Unterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation

Hauptunterschied - Nitrifikation vs. Denitrifikation

Stickstoff ist ein wesentliches Element für das Leben auf der Erde. Es wirkt als Bestandteil von Proteinen, Nukleinsäuren und vielen anderen wichtigen Verbindungen. Stickstoff zirkuliert über den Stickstoffkreislauf in der Umgebung. Die Hauptschritte des Stickstoffkreislaufs umfassen die Fixierung von Stickstoff, Stickstoffassimilation, Ammonifikation, Nitrifikation und Denitrifikation. Daher sind Nitrifikation und Denitrifikation zwei wichtige Stufen des Stickstoffkreislaufs. Nitrifikation ist die biologische Umwandlung von Ammonium in Nitrat. Denitrifikation ist die biologische Umwandlung von Nitrat in Stickstoffgas. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation. Beide Umwandlungen sind biologisch, da diese Umwandlungen von Mikroben durchgeführt werden.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Nitrifikation?
- Definition, Prozess
2. Was ist Denitrifikation?
- Definition, Prozess, Anwendung
3. Was ist der Unterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation?
    - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Ammonium, Ammoniak oxidierende Mikroorganismen, Denitrifikation, Nitrat, Nitrifikation, nitrifizierende Bakterien, Stickstoff, Stickstoffkreislauf, Nitrit oxidierender Mikroorganismus


Was ist Nitrifikation?

Die Nitrifikation ist eine Stufe des Stickstoffkreislaufs, in der Ammonium entweder auf biologische oder chemische Weise in Nitrat umgewandelt wird. Nitrifikation ist ein Oxidationsprozess. Hier werden reduzierte Formen von anorganischem und organischem Stickstoff, hauptsächlich Ammonium, in Nitrat umgewandelt, das eine oxidierte Form von Stickstoff ist.

Die Nitrifikation ist ein biologischer Prozess, der durch Mikroorganismen vermittelt wird. Diese Stufe des Stickstoffkreislaufs umfasst zwei chemische Reaktionen. Als erster Schritt wird Ammonium in Nitrit umgewandelt, gefolgt von der Oxidation von Nitrit zu Nitrat. Dieses Verfahren ist für Mikroorganismen vorteilhaft, da sie durch diese chemischen Reaktionen die für ihr Wachstum benötigte Energie gewinnen können. Diese Mikroorganismen sind als nitrifizierende Mikroorganismen bekannt.

Da der Nitrifikationsprozess zwei chemische Reaktionen umfasst, gibt es zwei Gruppen nitrifizierender Mikroorganismen, die an der Nitrifikation beteiligt sind. Eine Gruppe sind Ammoniak-Oxidationsmittel und die andere Gruppe ist Nitrit oxidierende Mikroorganismen.


Abbildung 1: Stickstoffkreislauf

Ammoniak oxidierende Mikroorganismen

Diese Gruppe von Mikroorganismen umfasst obligatorische Autotrophe und Ammoniak oxidierende Archaeen. Die häufigsten und bekanntesten Bakterien in diesem Prozess sind Nitrosomonas. Sie können die Umwandlung von Ammoniak oder Ammonium in Nitrit wie folgt vermitteln.

NH4+ + 1,5O2 → NEIN2 + H2O + H+

Nitrit oxidierender Mikroorganismus

Diese Gruppe umfasst Bakterien, die Nitrit in Nitrat umwandeln können. Die häufigsten und bekanntesten Bakterien in diesem Prozess sind Nitrobaktor. Die Reaktion ist wie folgt.

NEIN2 + 0,5O2 → NEIN3  

Die Nitrifikation hängt von wenigen Faktoren ab. Wie die meisten Bakterien sind nitrifizierende Bakterien temperaturempfindlich. Die maximale Nitrifikationsrate kann bei optimalen Temperaturen für nitrifizierende Bakterien (0-35) beobachtet werdenOC). Außerdem sind diese Bakterien gegenüber niedrigen Sauerstoffkonzentrationen extrem empfindlich. Die Nitrifikationsrate fällt bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen ab. Die Nitrifizierung ist bei pH-Werten um 8 bis 9 am schnellsten. Darüber hinaus kann die Anwesenheit von inhibierenden Substanzen die Nitrifikation einschränken. Alle diese Faktoren beeinflussen das Wachstum nitrifizierender Bakterien.

