Heterotrofe fakultative bakterier som ved anaerob respirasjon av organisk karbon kan brukte nitrat som elektronakseptor, men også nitritt, nitrogenoksid (NO) og dinitrogenoksid (N2O). Lystgass (N2O) er en drivhusgass. Thiobacillus denitrificans er en vanlig forekommende fakultativ kjemolitotrof bakterier som oksiderer uorganiske svovelforbindelser og reduserer oksidert nitrogen. Denne bakterien kan bli brukt til fjerning av nitrat i avløpsvann i renseanlegg. Paracoccus denitrificans er en annen kjemoautolitotrof bakterier som kan utføre denitrifikasjon, og den har stor fleksibilitet i livskrav og kan også leve i ekstreme miljøer. Paracoccus dinitrificans er Gram-negative ikkebevegelige coccer, kan vokse på metanol som eneste C-kildebruker enzymet metanol dehydrogenase og vokser under hypergravitet ved ekstreme g-tall. Denne bakterien er en mulig forløper for mitokondriene i eukaryote celler.
Reaksjonsveien blir:
2 NO3- ⇒ 2 NO2- ⇒ 2 NO ⇒ N2O ⇒ N2
Denitrifikasjonen samlet som redoksprosess blir:
2NO3- + 10e- + 12H+ ⇒ N2 + 6H20
NOS hemmes av lav pH, oksygen, acetylen og sulfid. En rekke arter av bakterier kan utføre denitrifikasjon. Planterøtter er med å hemmer denitrifikasjon siden de tar opp vann og senker vanninnholdet i jorda. De hindrer dessuten utvasking av nitrat ved å ta det opp i planten.
Kjemodentrifikasjon er en ikke-biologisk denitrifikasjon som skjer ved først biogen dannelse av nitritt. Nitritt kan deretter reagere med \(\alpha\)-aminogrupper som finnes i jorda:
RNH2 + HNO2 ⇒ ROH + H2O + N2
Nitritt kan også reagerer med ammonium, urea, purin og pyrimidiner:
HNO2 + NH4+ ⇒ N2 + 2 H2O
Kjemisk dekomponering kan også skje spontant:
3 HNO2 ⇒ HNO3 + H2O + 2NO
I forhold til karbondioksid (=1) har metan 30 x større og lystgass 150 x større potensial for termisk absorbsjon i atmosfæren og er således en viktig drivhusgass. Lystgass gir ved fotolyse NO som også deltar i nedbrytning av ozon og oksidasjon av metan.
Dissimilativ nitrat reduktase (NaR) katalyserer reaksjonen nitrat (NO3-) → nitritt (NO2- ).
Nitritt reduktase (NiR) katalyserer reaksjonen fra nitritt (NO2-) →nitrogenmonoksid (NO)
Dinitrogenoksid reduktase (NoR) kantalyserer reaksjonen fra nitrogenmonoksid (NO) → dinitrgenoksid ( N2O, lystgass)
N2O reduktase er siste trinn i dissmilatorisk metabolsk vei i denitrifiserende bakterier
N2O + 2e- + 2H+ →N2 + H2O
Ved kloakkrenseanlegget VEAS i Asker blir det utført denitrifikasjon for å fjerne nitrat fra avlløpsvannet.
Litteratur
Wikipedia