Główna różnica – nitryfikacja a denitryfikacja

Azot jest niezbędnym pierwiastkiem do życia na ziemi. Działa jako składnik białka, kwasów nukleinowych i wielu innych ważnych związków. Azot krąży w środowisku poprzez cykl azotowy. Główne etapy cyklu azotowego obejmują wiązanie azotu, asymilację azotu, amonifikację, nitryfikację i denitryfikację. Stąd nitryfikacja i denitryfikacja to dwa ważne etapy cyklu azotowego. Nitryfikacja to biologiczna konwersja amonu do azotanu. Denitryfikacja to biologiczna konwersja azotanu w gazowy azot. To jest główna różnica między nitryfikacją a denitryfikacją. Obie te konwersje są biologiczne, ponieważ te konwersje są dokonywane przez drobnoustroje.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest nitryfikacja – Definicja, proces 2. Co to jest denitryfikacja? – Definicja, proces, zastosowanie 3. Jaka jest różnica między nitryfikacją a denitryfikacją? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: amon, mikroorganizmy utleniające amoniak, denitryfikacja, azotan, nitryfikacja, bakterie nitryfikacyjne, azot, cykl azotowy, mikroorganizmy utleniające azotyny

Co to jest nitryfikacja

Nitryfikacja to etap cyklu azotowego, w którym amon jest przekształcany w azotan metodami biologicznymi lub chemicznymi. Nitryfikacja to proces utleniania. Tutaj zredukowane formy azotu nieorganicznego i organicznego, głównie amonu, są przekształcane w azotan, który jest utlenioną formą azotu.

Nitryfikacja to proces biologiczny, w którym pośredniczą mikroorganizmy. Ten etap cyklu azotowego obejmuje dwie reakcje chemiczne. W pierwszym etapie amon przekształca się w azotyny, po czym następuje utlenienie azotynu w azotan. Proces ten jest korzystny dla mikroorganizmów, ponieważ mogą one pozyskiwać energię niezbędną do ich wzrostu poprzez te reakcje chemiczne. Te mikroorganizmy są znane jako mikroorganizmy nitryfikacyjne.

Ponieważ proces nitryfikacji obejmuje dwie reakcje chemiczne, w nitryfikacji biorą udział dwie grupy mikroorganizmów nitryfikacyjnych. Jedna grupa to utleniacze amoniaku, a druga grupa to mikroorganizmy utleniające azotyny.

Rysunek 1: Cykl azotu

Mikroorganizmy utleniające amoniak

Ta grupa drobnoustrojów obejmuje bezwzględnie autotrofy i archeony utleniające amoniak. Najczęstszą i najbardziej znaną bakterią w tym procesie jest Nitrosomonas. Mogą pośredniczyć w przemianie amoniaku lub amonu w azotyny w następujący sposób.

NH₄⁺ + 1,5O₂ → NIE₂^– + H₂O + H⁺

Mikroorganizm utleniający azotyny

Do tej grupy należą bakterie, które potrafią przekształcać azotyny w azotany. Najczęstszą i najbardziej znaną bakterią w tym procesie jest Nitrobactor. Reakcja jest następująca.

NIE₂^– + 0,50₂ → NIE₃^–

Nitryfikacja zależy od kilku czynników. Jak większość bakterii, bakterie nitryfikacyjne są wrażliwe na temperaturę. Maksymalne tempo nitryfikacji można zaobserwować w temperaturze optymalnej dla bakterii nitryfikacyjnych (0-35^oC). a także te bakterie są niezwykle wrażliwe na niskie stężenia tlenu. Szybkość nitryfikacji spada przy niskich stężeniach tlenu. Nitryfikacja przebiega najszybciej przy wartościach pH około 8-9. Ponadto obecność substancji hamujących może ograniczyć nitryfikację. Wszystkie te czynniki wpływają na rozwój bakterii nitryfikacyjnych.

