硝化しょうか作用さよう

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氮循环

硝化しょうか作用さよう（法語ほうご：La nitrification）是ぜ一个生物用氧气将氨氧化为亚硝酸しょうさん盐继而将はた亚硝酸しょうさん盐氧化か为硝酸しょうさん盐的てき作用さよう。将はた氨降解かい为亚硝酸しょうさん盐的步ふ骤常常つね是ぜ硝化しょうか作用さよう的てき限げん速步はやあし骤。硝化しょうか作用さよう是ぜ土壤どじょう中なか氮循环的てき重要じゅうよう步ふ骤。这一过程由ゆかり俄にわか国こく微生物びせいぶつ学がく家か谢尔盖·尼あま古こ拉ひしげ耶维奇き·维诺格かく拉ひしげ茨いばら基もと发现。

微生物びせいぶつ学がく与あずか生なま态学[编辑]

自じ氨氧化か为亚硝酸しょうさん盐的过程是ぜ由よし两群微生物びせいぶつ完成かんせい：氨氧化か细菌（AOB）与あずか氨氧化か古こ菌きん（AOA）[1]。氨氧化か细菌可か在ざい变形菌きん门的βべーた-變形へんけい菌きん纲与あずかγがんま-變形へんけい菌きん纲中ちゅう找到[2]。目前もくぜん，只ただ分ぶん离与发现了りょう一种氨氧化古菌——亚硝化か侏儒しゅじゅ菌きん属ぞく[3] [4]。研究けんきゅう最多さいた的てき土壤どじょう中ちゅう的てき氨氧化か细菌属ぞく于亚硝化か单胞菌きん属ぞく与あずか亚硝化か球菌きゅうきん属ぞく。尽つき管かん在ざい土壤どじょう中ちゅう氨氧化か同どう时发生せい在ざい细菌和わ古こ菌きん之の中なか，但ただし古こ菌きん的てき氨氧化か作用さよう却同时在土壤どじょう以及海洋かいよう环境中ちゅう占うらない首くび要地ようち位い[5][6]，这意味いみ着ぎ泉いずみ古こ菌きん门可能かのう是ぜ这些环境中ちゅう最大さいだい的てき氨氧化か作用さよう贡献者しゃ。第だい二に步ほ（将はた亚硝酸しょうさん盐氧化か为硝酸しょうさん盐的步ふ骤）主要しゅよう是ぜ由よし细菌中ちゅう的てき硝化しょうか杆菌属ぞく来らい完成かんせい。以上いじょう步ふ骤都会かい产生能のう量りょう并偶联合成ごうせい腺せん苷三さん磷酸。硝化しょうか有ゆう机つくえ体からだ都と是ぜ化か能のう自じ养菌并且利用りよう二に氧化碳作さく为他们生长的碳源みなもと。一些氨氧化细菌具有一种称为脲酶的てき酶，这种酶催化か尿素にょうそ分子ぶんし分解ぶんかい为两分子ぶんし的てき氨以及一分子的二氧化碳。人ひと们发现欧洲しゅう亚硝化か单胞菌きん与あずか土壤どじょう生せい的てき氨氧化か细菌群ぐん一いち样，可か以通过卡尔文ぶん循环同化どうか脲酶反はん应生成せいせい的てき二氧化碳以产生生物质能，并通过将氨（脲酶的てき另一产物）氧化为亚硝酸しょうさん盐的过程收おさむ获能量りょう。这一特性とくせい可か解かい释为什么在ざい酸性さんせい环境中ちゅう存在そんざい尿素にょうそ的てき情じょう况下会かい促进氨氧化か细菌的てき生なま长[7]。

硝化しょうか作用さよう也在城市じょうし废水脱だっ氮过程中起なかおこし着ぎ重要じゅうよう作用さよう。常つね规的脱だつ氮是先さき施ほどこせ以硝化か作用さよう接着せっちゃく再さい进行反はん硝化しょうか作用さよう。这一过程的消耗主要是花在了曝气（将はた氧气带进反はん应器的てき过程）以及为反硝化しょうか作用さよう提供ていきょう额外碳源（例れい如甲きのえ醇あつし）上じょう。

