Нітрифікація

Нітрифікація — мікробіологічний процес окиснення аміаку до азотистої кислоти або її самої далі до азотної кислоти. Відбувається в аеробних умовах в ґрунті та природних водах. Часто може викликати появу в них нітратів в токсичній кількості, а оскільки нітрати — найбільш активно мігруюча в розчині сполука азоту — їх винесення з ґрунту в розташовані нижче по схилу водоймища, що спричиняє за собою евтрофікацію цих водоймищ.

Нітрифікация проходить в дві стадії, які здійснюються різними мікроорганізмами (хоча деякі виконують обидві стадії). Перша стадія — окиснення аміаку до азотистої кислоти (вірніше, її аніону), яке здійснюють нітрифікуючі бактерії (роди Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospiraceae, Nitrosolobus, Nitrosovibrio) за наступним механізмом:

NH₃ + O₂ + НАДН² = NH₂OH + H₂OOH + НАД⁺

NH₂OH = (HNO) + 2e + 2H⁺

(HNO) = N₂O

NH₂OH + O₂ = NO-2 + H₂O + H⁺

Друга стадія — окиснення аніону азотистої кислоти до аніону азотної, що здійснюється нітрифікуючими бактеріями (роди Nitrobacter, Nitrospiraceae, Nitrococcus).

Обидві групи бактерій є облігатними аеробами, оптимальна для їх розвитку температура 25—30 градусів за Цельсієм і pH 7,5—8,0. У кислому середовищі процес не йде. Всі ці бактерії — грам-негативні автотрофи (літотрофи), що використовують енергію окиснення сполук азоту для синтезу органічних речовин з вуглекислого газу. Морфологічно ці групи різноманітні, в більшості своїй дрібні, рухомі, з полярним або перитрихальним джгутикованням. Окиснення вони проводять на цитоплазматичній мембрані. Звільнені в ході реакцій електрони переходять в дихальний ланцюжок на цитохроми.

Особливо виділяють гетеротрофну нітрифікацию, що відбувається в усіх живих організмах і пов'язана з окисненням аміачної форми азоту без використання отриманої енергії, попутно з окисненням орагнічеського речовини і, імовірно, за допомогою кисню, що утворюється при розпаді пероксида водню. З цим поцессом пов'язано походження чилійскої селітри а також вся нітріфікация в ґрунтах і водоймищах з низькими значеннями pH.