Нітрифікація

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Нітрифікация — мікробіологічний процес окислення аміаку до азотистої кислоти або її самої далі до азотної кислоти. Відбувається в аеробних умовах в ґрунті та природних водах. Часто може викликати появу в них нітратів в токсичній кількості, а оскільки нітрати — найбільш активно мігруюча в розчині сполука азоту — їх винесення з ґрунту в розташовані нижче по схилу водоймища, що спричиняє за собою евтрофікацію цих водоймищ.

Нітрифікация проходить в дві стадії, які здійснюються різними мікроорганізмами (хоча деякі виконують обидві стадії). Перша стадія — окислення аміаку до азотистої кислоти (вірніше, її аніону), яке здійснюють нітрозні бактерії (роди Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, Nitrosovibrio) за наступним механізмом:

NH₃ + O₂ + НАДH₂ = NH₂OH + H₂OOH + НАД⁺

NH₂OH = (HNO) + 2e + 2H⁺

(HNO) = N₂O

NH₂OH + O₂ = NO₂^- + H₂O + H⁺

Друга стадія — окислення аніону азотистої кислоти до аніону азотної, що здійснюється нітратними бактеріями (роди Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus).

Обидві групи бактерій є облігатними аеробами, оптимальна для їх розвитку температура 25—30 градусів за Цельсієм і pH 7,5—8,0. У кислому середовищі процес не йде. Всі ці бактерії — грам-негативні автотрофи (літотрофи), що використовують енергію окислення сполук азоту для синтезу органічних речовин з вуглекислого газу. Морфологічно ці групи різноманітні, в більшості своїй дрібні, рухомі, з полярним або перитрихальним джгутикованням. Окислення вони проводять на цитоплазматичній мембрані. Звільнені в ході реакцій електрони переходять в дихальний ланцюжок на цитохроми.

Особливо виділяють гетеротрофну нітрифікацию, що відбувається в усіх живих організмах і пов'язана з окисленням аміачної форми азоту без використання отриманої енергії, попутно з окисленням орагнічеського речовини і, імовірно, за допомогою кисню, що утворюється при розпаді пероксида водню. З цим поцессом пов'язано походження чилійскої селітри а також вся нітріфікация в ґрунтах і водоймищах з низькими значеннями pH.

[ред.] История дослідження

Прочесс був відкритий в середині 20-го століття, перша згадка про участь мікроорганізмів в нітріфикациі була зроблена Луї Пастером, проте виділити їх не вдавалося, поки в 1891 році С. Н. Виноградський не застосував для цих цілей селектівне середовище, що містило тільки мінеральні компоненти (щоб уникнути зростання на ній гетеротрофов), що зокрема містило сірчанокислий амоній.