Kvävefixering är en naturlig eller industriell process som omvandlar luftens kväve till mer reaktiva föreningar, till exempel ammoniak eller kväveoxider. Naturlig kvävefixering mini|Växtens fotosyntes ger näring till bakterier som införlivar kväve från luften i föreningar som kan användas av växten. Biologisk Kvävefixering är förmågan hos en organism att binda kvävgas, gasformigt kväve. Kväve är ett näringsämne som alla organismer behöver för att fungera, men det är bara kvävefixerarna som kan ta kvävet direkt från luften. Kvävefixerande organismer finns både på land och i vatten.
Kvävefixering i sjöar och hav De organismer som kan fixera kväve i sjöar och hav är framför allt vissa arter av cyanobakterier. Dessa arter är alltså inte beroende av mänskliga kväveutsläpp, utan är självförsörjande på kväve. De gynnas av varmt väder, höga fosforhalter och låga kvävehalter, då de har stora konkurrensfördelar jämfört med andra arter.
Kvävefixerande cyanobakterier trivs dock inte under alla sådana förhållanden. Vid vissa salthalter och vid brist på bl.a. järn verkar de inte blomma.
Hur mycket kväve som fixeras vid olika förhållanden är en fråga som det tvistas om inom forskningen. Svaret på den frågan påverkar frågan om vi behöver rena kväve, fosfor eller båda delar när det gäller utsläpp till sjöar och kustområden.
Den rådande övertygelsen har länge varit att kvävefixeringen är viktigare för sjöar än för hav. Därför anses fosforrening vara särskilt viktigt i sjöar. Kväverening anses vara viktigt för haven. Utsläppen till "halvsalta" bräckvattenhav som Östersjön renas i många fall på både kväve och fosfor.
Kvävefixering på land Även om vissa kvävefixerande cyanobakterier trivs på land, är det främst andra bakterier som i symbios med vissa kärlväxter kan fixera kväve. Hit räknas bl.a. Rhizobium (som lever i symbios med ärtväxter) och Frankia (som lever i symbios med Alar). Utan värdväxter lever dessa bakterier saprofytiskt.
Utöver de biologiska processerna tillkommer en del kväveoxider med nederbörd från luften efter blixturladdningar.
Industriell kvävefixering Industriell kvävefixering är en process som omvandlar luftens kvävgas (N2) till reaktiva föreningar, främst ammoniak (NH3), för produktion av mineralgödsel. Dominerande processer är Haber–Bosch-processen (ammoniak) och den därpå följande Ostwald-processen (kväveoxider, salpetersyra).
En historisk process var Birkeland-Eyde-processen, som framställde kväveoxid och salpetersyra genom att låta luftens kväve och syre reagera direkt i en elektrisk ljusbåge, ungefär som vid blixturladdningar. Metoden krävde stora mängder elenergi och övergavs därför till förmån för Haber-Bosch-processen. Utvecklingsarbete pågår på flera håll i världen för att konstruera liknande, men mer energisnåla processer.
Forskning pågår också för att försöka tillämpa biologiska processer i industriell skala.
Referenser
Se även Växelbruk
Kategori:Biokemi Kategori:Kemiska processer