Denitrifikace

Denitrifikace je mikrobiální proces v rámci dusíkatého cyklu, při kterém mikroorganismy snižují dusičnany (NO3-) na dusíkaté plyny v podmínkách bez přístupu kyslíku. Tento proces představuje hlavní způsob ztráty vázaného dusíku z ekosystémů a propojuje nitrifikaci s odplavováním dusíku z půd a vod.

Během denitrifikace se dusičnan postupně redukuje na nitrit (NO2-), oxid dusnatý (NO), oxid dusnatý (N2O) a nakonec na molekulární dusík (N2). V praxi nemusí každý krok probíhat plně; sousedící sloučeniny mohou vznikat nebo zůstávat v prostředí. Denitrifikaci obvykle zajišťují různé bakterie a archea v anaerobních či mikroaerofilních prostředích, jako jsou vodou zaplavené půdy, sedimenty, biofilmy a anoxické zóny v čistírnách odpadních vod.

Hlavní enzymy zahrnují nitrate reductázy (např. NarGHI, NapABC) redukujující NO3- na NO2-, nitrite reductázy (NirS/NirK) redukujující NO2- na NO, oxid dusnatý reductázy (Nor) redukující NO na N2O a nitrox reduktázou (NosZ) redukující N2O na N2. Průběh a efektivita denitrifikace jsou ovlivněny podmínkami prostředí, jako je poměr uhlíku k dusíku, redox potenciál a pH.

Ekologický a praktický význam: denitrifikace odstraňuje vázaný dusík z půd a vod, čímž pomáhá omezovat eutrofaci a kontaminaci dusičnany. V čistírnách odpadních vod se denitrifikace využívá k redukci NO3- v effluentech. Neúplná denitrifikace však může vést k uvolňování nitru ozónu (N2O), což je skleníkový plyn s vysokým potenciálem globálního oteplování. Denitrifikace se rozlišuje od DNRA a nitrifikace; je typicky anaerobní či mikroaerofilní proces, zatímco nitrifikace je oxidační proces probíhající za přítomnosti kyslíku.