Co to jest denitryfikacja

Denitryfikacja to etap cyklu azotowego, w którym utlenione formy azotu są przekształcane w gazowy azot metodami biologicznymi lub chemicznymi. To jest reakcja redukcji. Azotan jest utlenioną formą azotu, a denitryfikacja przekształca tę utlenioną formę w formę zredukowaną: gazowy azot. Tutaj stan utlenienia azotu zmienia się od +5 do 0.

Podobnie jak nitryfikacja, denitryfikacja jest procesem biologicznym. Dzieje się tak, ponieważ w tej konwersji azotanu pośredniczą mikroorganizmy. Główną klasą bakterii biorącą udział w denitryfikacji są fakultatywne beztlenowce. Utlenione formy azotu podlegające denitryfikacji to azotany i azotyny.

Rysunek 2: Denitryfikacja metodami biologicznymi

Reakcja denitryfikacji

NIE₃^– → N₂O → N₂

Jeden główny zastosowanie denitryfikacji jest w oczyszczaniu wody. Denitryfikacja może usuwać z wody związki azotu w postaci gazowego azotu. Denitryfikacja może odbywać się trzema metodami uzdatniania wody: wymiana jonowa, redukcja chemiczna i denitryfikacja biologiczna. W procesie wymiany jonowej niepożądane jony, takie jak azotany, są wymieniane z innymi jonami, a następnie usuwane są jony azotanowe. W redukcji chemicznej do redukcji azotanów do gazowego azotu stosuje się środki redukujące. Denitryfikacja biologiczna wykorzystuje mikroorganizmy denitryfikujące, takie jak Thiobacillus i Pseudomonas.

Różnica między nitryfikacją a denitryfikacją

Definicja

Nitryfikacja: Nitryfikacja to etap cyklu azotowego, w którym amon jest przekształcany w azotan metodami biologicznymi lub chemicznymi.

Denitryfikacja: Denitryfikacja to etap cyklu azotowego, w którym utlenione formy azotu są przekształcane w gazowy azot metodami biologicznymi lub chemicznymi.

Proces

Nitryfikacja: Nitryfikacja obejmuje konwersję zredukowanych form azotu do utlenionych form azotu.

Denitryfikacja: Denitryfikacja obejmuje konwersję utlenionych form azotu w zredukowane formy azotu.

Produkt końcowy

Nitryfikacja: Produktem końcowym nitryfikacji jest azotan.

Denitryfikacja: Produktem końcowym denitryfikacji jest gazowy azot.

Gatunki początkowe

Nitryfikacja: Nitryfikacja rozpoczyna się od jonów amoniaku lub amonu.

Denitryfikacja: Denitryfikacja zaczyna się od azotanu.

Mikroorganizmy

Nitryfikacja: W nitryfikacji pośredniczą mikroorganizmy nitryfikujące, takie jak Nitrosomonas, Nitrobacter.

Denitryfikacja: W denitryfikacji pośredniczą mikroorganizmy denitryfikujące, takie jak Thiobacillus i Pseudomonas.

Wniosek

Nitryfikacja i denitryfikacja to dwa główne etapy cyklu azotowego. Cykl azotowy to obieg azotu w środowisku. Główna różnica między nitryfikacją a denitryfikacją polega na tym, że nitryfikacja to konwersja amonu w azotan, podczas gdy denitryfikacja to konwersja azotanu w gazowy azot.

Bibliografia:

1. „Bakterie denitryfikacyjne”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 14 grudnia 2011 r., Dostępne tutaj.2. "Nitryfikacja." Encyklopedia nauk o życiu, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Cykl azotu” Autor: Cicle_del_nitrogen_de.svg: *Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (użytkownik:Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Zdjęcie:Cycle azote fr.svg.pochodna praca: Burkhard (dyskusja)Nitrogen_Cycle.jpg: Środowisko Agencja Ochrony Praca pochodna: Raeky (dyskusja) – Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia2. „1.12 Bufory azotu” przez Narodowe Centrum Agroleśnictwa (CC BY 2.0) przez Flickr