Нитрификация
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Нитрификация — микробиологический процесс окисления аммиака до азотистой кислоты или её самой далее до азотной кислоты. Происходит в аэробных условиях в почве а также природных водах. Часто может вызывать появление в них нитратов в токсичном количестве, а поскольку нитраты — наиболее активно мигрирующее в растворе соединение азота — их вынос из почвы в расположенные ниже по склону водоемы, что влечет за собой уменьшение коэффициента использования азотных удобрений и эвтрофикацию данных водоемов.
Нитрификация проходит в две стадии, которые осуществляются разными микроорганизмами.
Первая стадия — окисление аммиака до азотистой кислоты (вернее, её аниона), которое осуществляют нитрозные бактерии (род Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, Nitrosovibrio) по следующему механизму:
- NH3 + O2 + НАДH2 = NH2OH + H2OOH + НАД+
- NH2OH = (HNO) + 2e + 2H+
- (HNO) = N2O
- NH2OH + O2 = NO2- + H2O + H+
Вторая стадия — окисление аниона азотистой кислоты до аниона азотной, производимое нитратными бактериями (род Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus). Донором кислорода служит вода, реакция протекает в одну стадию.
Обе группы (их объединяют в семейство Nitrobacteraceae) бактерий являются облигатными аэробами, оптимальная для их развития температура 25—30 градусов по Цельсию и pH 7,5—8,0. В кислой среде процесс не идет. Все эти бактерии — грамотрицательные автотрофы (хемосинтетики), использующие энергию окисления соединений азота для синтеза органических веществ из углекислого газа. Морфологически эти группы разнообразны, в большинстве своем мелкие, подвижные, с полярным или перитрихиальным жгутикованием. Окисление они проводят на цитоплазматической мембране. Высвобожденные в ходе реакций электроны (е) переходят в дыхательную цепь на цитохромы.
Особо выделяют гетеротрофную нитрификацию, происходящую во всех живых организмах и связанную с окислением аммиачной формы азота без использования полученной энергии, попутно с окислением орагнического вещества и, предположительно, посредством кислорода, образуемом при разложении пероксида водорода. С этим поцессом связано происхождение чилийской селитры а также вся нитрификация в почвах и водоемах с низкими значениями pH.
[править] История изучения
Прочесс был открыт в середине XIX века, первое предположение об участии микроорганизмов в нитрификации было сделано Луи Пастером, однако выделить их не удавалось, пока в 1891 С.Н. Виноградский не применил для этих целей элективную среду, содержащую только минеральные компоненты (чтобы избежать роста на ней банальных гетеротрофов) и в том числе сернокислый аммоний.
