nitrifizierende

Nitrifizierende bezeichnet Mikroorganismen, die an der Nitrifikation beteiligt sind, einem aeroben Prozess der Stickstoffchemie. Bei der Nitrifikation wandeln nitrifizierende Bakterien und Archaeen Ammonium in Nitrit und weiter in Nitrat um. Der Prozess läuft in zwei Schritten ab: Zunächst oxidieren ammoniumoxidierende Organismen, zu denen Ammonium-oxidierende Bakterien (AOB) und Ammonium-oxidierende Archaeen (AOA) gehören, das Ammonium (NH4+) zu Nitrit (NO2−). Anschließend oxidieren nitritoxidierende Bakterien (NOB) das Nitrit zu Nitrat (NO3−). In einigen Umweltformen wurden Organismen identifiziert, die vollständige Ammoniakoxidation in einem einzigen Organismus durchführen können (Comammox), darunter bestimmte Nitrospira-Arten.

Eigenschaften und Lebensweise: Nitrifizierende Organismen sind überwiegend chemolithoautotroph, das heißt, sie gewinnen Energie aus der Oxidation von reduzierten Stickstoffverbindungen und fixieren CO2 als Kohlenstoffquelle. Sie sind überwiegend aerobe Organismen und benötigen ausreichenden Sauerstoff. Typische Umweltbedingungen sind neutral bis leicht alkalisch pH-Werte, moderate Temperaturen und stabile Sauerstoffversorgung. Sie wachsen relativ langsam und sind empfindlich gegenüber hohen Ammonium- oder Nitritkonzentrationen, Sauerstoffmuffeln und bestimmten Toxinen.

Bedeutung: Nitrifizierende Organismen spielen eine zentrale Rolle im globalen Stickstoffkreislauf, der Bodennährung, Gewässerökologie und in der Abwassertechnik. In Kläranlagen bilden sie die Nitrifikation als wesentliche Stufe der Stickstoffentfernung. Methoden zum Nachweis umfassen Marker-Gene wie amoA für AOB/AOA und 16S rRNA-Analysen, sowie Quantifizierungsverfahren wie qPCR.

Vorkommen: Sie finden sich in Böden, Süßwasser, Meerwasser, Biofilmen, Wurzelsystemen und in vielen engineered systems, wo Sauerstoffzugang gewährleistet ist.