Denitrifikasjon

Denitrifikasjon - Dissimilatorisk nitratreduksjon i terrestre og marine økosystemer utført av nitratreduserende bakterier. Mikrobiell reduksjon av nitrat som kan gi gassene NO (nitrogenmonoksid), N2O (lystgass) eller N2. F.eks. vil Thiobacillus dentrificans redusere nitrat til nitrogen (N2) som går tilbake til atmosfæren. Selv om assimilatorisk og dissimilatorisk nitratreduksjon bruker samme enzymnavn på reaksjonstrinnene er det helt forskjellige enzymsystemer. Nitrat omdannes til nitritt katalysert av enzymet nitrat reduktase i bakteriene, og nitrat virker som elektronakseptor istedet for oksygen. Hva som er elektrondonor varierer, men kan det kan f.eks. være hydrogen. Nitritt gir videre nitrogenmonooksid (NO) katalysert av nitritt reduktase. En dinitrogenoksidreduktase (NOS) omdanner lystgass til nitrogen.

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. 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.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:14 - Sist endret 10. mai 2019 11:27