Razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo

Dušik je bitveni element za življenje na zemlji. Deluje kot etavina v beljakovinah, nukleinkih kilinah in mnogih drugih pomembnih pojinah. Dušik kroži po vem okolju prek dušikovega cikla. Glavni kora

Razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo

Vsebina:

Glavna razlika - nitrifikacija in denitrifikacija

Dušik je bistveni element za življenje na zemlji. Deluje kot sestavina v beljakovinah, nukleinskih kislinah in mnogih drugih pomembnih spojinah. Dušik kroži po vsem okolju prek dušikovega cikla. Glavni koraki dušikovega cikla vključujejo fiksacijo dušika, asimilacijo dušika, amonifikacijo, nitrifikacijo in denitrifikacijo. Zato sta nitrifikacija in denitrifikacija dve pomembni fazi dušikovega cikla. Nitrifikacija je biološka pretvorba amonija v nitrat. Denitrifikacija je biološka pretvorba nitrata v dušikov plin. To je glavna razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo. Oba preoblikovanja sta biološka, ​​saj te konverzije izvajajo mikrobi.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je nitrifikacija
- Opredelitev, proces
2. Kaj je denitrifikacija
- Opredelitev, postopek, uporaba
3. Kakšna je razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo
    - Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: amonij, oksidirajoči mikroorganizmi amoniaka, denitrifikacija, nitrat, nitrifikacija, nitrificirajoče bakterije, dušik, dušikov cikel, Nitritni oksidativni mikroorganizem


Kaj je nitrifikacija

Nitrifikacija je faza dušikovega cikla, v kateri se amonij pretvori v nitrat z biološkimi ali kemičnimi sredstvi. Nitrifikacija je oksidacijski proces. Pri tem se reducirane oblike anorganskega in organskega dušika, predvsem amonija, pretvorijo v nitrat, ki je oksidirana oblika dušika.

Nitrifikacija je biološki proces, ki ga posredujejo mikroorganizmi. Ta stopnja cikla dušika vključuje dve kemijski reakciji. Kot prvi korak se amonij pretvori v nitrit, čemur sledi oksidacija nitrita v nitrat. Ta proces je koristen za mikroorganizme, saj lahko s pomočjo teh kemičnih reakcij pridobijo energijo, potrebno za njihovo rast. Ti mikroorganizmi so znani kot nitrifikacijski mikroorganizmi.

Ker proces nitrifikacije vključuje dve kemijski reakciji, obstajata dve skupini nitrifikacijskih mikroorganizmov, ki sodelujejo pri nitrifikaciji. Ena skupina so oksidanti amoniaka, druga skupina pa so nitritni oksidativni mikroorganizmi.


Slika 1: Dušikov cikel

Mikroorganizmi, ki oksidirajo amoniak

V to skupino mikroorganizmov spadajo obvezni avtotrofi in arheje, ki oksidirajo amoniak. Najpogostejša in najbolj znana bakterija v tem procesu je Nitrosomonas. Lahko posredujejo pretvorbo amoniaka ali amonija v nitrit, kot sledi.

NH4+ + 1.5O2 → NO2 + H2O + H+

Nitritni oksidativni mikroorganizem

V to skupino spadajo bakterije, ki lahko pretvorijo nitrit v nitrat. Najpogostejša in najbolj znana bakterija v tem procesu je Nitrobaktor. Reakcija je naslednja.

Št2 + 0.5O2 → NO3  

Nitrifikacija je odvisna od nekaj dejavnikov. Kot večina bakterij so tudi nitrificirajoče bakterije občutljive na temperaturo. Največjo stopnjo nitrifikacije lahko opazimo pri optimalni temperaturi za nitrifikacijo bakterij (0-35oC). in tudi te bakterije so zelo občutljive na nizke koncentracije kisika. Hitrost nitrifikacije pri nizkih koncentracijah kisika. Nitrifikacija je najhitrejša pri pH vrednosti okoli 8-9. Poleg tega lahko prisotnost inhibitornih snovi omeji nitrifikacijo. Vsi ti dejavniki vplivajo na rast nitrifikacijskih bakterij.

Kaj je denitrifikacija

Denitrifikacija je faza dušikovega cikla, v kateri se oksidirane oblike dušika pretvorijo v dušikov plin z biološkimi ali kemičnimi sredstvi. To je reakcija zmanjšanja. Nitrat je oksidirana oblika dušika in denitrifikacija pretvori to oksidirano obliko v reducirano obliko: dušikov plin. Tu se oksidacijsko stanje dušika spreminja od +5 do 0.

Enako kot nitrifikacija je denitrifikacija biološki proces. To je zato, ker to pretvorbo nitrata posredujejo mikroorganizmi. Glavni razred bakterij, ki sodelujejo pri denitrifikaciji, so fakultativni anaerobi. Oksidirane oblike dušika, ki so izpostavljene denitrifikaciji, so nitrati in nitriti.


Slika 2: Denitrifikacija z biološkimi sredstvi

Denitrifikacijska reakcija

Št3 → N2O → N2

En velik uporabo denitrifikacije je v čiščenju vode. Denitrifikacija lahko odstrani dušikove vrste iz vode v obliki dušikovega plina. Denitrifikacija se lahko opravi v treh metodah za obdelavo vode: ionska izmenjava, kemična redukcija in biološka denitrifikacija. V procesu ionske izmenjave se nezaželeni ioni, kot so nitrati, zamenjajo z drugimi ioni, čemur sledi odstranitev nitratnih ionov. Pri kemični redukciji se reducirajoča sredstva uporabljajo za redukcijo nitrata v plinast dušik. Biološka denitrifikacija uporablja denitrifikacijske mikroorganizme, kot npr Thiobacillus in Pseudomonas.

Razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo

Opredelitev

Nitrifikacija: Nitrifikacija je faza dušikovega cikla, kjer se amonij pretvori v nitrat z biološkimi ali kemičnimi sredstvi.

Denitrifikacija: Denitrifikacija je faza dušikovega cikla, kjer se oksidirane oblike dušika pretvorijo v dušikov plin z biološkimi ali kemičnimi sredstvi.

Proces

Nitrifikacija: Nitrifikacija vključuje pretvorbo vrst reduciranega dušika v oksidirane vrste dušika.

Denitrifikacija: Denitrifikacija vključuje pretvorbo oksidiranih vrst dušika v reducirane vrste dušika.

Končni izdelek

Nitrifikacija: Končni produkt nitrifikacije je nitrat.

Denitrifikacija: Končni produkt denitrifikacije je dušikov plin.

Začetek vrst

Nitrifikacija: Nitrifikacija se začne z amoniakom ali amonijevim ionom.

Denitrifikacija: Denitrifikacija se začne z nitratom.

Mikroorganizmi

Nitrifikacija: Nitrifikacijo posredujejo nitrifikacijski mikroorganizmi, kot je npr Nitrosomonas, Nitrobacter.

Denitrifikacija: Denitrifikacijo posredujemo z denitrifikacijo mikroorganizmov, kot je npr Thiobacillus in Pseudomonas.

Zaključek

Nitrifikacija in denitrifikacija sta dva glavna koraka dušikovega cikla. Dušikov cikel je kroženje dušika v okolju. Glavna razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo je, da je nitrifikacija pretvorba amonija v nitrat, medtem ko je denitrifikacija pretvorba nitrata v plinast dušik.

Reference:

1. „Denitrificirajoče bakterije“. Enciklopedija Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 14 dec. 2011,