硝化しょうか作用さよう也会发生在ざい饮用水中すいちゅう。在ざい上水じょうすい分配ぶんぱい系けい统中，氯胺常つね被ひ用よう于二に次じ消毒しょうどく剂，存在そんざい的てき自由じゆう氨可以作为氨氧化微生物びせいぶつ的てき底そこ物ぶつ。这一相关的反应可以使得系统中消毒剂的残余量减少[8]。

在ざい多数たすう环境中ちゅう可か以同时找到上述じょうじゅつ生物せいぶつ，它们产生的てき最さい终产物ぶつ是ぜ硝酸しょうさん盐。然しか而，可か以设计一个只产生亚硝酸盐的系统（见沙すな伦工艺）。

硝化しょうか作用さよう和わ氨化作用さよう一起かずき形成けいせい了りょう无机化か过程，该过程ほど指ゆび的てき是ぜ将はた有ゆう机つくえ物ぶつ完全かんぜん分解ぶんかい并释放可用かよう含氮化合かごう物ぶつ的てき过程。这一过程将しょう氮循环补充完かん整せい。

化学かがく[编辑]

硝化しょうか作用さよう是ぜ氮化合かごう物ぶつ氧化的てき过程（实际上じょう，氮原子こ上じょう丢失的てき电子转移到いた了りょう氧原子こ上じょう）：

  1. NH3 + 1.5 O2 + 亚硝化か单胞菌きん → NO2- + H2O + H+
  2. NO2- + CO2 + 0.5 O2 + 硝化しょうか杆菌 → NO3-
  3. NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
  4. NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−

另见[编辑]

参考さんこう文献ぶんけん[编辑]

  1. ^ Treusch, A.H., Leininger, S., Kletzin, A., Schuster, S.C., Klenk, H.P., and Schleper, C. (2005) Novel genes for nitrite reductase and Amo-related proteins indicate a role of uncultivated mesophilic crenarchaeota in nitrogen cycling. Environ Microbiol 7: 1985–1995
  2. ^ Purkhold, U., Pommerening-Roser, A., Juretschko, S.,Schmid, M.C., Koops, H.-P., and Wagner, M. (2000) Phylogeny of all recognized species of ammonia oxidizers based on comparative 16S rRNA and amoA sequence analysis: implications for molecular diversity surveys. Appl Environ Microbiol 66: 5368–5382
  3. ^ Könneke M, Bernhard AE, de la Torre JR,Walker CM, Waterbury JB, Stahl DA. (2005) Isolation of a mesophilic autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437:543-546.
  4. ^ Martens-Habbena, W., Berube, P. M., Urakawa, H., de la Torre, J. R., Stahl, D. A. 2009. Ammonia oxidation kinetics determine niche separation of nitrifying Archaea and Bacteria. Nature 461: 976-981.
  5. ^ Wuchter, C., Abbas, B., Coolen, M.J.L., Herfort, L., van Bleijswijk, J., Timmers, P., et al. (2006) Archaeal nitrification in the ocean. Proc Natl Acad Sci USA 103: 12317–12322.
  6. ^ Leininger, S., Urich, T., Schloter, M., Schwark, L., Qi, J., Nicol, G.W., Prosser, J.I., Schuster, S.C., Schleper, C. (2006) Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils. Nature 442:7014 pages 806-9.
  7. ^ Marsh, K. L., G. K. Sims, and R. L. Mulvaney. 2005. Availability of urea to autotrophic ammonia-oxidizing bacteria as related to the fate of 14C- and 15N-labeled urea added to soil. Biol. Fert. Soil. 42:137-145.
  8. ^ Zhang, Y, Love, N, & Edwards, M (2009), "Nitrification in Drinking Water Systems", Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 39(3):153-208, doi: 10.1080/10643380701631739.

外部がいぶ链接[编辑]

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