. 질소 순환의 개념

질소 순환은 자연계에서 질소가 생명체와 환경 간에 지속적으로 이동하는 과정으로 정의할 수 있다. 질소는 지구상에서 매우 풍부한 원소 중 하나이나 대부분의 생명체가 이용할 수 있는 형태로는 존재하지 않는다. 그러므로 질소 순환은 그 이용과 재생을 위해 필수적이며, 생물학적, 화학적, 지구화학적 과정이 복합적으로 연계되어 일어난다. 자연 상태에서는 대기 중 질소가 약 78%를 차지하는데, 이는 대기성 질소(N2)가 안정한 상태로 존재하기 때문이다. 하지만 대부분의 생명체는 N2 형태의 질소를 생물학적으로 이용할 수 없기 때문에, 이를 생물체가 이용할 수 있는 형태로 전환하는 과정이 필요하다. 이 과정은 질소 고정이라 불리며, 질소 고정균과 같은 미생물에 의해 수행된다. 예를 들어, 리제니아(Rhizobium)균은 콩과 식물의 뿌리혹에 공생하며 질소를 암모니아로 고정한다. 암모니아는 다시 아민이나 아미노산으로 전환되어 식물의 성장에 이용되고, 이는 먹이사슬을 통해 동물에게도 전달된다. 이후 생물들은 질소를 배설물과 부패를 통해 환경에 방출하며, 이 과정에서 질소는 암모니아, 아질산염(NO2-), 질산염(NO3-)으로 산화 …