Nitrifikáció

Nitrifikáció a nitrogén körforgalmának oxigénigényes biológiai átalakítása, amely során ammónia (NH3) vagy ammonium (NH4+) oxidálódik nitritté NO2- majd nitráttá NO3-. Az összes reakció együttesen NH4+ + 2 O2 → NO3- + 2 H+ + H2O formájában írható le. Az első lépésben az ammóniát nitritté oxidáló baktériumokhoz tartozó AOB (ammonia-oxidáló baktériumok) végzik; a második lépésben a nitritt nitráttá oxidáló baktériumokhoz (NOB) tartozó fajok.

A nitrifikáció fő szereplői közé tartoznak a Nitrosomonas vagy más Nitrosomonadaceae csoportba tartozó AOB-k, amelyek az első lépésért felelnek, és a Nitrobacter, Nitrococcus vagy Nitrospira csoportú NOB-k, amelyek a második lépést végzik. Bizonyos fajok, például a comammox Nitrospira, egyetlen szervezetként képesek mindkét lépést végrehajtani. Ezek a baktériumok chemolithoautotróf módon élnek, energiát az oxidációból nyernek, szén-dioxidot pedig szintézishez használnak.

Előfordulása széles körű: a talajban, üledékekben, édes- és sósvizekben, valamint szennyvíz- és vízkezelő rendszerekben kiemelt jelentőséggel bír. A nitrifikáció nélkülözhetetlen a szennyezőanyagok, különösen ammóniatartalmú anyagok nitrogénformáinak csökkentésében; gyakran követi denitrifikáció a nitrátok eltávolítása érdekében. Ez a folyamat környezeti és infrastrukturális szempontból is fontos, mivel befolyásolja a vízminőséget, az oxigénfogyasztást és a talajkémiai folyamatait.

Fizikai-kémiai tényezők, például oxigénellátottság, hőmérséklet, pH és az ammónium/nitrit koncentrációk, jelentősen befolyásolják a nitrifikáció sebességét. Alacsony oxigén, szélsőséges pH vagy gátló anyagok gátolhatják a folyamatot, ami fontos szempont a vízkezelésben és a mezőgazdasági talajgazdálkodásban.