Nitrifikasjon

Nitrifikasjon er den aerobe omdannelsen av nitrogen i form av ammonium (NH4+) til nitritt (NO2-) og videre til nitrat (NO3-). Prosessen driver hovedsakelig autotrofe mikroorganismer som bruker ammonium som energikilde, og den forekommer naturlig i jord, ferskvann og i vann- og avløpsbehandling. Nitrifikasjon er en viktig del av nitrogenkretsløpet og påvirker jordens næringsstatus og vannmiljø.

Prosessen skjer ofte i to trinn. Først oksideres ammonium til nitritt av ammonium-oksiderende organismer (AOB) og enkelte ammonium-oksiderende arkéer (AOA). Deretter oksideres nitritt til nitrat av nitritt-oksiderende bakterier (NOB). I enkelte miljøer kan en enkelt organisme utføre hele reaksjonen; comammox Nitrospira kan omdanne ammonium direkte til nitrat i ett steg.

Organismer som driver nitrifikasjonen omfatter ulike bakterier og arkéer. For første trinn finnes representative grupper som Nitrosomonas-lignende bakterier, mens andre trinn vanligvis foregår av Nitrobacter- eller Nitrospira-lignende bakterier. AOAs er ofte viktige i miljøer med lave ammoniumkonsentrasjoner og lav pH. Comammox-organismer representerer en alternativ livsstil hvor hele prosessen foregår i én organisme.

Miljømessig og anvendelsesmessig har nitrifikasjon stor betydning. Den krever tilstrekkelig oksygen, og temperaturen, pH og tilgjengelighet av ammonium påvirker hastigheten. Som biprodukt kan produksjon av hydrogenioner senke pH og i enkelte tilfeller bidra til utslipp avnitrogengassan N2O. I avløpsvannbehandling er nitrifikasjon ofte et viktig forstadium til denitrifikasjon for å fjerne nitrogen som nitrat.