Denitrifikation

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. december 2018; checks kræver 5 redigeringer .

Denitrifikation (nitratreduktion) er summen af ​​mikrobiologiske processer med nitratreduktion til nitrit og videre til gasformige oxider og molekylært nitrogen. Som et resultat vender deres nitrogen tilbage til atmosfæren og bliver utilgængelig for de fleste organismer. Det udføres af prokaryoter (både bakterier og archaea ) og eukaryoter [1] under anaerobe forhold og er forbundet med deres energiproduktion.

Særligt bemærkelsesværdigt er assimileringsreduktionen af ​​nitrat, som fører til syntesen af ​​nitrogenholdige cellulære komponenter og er karakteristisk for alle planter , mange svampe og prokaryoter, der kan vokse på medier med nitrater, men som ikke ledsages af energiproduktion disse organismer. Ammonium- og nitratnitrogen, absorberet af mikrobielle celler, er inkluderet i de organiske nitrogenholdige polymerer af cellulære komponenter og fjernes midlertidigt fra nitrogenkredsløbet, det vil sige, at det immobiliseres.

Biokemi af processen

Dissimilationsreduktion af nitrat er en proces med anaerob respiration , det vil sige brugen af ​​nitrater og produkter af deres delvise reduktion i stedet for oxygen til oxidation af stoffer (i forskellige mikroorganismer, både organiske og mineralske) under metabolisme med frigivelse af energi. Derfor er denitrifikation en anaerob proces og undertrykkes af molekylær oxygen ved Eh over +300 mV. Energieffektiviteten af ​​processen i reduktionen af ​​nitrater til molekylært nitrogen er omkring 70 % af aerob respiration ved brug af oxygen.

Processen forløber i etaper:

Reaktionerne katalyseres af henholdsvis nitratreduktase , NO-dannende nitritreduktase , nitrogenoxidreduktase og nitrogenoxid (hemioxid) reduktase .

Kun prokaryoter har evnen til at udføre processen fuldstændigt og modtage energi, og alle er fakultative anaerobe, der skifter til normal respiration i nærvær af ilt. Mange denitrifiers har imidlertid evnen til at fiksere nitrogen (for eksempel Azospirillum lipoferum ). Nogle bakterier har kun en del af enzymer og udfører trunkeret denitrifikation.

Dinitrogenoxidudskillelse af eukaryoter

Svampe , herunder gær , og animalske leverceller er i stand til at frigive N2O , især på medier med nitritter. Denne proces er dog ikke forbundet med at opnå energi og udføres for at afgifte kroppen fra nitritter. Eukaryot dissimilation nitrit reduktase har en række forskelle fra sin prokaryote modstykke: den indeholder kun 1 aktivt center , er ikke bundet til membranen og hæmmes ikke af acetylen . Det menes også, at frigivelsen af ​​lattergas fra actinomycetes ikke er forbundet med anaerob respiration og også er en konsekvens af afgiftning, da kroppens mycelieorganisering er uforenelig med tilpasninger til anaerobe eksistensforhold.

Chemodenitrification

I nogle tilfælde er det muligt at frigive gasformige nitrogenforbindelser selv uden deltagelse af mikroorganismer:

  1. RNH 2 + HNO 3 → ROH + H 2 O + N 2 (pH>5)
  2. 6NH4 + 8HNO2 → 7N2 + 16H2O _ _
  3. 3HNO2 + O2 → HNO3 + H2O + 2NO

Chemodenitrifikation forklarer stigningen i emissionen af ​​lattergas fra jorden, når den opvarmes til over 50 ° C (på trods af at toppen af ​​biologisk denitrifikation falder ved 30-35 ° C, er minimum af lattergasemission tidsindstillet til 45 ° C).

Betydning

Denitrifikation, som hovedsageligt forekommer i jorden , producerer op til 70-80% af N 2 O ( lattergas , drivhusgas ) emissioner til atmosfæren.

Se også

Noter

  1. ↑ Alexander Markov. Hvis der ikke er ilt, kan man indånde nitrater . Elementer (12.09.2006). Hentet 13. december 2019. Arkiveret fra originalen 14. december 2019.

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger