Köfnunarefni (eða köfnunarefni „N“) er einn mikilvægasti þátturinn sem finnast í lífríkinu og mun hringrás verða. Um það bil 80% loftsins inniheldur þetta frumefni, þar sem tvö atóm eru sameinuð til að mynda N2 sameindina. Tengslin milli þessara atóma eru mjög sterk. Köfnunarefni, sem er í „bundnu“ ástandi, er notað af öllum lífverum. Þegar köfnunarefnis sameindum er skipt taka N atóm þátt í ýmsum viðbrögðum og sameina þau atóm annarra frumefna. N er nokkuð oft ásamt súrefni. Þar sem í slíkum efnum er tenging köfnunarefnis við önnur atóm mjög veik, frásogast það vel af lifandi lífverum.
Hvernig virkar köfnunarefnisrásin?
Köfnunarefni dreifist í umhverfinu um lokaðar og samtengdar leiðir. Í fyrsta lagi losnar N við niðurbrot efna í jarðveginum. Þegar plöntur berast í jarðveginn draga lifandi lífverur köfnunarefni úr þeim og umbreyta því í sameindir sem notaðar eru við efnaskiptaferli. Atómin sem eftir eru sameinast atómum annarra frumefna og síðan losna þau í formi ammóníum eða ammóníaksjóna. Þá er köfnunarefni bundið af öðrum efnum, eftir það myndast nítrat sem berst í plönturnar. Fyrir vikið tekur N þátt í útliti sameinda. Þegar grös, runnar, tré og önnur flóra deyr, kemst í jörðina, kemst köfnunarefni aftur í jörðina og eftir það byrjar hringrásin aftur. Köfnunarefni tapast ef það er hluti af setefnum, breytist í steinefni og steina, eða meðan virkni afeitrandi baktería er.
Köfnunarefni í náttúrunni
Loftið inniheldur ekki um 4 fjórðungi tonn af N, heldur um 20 billjón tonn í heimshöfunum. tonn. Sá hluti köfnunarefnisins sem er í lífverum lífveranna er um 100 milljónir. Þar af eru 4 milljónir tonna í gróðri og dýralífi og 96 milljónir tonna sem eftir eru í örverum. Þannig er verulegur hluti köfnunarefnis til staðar í bakteríum, þar sem N er bundinn. Á hverju ári, við mismunandi vinnslu, eru 100-150 tonn af köfnunarefni bundin. Stærsta magn þessa frumefnis er að finna í steinefnaáburði sem fólk framleiðir.
Þannig er N hringrásinn ómissandi hluti af náttúrulegum ferlum. Vegna þessa hafa ýmsar breytingar í för með sér. Sem afleiðing af mannavöldum er breyting á köfnunarefnishringrás í umhverfinu, en enn sem komið er hefur það ekki mikla hættu fyrir umhverfið.
