Διαφορά μεταξύ νιτροποίησης και απονιτροποίησης
Κύρια διαφορά – Νιτροποίηση έναντι Απονιτροποίησης
Το άζωτο είναι απαραίτητο στοιχείο για τη ζωή στη γη. Δρα ως συστατικό σε πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα και πολλές άλλες σημαντικές ενώσεις. Το άζωτο κυκλοφορεί σε όλο το περιβάλλον μέσω του κύκλου του αζώτου. Τα κύρια στάδια του κύκλου του αζώτου περιλαμβάνουν τη δέσμευση αζώτου, την αφομοίωση αζώτου, την αμμωνοποίηση, τη νιτροποίηση και την απονιτροποίηση. Ως εκ τούτου, η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση είναι δύο σημαντικά στάδια του κύκλου του αζώτου. Ηνιτροποίηση είναι η βιολογική μετατροπή του αμμωνίου σε νιτρικό. Η απονιτροποίηση είναι η βιολογική μετατροπή των νιτρικών σε αέριο άζωτο. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ νιτροποίησης και απονιτροποίησης. Και οι δύο αυτές μετατροπές είναι βιολογικές αφού αυτές οι μετατροπές γίνονται από μικρόβια.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η νιτροποίηση
– Ορισμός, Διαδικασία
2. Τι είναι η Απονιτροποίηση
– Ορισμός, Διαδικασία, Εφαρμογή
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ νιτροποίησης και απονιτροποίησηςς
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:αμμώνιο, αμμωνία οξειδωτικοί μικροοργανισμοί, απονιτροποίηση, νιτρικό άλας, νιτροποίηση, νιτροποιητικά βακτήρια, άζωτο, κύκλος αζώτου, Νιτρώδης οξειδωτικός μικροοργανισμός
Τι είναι η νιτροποίηση
Η νιτροποίηση είναι ένα στάδιο του κύκλου του αζώτου κατά το οποίο το αμμώνιο μετατρέπεται σε νιτρικό είτε με βιολογικά είτε με χημικά μέσα. Η νιτροποίηση είναι μια διαδικασία οξείδωσης. Εδώ, ανηγμένες μορφές ανόργανου και οργανικού αζώτου, κυρίως αμμώνιο, μετατρέπονται σε νιτρικό, το οποίο είναι μια οξειδωμένη μορφή αζώτου.
Η νιτροποίηση είναι μια βιολογική διαδικασία που μεσολαβείται από μικροοργανισμούς. Αυτό το στάδιο του κύκλου του αζώτου περιλαμβάνει δύο χημικές αντιδράσεις. Ως πρώτο βήμα, το αμμώνιο μετατρέπεται σε νιτρώδες, ακολουθούμενο από την οξείδωση των νιτρωδών σε νιτρικά. Αυτή η διαδικασία είναι ευεργετική για τους μικροοργανισμούς, καθώς μπορούν να αντλήσουν ενέργεια που απαιτείται για την ανάπτυξή τους μέσω αυτών των χημικών αντιδράσεων. Αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι γνωστοί ως μικροοργανισμοί νιτροποίησης.
Δεδομένου ότι η διαδικασία νιτροποίησης περιλαμβάνει δύο χημικές αντιδράσεις, υπάρχουν δύο ομάδες νιτροποιητικών μικροοργανισμών που εμπλέκονται στη νιτροποίηση. Η μία ομάδα είναι οξειδωτικά αμμωνίας και η άλλη ομάδα είναι μικροοργανισμοί οξειδώσεως νιτρωδών.
Εικόνα 1:Κύκλος αζώτου
Οξειδωτικοί μικροοργανισμοί αμμωνίας
Αυτή η ομάδα μικροοργανισμών περιλαμβάνει υποχρεωτικά αυτότροφα και αρχαία που οξειδώνουν την αμμωνία. Το πιο κοινό και γνωστό βακτήριο σε αυτή τη διαδικασία είναι το Nitrosomonas . Μπορούν να μεσολαβήσουν στη μετατροπή της αμμωνίας ή του αμμωνίου σε νιτρώδη ως εξής.
NH4 + 1,5O2 → ΟΧΙ2 + H2 O + H
Νιτρώδης οξειδωτικός μικροοργανισμός
Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει βακτήρια που μπορούν να μετατρέψουν τα νιτρώδη σε νιτρικά. Τα πιο κοινά και γνωστά βακτήρια σε αυτή τη διαδικασία είναι το Nitrobactor . Η αντίδραση είναι η εξής.
ΟΧΙ2 + 0,5O2 → ΟΧΙ3
Η νιτροποίηση εξαρτάται από λίγους παράγοντες. Όπως τα περισσότερα βακτήρια, τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι ευαίσθητα στη θερμοκρασία. Ο μέγιστος ρυθμός νιτροποίησης μπορεί να παρατηρηθεί στη βέλτιστη θερμοκρασία για τα βακτήρια νιτροποίησης (0-35 C). και επίσης, αυτά τα βακτήρια είναι εξαιρετικά ευαίσθητα σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου. Ο ρυθμός νιτροποίησης πέφτει σε χαμηλές συγκεντρώσεις οξυγόνου. Η νιτροποίηση είναι ταχύτερη σε τιμές pH περίπου 8-9. Επιπλέον, η παρουσία ανασταλτικών ουσιών μπορεί να περιορίσει τη νιτροποίηση. Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την ανάπτυξη των νιτροποιητικών βακτηρίων.
