nitrifikaatiolla

Nitrifikaatio on typen kiertokulun biologinen hapetustoiminto, jossa ammonium (NH4+) hapetetaan ensin nitriitiksi (NO2−) ja lopulta nitrateiksi (NO3−). Prosessi on pääasiassa aerobisena ja sitä katalysoivat erikoistuneet mikro-organismit. Ensimmäinen vaihe on ammoniumin hapetus nitriitiksi, jonka suorittavat ammonium-oksidointibakteerit (AOB) sekä joissakin tapauksissa arkeonit (AOA). Toinen vaihe on nitriitin hapetus nitrateiksi, jonka suorittavat nitriitin hapetusta tekevät bakteerit (NOB). Yhteisvaikutuksena NH4+ + 2 O2 → NO3− + 2 H+ + H2O kuvaa kokonaisreaktiota. Nitrifikaatio tarjoaa näille mikrobeille energian ja useimmiten ne ovat autotrofeja, jotka käyttävät CO2:ta hiilenlähteenään.

Nitrifikaatio on keskeinen osa luonnollista typen kiertoa maaperässä ja vesistöissä sekä tärkeä vaihe vedenkäsittelyssä. Se muuttaa ammoniumin biologisesti käytettäväksi nitriitti- ja nitraattimuodoiksi, joita kasvit voivat ottaa käyttöön. Toisaalta liiallinen nitrifikaatio voi lisätä pohjaveden nitraattipitoisuuksia ja edistää rehevöitymistä, jos typen kiertokulku ei vastaa biomassan sitoutumista. Teollisuudessa prosessia hyödynnetään esimerkiksi typenpoistossa jäte- ja nestemäisissä vesissä, usein seuraavan denitrifikaation avulla typen poistamiseksi kokonaan. Myös akvaario- ja kalankasvatusympäristöissä nitrifikaatio on kriittinen haittoja vähentävä mekanismi.

Nitrifikaation tehokkuuteen vaikuttavat happi, pH, lämpötila sekä ravinteiden ja orgaanisen aineksen määrä. Optimaaliset olosuhteet ovat yleensä neutraali tai lievästi emäksinen pH ja riittävä hapenkulutus. Mikrobiyhteisöt voivat vaihdella ympäristön mukaan: AOA ja AOB sekä NOB voivat kaikki olla merkittäviä nitrifikaation hoitamisessa eri ekosysteemeissä.