Was ist Denitrifikation?

Die Denitrifikation ist eine Stufe des Stickstoffkreislaufs, in der oxidierte Formen von Stickstoff entweder auf biologische oder chemische Weise in Stickstoffgas umgewandelt werden. Dies ist eine Reduktionsreaktion. Nitrat ist die oxidierte Form von Stickstoff und die Denitrifikation wandelt diese oxidierte Form in reduzierte Form um: Stickstoffgas. Hier ändert sich der Oxidationszustand von Stickstoff von +5 auf 0.

Wie die Nitrifikation ist die Denitrifikation ein biologischer Prozess. Dies liegt daran, dass diese Umwandlung von Nitrat durch Mikroorganismen vermittelt wird. Die Hauptklasse der Bakterien, die an der Denitrifikation beteiligt sind, sind fakultative Anaerobier. Die oxidierten Formen von Stickstoff, die eine Denitrifikation erfahren, sind Nitrate und Nitrite.


Abbildung 2: Denitrifikation mit biologischen Mitteln

Denitrifikationsreaktion

NEIN3 → N2O → N2

Ein Major Anwendung der Denitrifikation ist in der Wasseraufbereitung. Durch die Denitrifikation können Stickstoffspezies in Form von Stickstoffgas aus dem Wasser entfernt werden. Die Denitrifikation kann auf drei Arten zur Wasserbehandlung durchgeführt werden: Ionenaustausch, chemische Reduktion und biologische Denitrifikation. Beim Ionenaustauschprozess werden unerwünschte Ionen wie Nitrate mit anderen Ionen ausgetauscht, gefolgt von der Entfernung von Nitrationen. Bei der chemischen Reduktion werden Reduktionsmittel verwendet, um Nitrat zu Stickstoffgas zu reduzieren. Die biologische Denitrifikation verwendet denitrifizierende Mikroorganismen wie z Thiobacillus und Pseudomonas.

Unterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation

Definition

Nitrifikation: Die Nitrifikation ist eine Stufe des Stickstoffkreislaufs, in der Ammonium entweder auf biologische oder chemische Weise in Nitrat umgewandelt wird.

Denitrifikation: Die Denitrifikation ist eine Stufe des Stickstoffkreislaufs, in der oxidierte Formen von Stickstoff entweder auf biologische oder chemische Weise in Stickstoffgas umgewandelt werden.

Verarbeiten

Nitrifikation: Die Nitrifikation umfasst die Umwandlung von reduzierten Stickstoffspezies in oxidierten Stickstoffspezies.

Denitrifikation: Die Denitrifikation umfasst die Umwandlung oxidierter Stickstoffspezies in reduzierte Stickstoffspezies.

Endprodukt

Nitrifikation: Das Endprodukt der Nitrifikation ist Nitrat.

Denitrifikation: Das Endprodukt der Denitrifikation ist Stickstoffgas.

Arten beginnen

Nitrifikation: Die Nitrifikation beginnt mit Ammoniak oder Ammoniumionen.

Denitrifikation: Die Denitrifikation beginnt mit Nitrat.

Mikroorganismen

Nitrifikation: Die Nitrifikation wird durch nitrifizierende Mikroorganismen wie z Nitrosomonas, Nitrobacter.

Denitrifikation: Die Denitrifikation wird durch denitrifizierende Mikroorganismen wie z Thiobacillus und Pseudomonas.

Fazit

Nitrifikation und Denitrifikation sind zwei Hauptschritte des Stickstoffkreislaufs. Stickstoffkreislauf ist die Zirkulation von Stickstoff in der Umwelt. Der Hauptunterschied zwischen Nitrifikation und Denitrifikation besteht darin, dass Nitrifikation die Umwandlung von Ammonium in Nitrat ist, während die Denitrifikation die Umwandlung von Nitrat in Stickstoffgas ist.

Verweise:

1. „Denitrifizierende Bakterien“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 14. Dezember 2011