Diferența dintre nitrificare și denitrificare

Diferența principală - nitrificarea vs. denitrificarea

Azotul este un element esențial pentru viața de pe pământ. Acționează ca o componentă în proteine, acizi nucleici și mulți alți compuși importanți. Azotul circulă în mediul înconjurător prin ciclul de azot. Etapele majore ale ciclului de azot includ fixarea azotului, asimilarea azotului, amonificarea, nitrificarea și denitrificarea. Prin urmare, nitrificarea și denitrificarea sunt două etape importante ale ciclului de azot. Nitrificarea este conversia biologică a amoniu în nitrat. Denitrificarea este conversia biologică a azotatului în gaz de azot. Aceasta este diferența principală dintre nitrificare și denitrificare. Ambele conversii sunt biologice, deoarece aceste conversii se fac de microbi.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este Nitrificarea
     - Definiție, proces
2. Ce este denitrificarea
     - Definiție, proces, aplicație
3. Care este diferența dintre nitrificare și denitrificare
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: amoniu, microorganisme oxidante de amoniac, denitrificare, nitrat, nitrificare, bacterii nitrificatoare, azot, ciclu de azot, Microorganismul oxidant nitrit

Ce este Nitrificarea

Nitrificarea este o etapă a ciclului de azot în care amoniul este transformat în azotat fie prin mijloace biologice, fie chimice. Nitrificarea este un proces de oxidare. Aici, formele reduse de azot anorganic și organic, în principal amoniu, sunt transformate în azot, care este o formă oxidată de azot.

Nitrificarea este un proces biologic care este mediat de microorganisme. Această etapă a ciclului de azot include două reacții chimice. Ca prima etapă, amoniacul este transformat în nitrit, urmat de oxidarea nitritului în nitrat. Acest proces este benefic pentru microorganisme, deoarece acestea pot obține energia necesară pentru creșterea lor prin aceste reacții chimice. Aceste microorganisme sunt cunoscute sub numele de microorganisme de nitrificare.

Deoarece procesul de nitrificare include două reacții chimice, există două grupuri de microorganisme nitrificatoare implicate în nitrificare. Un grup este oxidanți ai amoniacului, iar celălalt grup este microorganisme oxidante de nitrit.

Figura 1: Ciclul azotului

Microorganisme oxidante de amoniac

Acest grup de microorganisme include autotrofe obligatorii și arhaide oxidante de amoniac. Cele mai comune și bine cunoscute bacterii în acest proces sunt Nitrosomonas. Acestea pot media conversia amoniacului sau amoniului în nitrit, după cum urmează.

NH₄⁺  +  1.5O₂        → NU₂^-  +  H₂O + H⁺

Microorganismul oxidant nitrit

Acest grup include bacterii care pot transforma nitritul în nitrat. Cele mai comune și bine cunoscute bacterii în acest proces sunt Nitrobactor. Reacția este după cum urmează.

NU₂^-   +    0.5O₂        → NU₃^-  

Nitrificarea depinde de câțiva factori. Ca majoritatea bacteriilor, bacteriile nitrificatoare sunt sensibile la temperatură. Rata maximă de nitrificare poate fi observată la temperatura optimă pentru bacteriile de nitrificare (0-35^oC). și, de asemenea, aceste bacterii sunt extrem de sensibile la concentrații scăzute de oxigen. Rata de nitrificare scade la concentrații scăzute de oxigen. Nitrificarea este cea mai rapidă la valori ale pH-ului în jurul valorii de 8-9. În plus, prezența substanțelor inhibitoare poate limita nitrificarea. Toți acești factori afectează creșterea bacteriilor nitrificatoare.

Ce este denitrificarea

Denitrificarea este o etapă a ciclului de azot în care formele oxidate de azot sunt transformate în gaz de azot fie prin mijloace biologice sau chimice. Aceasta este o reacție de reducere. Nitratul este forma oxidată a azotului, iar denitrificarea transformă această formă oxidată în formă redusă: gaz de azot. Aici, starea de oxidare a azotului se modifică de la +5 la 0.

La fel ca nitrificarea, denitrificarea este un proces biologic. Acest lucru se datorează faptului că această conversie a nitraților este mediată de microorganisme. Clasa majoră a bacteriilor care sunt implicate în denitrificare sunt anaerobe facultative. Formele oxidate de azot care se supun denitrificării sunt nitrații și nitriții.

Figura 2: Denitrificarea prin mijloace biologice

Reacția de denitrificare

NU₃^-  → N₂O → N₂

Un important aplicarea denitrificării este în purificarea apei. Denitrificarea poate îndepărta speciile de azot din apă sub formă de gaz de azot. Denitrificarea se poate face în trei metode de tratare a apei: schimb de ioni, reducere chimică și denitrificare biologică. În procesul de schimb de ioni, ionii nedoriți, cum ar fi nitrații, se schimbă cu alte ioni, urmată de îndepărtarea ionilor de nitrați. În reducerea chimică, agenții reducători sunt utilizați pentru a reduce azotatul în gaz de azot. Denitrificarea biologică utilizează microorganisme de denitrificare cum ar fi Thibacillus și Pseudomonas.

Diferența dintre nitrificare și denitrificare

Definiție

nitrificare: Nitrificarea este o etapă a ciclului de azot în care amoniacul este transformat în azotat, fie prin mijloace biologice sau chimice.

denitrificare: Denitrificarea este o etapă a ciclului de azot în care formele oxidate de azot sunt transformate în gaz de azot fie prin mijloace biologice sau chimice.

Proces

nitrificare: Nitrificarea include transformarea speciilor de azot redus în specii de azot oxidat.

denitrificare: Denitrificarea include conversia speciilor de azot oxidat în specii de azot redus.

Produs final

nitrificare: Produsul final de nitrificare este nitratul.

denitrificare: Produsul final al denitrificării este gazul de azot.

Pornirea speciilor

nitrificare: Nitrificarea pornește cu ioni de amoniu sau de amoniu.

denitrificare: Denitrificarea începe cu nitrat.

microorganismele

nitrificare: Nitrificarea este mediată de microorganisme de nitrificare, cum ar fi Nitrosomonas, Nitrobacter.

denitrificare: Denitrificarea este mediată de microorganisme de denitrificare cum ar fi Thibacillus și Pseudomonas.

Concluzie

Nitrificarea și denitrificarea sunt două etape principale ale ciclului de azot. Ciclul de azot este circulația azotului în mediu. Principala diferență dintre nitrificare și denitrificare este că nitrificarea este conversia amoniului în azot, în timp ce denitrificarea este conversia azotatului în azot gazos.

Referințe:

1. "Bacteriile denitrificatoare" Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, in., 14 Dec. 2011, Disponibil aici.
2. "Nitrificarea". Enciclopedia de științe ale vieții, disponibilă aici.

Datorită fotografiei:

1. Ciclul de azot: Cicle_del_nitrogen_de.svg: Johann Dréo (Utilizator: Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Agenția de protecțiedrivativă: Raeky (vorbesc) - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "Tampoane pentru azot" 1,12 de către Centrul Național pentru Agroforestare (CC BY 2.0) prin Flickr