denitrifikasjon

Denitrifikasjon er en mikrobiell prosess i nitrogenkretsløpet der nitrat (NO3-) reduseres under oksygenfattige forhold til nitrogengass (N2) eller til lattergass (N2O). Denitrifikasjon bidrar dermed til å fjerne nitrogen fra miljøet som gass.

Reduksjonen skjer i flere trinn: NO3- → NO2- → NO → N2O → N2. Hver overgang katalyseres av enzymer i ulike reaksjonsveier, som nitrate reductases (nar/nap), nitrite reductases (nirS/nirK), nitric oxide reductase (nor) og nitrous oxide reductase (nosZ). Noen miljøer kan akkumulere nitritt (NO2-) eller N2O mellomprodukter.

Prosessen foregår hovedsakelig i oksygenfrie eller mikroaerofile miljøer i jord, sedimenter, våtmarker og i avløpsanlegg. Organisk karbon fungerer ofte som elektron donor for heterotrof denitrifikasjon. Nitrat fungerer som terminal elektronakseptor.

Betydning: Denitrifikasjon er en viktig del av nitrogenkretsløpet og brukes i biologisk avløpsrensing for å fjerne nitrat. Den bidrar til å redusere nitratbelastningen i grunnvann og overflatevann. Ufullstendig denitrifikasjon kan slippe ut N2O, en potent drivhusgass.

Organismer og genetikk: Mange bakterier kan denitrifisere, blant dem Pseudomonas, Paracoccus, Bacillus og Thiobacillus. Den kontrolleres av flere gener, inkludert nar/nap for nitratreduksjon, nirS/nirK for nitritreduksjon, norB og nosZ for henholdsvis nitrogenoksid- og lattergassreduksjon.

Anvendelser og miljøstyring: I praksis utnyttes denitrifikasjon i vannbehandling og i våtmark- og jordrehabilitering. For å minimere N2O-utslipp må man styre redoksforhold, være forsiktig med karbontilførsel og sikre tilstrekkelig hydraulikk.