Nitrificació

La nitrificació és l'oxidació biològica de l'amoni amb oxigen a nitrit seguida per l'oxidació d'aquests nitrits a nitrats. La degradació de l'amoni a nitrit és normalment el pas limitant de la taxa de la nitrificació. La nitrificació és un pas important en el cicle del nitrogen en el sòl. Aquest procés va ser descobert pel microbiòleg rus Serguei Vinogradski.

Microbiologia i ecologia

L'oxidació de l'amoni a nitrit la fan dos grups d'organismes, bacteris (ammonia-oxidizing bacteria, AOB) i arqueus que oxiden l'amoni (ammonia-oxidizing archaea, AOA).^[1] Els bacteris nistrificants es troben entre els betaproteobacteris i gammaproteobacteris.^[2] El 2005 es va aïllar i descriure el primer arqueu nitrificant Nitrosopumilus maritimust.^[3]^[4] Posteriorment se n'han descrit d'altres i el seu estudi filogenètic va donar suport a la creació del fílum Thaumarchaeota.^[5] En els sòls, els bacteris nitrificants més estudiats pertanyen als gèneres Nitrosomonas i Nitrosococcus. Els arqueus nitrificants dominen en sòls i ambients marins,^[6]^[7]

El segon pas (oxidació de nitrit a nitrat) el fan (principalment) bacteris del gènere Nitrobacter. Tots dos passos produeixen energia.

La nitrificació té un paper important en el procés de llevar el nitrogen de les aigües residuals urbanes. El principal cost és el de l'aireació (donar oxigen al reactor) i l'aportació d'una font de carboni addicional, metanol, per a la desnitrificació.

La nitrificació també es pot esdevenir en l'aigua potable.^[8]

Junt amb l'amonificació, la nitrificació forma un procés de mineralització en el sòl que completa la descomposició de la matèria orgànica, i allibera compostos de nitrogen.

Química

La nitrificació és un procés d'oxidació del compost nitrogenat (efectivament, la pèrdua d'electrons de l'àtom de nitrogen cap als àtoms d'oxigen):

NH₃ + CO₂ + 1.5 O₂ + Nitrosomonas → NO₂^- + H₂O + H⁺
NO₂^- + CO₂ + 0.5 O₂ + Nitrobacter → NO₃^-
NH₃ + O₂ → NO₂⁻ + 3H⁺ + 2e⁻
NO₂⁻ + H₂O → NO₃⁻ + 2H⁺ + 2e⁻

Vegeu també

Referències

↑ Treusch, A.H., Leininger, S., Kletzin, A., Schuster, S.C., Klenk, H.P., and Schleper, C. (2005) Novel genes for nitrite reductase and Amo-related proteins indicate a role of uncultivated mesophilic crenarchaeota in nitrogen cycling. Environ Microbiol 7: 1985–1995
↑ Purkhold, U., Pommerening-Roser, A., Juretschko, S.,Schmid, M.C., Koops, H.-P., and Wagner, M. (2000) Phylogeny of all recognized species of ammonia oxidizers based on comparative 16S rRNA and amoA sequence analysis: implications for molecular diversity surveys. Appl Environ Microbiol 66: 5368–5382
↑ Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR,Walker CM, Waterbury JB, Stahl DA. (2005) Isolation of a mesophilic autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437:543-546.
↑ Martens-Habbena, W., Berube, P. M., Urakawa, H., de la Torre, J. R., Stahl, D. A. 2009. Ammonia oxidation kinetics determine niche separation of nitrifying Archaea and Bacteria. Nature 461: 976-981.
↑ Stahl, David A.; de la Torre, José R. «Physiology and Diversity of Ammonia-Oxidizing Archaea» (en anglès). Annual Review of Microbiology, 66, 1, 2012, pàg. 83–101. DOI: 10.1146/annurev-micro-092611-150128. ISSN: 0066-4227 [Consulta: 28 març 2021].
↑ Wuchter, C., Abbas, B., Coolen, M.J.L., Herfort, L., van Bleijswijk, J., Timmers, P., et al. (2006) Archaeal nitrification in the ocean. Proc Natl Acad Sci USA 103: 12317–12322.
↑ Leininger, S., Urich, T., Schloter, M., Schwark, L., Qi, J., Nicol, G.W., Prosser, J.I., Schuster, S.C., Schleper, C. (2006) Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils. Nature 442:7014 pages 806-9.
↑ Zhang, Y, Love, N, & Edwards, M (2009), "Nitrification in Drinking Water Systems", Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 39(3):153-208, doi: 10.1080/10643380701631739.

Enllaços externs

Nitrification at the heart of filtration Arxivat 2008-11-18 a Wayback Machine. at fishdoc.co.uk
Nitrification at University of Aberdeen · King's College
Nitrification Basics for Aerated Lagoon Operators at lagoonsonline.com

[1] Treusch, A.H., Leininger, S., Kletzin, A., Schuster, S.C., Klenk, H.P., and Schleper, C. (2005) Novel genes for nitrite reductase and Amo-related proteins indicate a role of uncultivated mesophilic crenarchaeota in nitrogen cycling. Environ Microbiol 7: 1985–1995

[2] Purkhold, U., Pommerening-Roser, A., Juretschko, S.,Schmid, M.C., Koops, H.-P., and Wagner, M. (2000) Phylogeny of all recognized species of ammonia oxidizers based on comparative 16S rRNA and amoA sequence analysis: implications for molecular diversity surveys. Appl Environ Microbiol 66: 5368–5382

[3] Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR,Walker CM, Waterbury JB, Stahl DA. (2005) Isolation of a mesophilic autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437:543-546.

[4] Martens-Habbena, W., Berube, P. M., Urakawa, H., de la Torre, J. R., Stahl, D. A. 2009. Ammonia oxidation kinetics determine niche separation of nitrifying Archaea and Bacteria. Nature 461: 976-981.

[5] Stahl, David A.; de la Torre, José R. «Physiology and Diversity of Ammonia-Oxidizing Archaea» (en anglès). Annual Review of Microbiology, 66, 1, 2012, pàg. 83–101. DOI: 10.1146/annurev-micro-092611-150128. ISSN: 0066-4227 [Consulta: 28 març 2021].

[6] Wuchter, C., Abbas, B., Coolen, M.J.L., Herfort, L., van Bleijswijk, J., Timmers, P., et al. (2006) Archaeal nitrification in the ocean. Proc Natl Acad Sci USA 103: 12317–12322.

[7] Leininger, S., Urich, T., Schloter, M., Schwark, L., Qi, J., Nicol, G.W., Prosser, J.I., Schuster, S.C., Schleper, C. (2006) Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils. Nature 442:7014 pages 806-9.

[8] Zhang, Y, Love, N, & Edwards, M (2009), "Nitrification in Drinking Water Systems", Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 39(3):153-208, doi: 10.1080/10643380701631739.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]