Τι είναι η Απονιτροποίηση
Η απονιτροποίηση είναι ένα στάδιο του κύκλου του αζώτου κατά το οποίο οι οξειδωμένες μορφές αζώτου μετατρέπονται σε αέριο άζωτο είτε με βιολογικά είτε με χημικά μέσα. Αυτή είναι μια αντίδραση μείωσης. Το νιτρικό είναι η οξειδωμένη μορφή του αζώτου και η απονιτροποίηση μετατρέπει αυτήν την οξειδωμένη μορφή σε ανηγμένη μορφή:αέριο άζωτο. Εδώ, η κατάσταση οξείδωσης του αζώτου αλλάζει από +5 σε 0.
Όπως και η νιτροποίηση, η απονιτροποίηση είναι μια βιολογική διαδικασία. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτή η μετατροπή των νιτρικών γίνεται από μικροοργανισμούς. Η κύρια κατηγορία βακτηρίων που εμπλέκεται στην απονιτροποίηση είναι τα προαιρετικά αναερόβια. Οι οξειδωμένες μορφές αζώτου που υφίστανται απονιτροποίηση είναι τα νιτρικά και τα νιτρώδη.
Εικόνα 2:Απονιτροποίηση με βιολογικά μέσα
Αντίδραση απονιτροποίησης
ΟΧΙ3 → N2 O → N2
Μια σημαντική εφαρμογή της απονιτροποίησης βρίσκεται στον καθαρισμό του νερού. Η απονιτροποίηση μπορεί να αφαιρέσει είδη αζώτου από το νερό με τη μορφή αερίου αζώτου. Η απονιτροποίηση μπορεί να γίνει με τρεις μεθόδους επεξεργασίας νερού:ανταλλαγή ιόντων, χημική αναγωγή και βιολογική απονιτροποίηση. Στη διαδικασία ανταλλαγής ιόντων, τα ανεπιθύμητα ιόντα όπως τα νιτρικά ανταλλάσσονται με άλλα ιόντα που ακολουθείται από την απομάκρυνση των νιτρικών ιόντων. Στη χημική αναγωγή, χρησιμοποιούνται αναγωγικοί παράγοντες για την αναγωγή των νιτρικών σε αέριο άζωτο. Η βιολογική απονιτροποίηση χρησιμοποιεί απονιτροποιητικούς μικροοργανισμούς όπως ο Thiobacillus και Ψευδομόνας .
Διαφορά μεταξύ νιτροποίησης και απονιτροποίησης
Ορισμός
Νιτροποίηση: Η νιτροποίηση είναι ένα στάδιο του κύκλου του αζώτου όπου το αμμώνιο μετατρέπεται σε νιτρικό είτε με βιολογικά είτε με χημικά μέσα.
Απονιτροποίηση: Η απονιτροποίηση είναι ένα στάδιο του κύκλου του αζώτου όπου οι οξειδωμένες μορφές αζώτου μετατρέπονται σε αέριο άζωτο είτε με βιολογικά είτε με χημικά μέσα.
Διαδικασία
Νιτροποίηση: Η νιτροποίηση περιλαμβάνει τη μετατροπή ανηγμένων ειδών αζώτου σε είδη οξειδωμένου αζώτου.
Απονιτροποίηση: Η απονιτροποίηση περιλαμβάνει τη μετατροπή ειδών οξειδωμένου αζώτου σε είδη μειωμένου αζώτου.
Τελικό προϊόν
Νιτροποίηση: Το τελικό προϊόν της νιτροποίησης είναι τα νιτρικά.
Απονιτροποίηση: Το τελικό προϊόν της απονιτροποίησης είναι το αέριο άζωτο.
Είδη έναρξης
Νιτροποίηση: Η νιτροποίηση ξεκινά με αμμωνία ή ιόντα αμμωνίου.
Απονιτροποίηση: Η απονιτροποίηση ξεκινά με νιτρικά.
Μικροοργανισμοί
Νιτροποίηση: Η νιτροποίηση διαμεσολαβείται από νιτροποιητικούς μικροοργανισμούς όπως Nitrosomonas, Nitrobacter.
Απονιτροποίηση: Η απονιτροποίηση γίνεται με απονιτροποιητικούς μικροοργανισμούς όπως ο Thiobacillus και Ψευδομόνας .
Συμπέρασμα
Η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση είναι δύο κύρια βήματα του κύκλου του αζώτου. Ο κύκλος του αζώτου είναι η κυκλοφορία του αζώτου στο περιβάλλον. Η κύρια διαφορά μεταξύ νιτροποίησης και απονιτροποίησης είναι ότι η νιτροποίηση είναι η μετατροπή του αμμωνίου σε νιτρικό ενώ η απονιτροποίηση είναι η μετατροπή του νιτρικού σε αέριο άζωτο.
