硝化と脱窒の違い

2020

アンモニウムが硝酸塩に変換される生物学的プロセスは、硝化と呼ばれます。さらに、この硝酸塩が窒素ガスに変換または還元されるとき、それは脱窒と呼ばれます。これらのステップにはさまざまな微生物が関与しており、生物学的にも経済的にも重要です。

両方のステップは、私たちの大気にとって最も重要なサイクルの1つである窒素サイクルの重要な部分です。大気の約78％には窒素が含まれていますが、これはタンパク質や核酸に含まれる必須の生体分子であり、すべての生物の重要な部分です。

窒素循環は、窒素固定、硝化、同化、アンモニア化、脱窒の5つの簡単なステップで完了します。この記事では、2つのステップのみと、それらが互いにどのように異なるかについて説明します。

比較表

比較の基礎	硝化	脱窒
意味	アンモニウム（NH4 +）が硝酸（NO3-）に変換される窒素サイクルの一部は、硝化と呼ばれます。	脱窒は、硝酸塩（NO3-）の還元が窒素ガス（N2）になるレベルです。
プロセスには	ニトロバクター、ニトロソモナスなどの硝化細菌。	スピリルム、ラクトバチルス、シュードモナス、チオバチルスなどの脱窒菌。
	ゆっくりと成長します。	急速に成長します。
	好気性条件が必要です。	嫌気性状態が必要です。
微生物	独立栄養。	従属栄養。
前駆体	アンモニウム。	硝酸塩。
最終製品	硝酸塩。	窒素。
pHと温度	このプロセスは、6.5〜8.5のpHおよび16〜35℃の温度で発生します。	このプロセスは、7.0〜8.5のpHおよび26〜38℃の温度で発生します。
重要性	硝酸塩を植物に供給します。これは重要な窒素源として機能します。	脱窒は廃水処理に使用され、水生生息地に有益です。

硝化の定義

硝化は酸化プロセスです （電子の損失、または原子または化合物による酸化状態の獲得が起こります）。このプロセスは、亜硝酸（NO2-）に酸化されるアンモニウムから始まります。この作用は、細菌Nitrosomonas sp。によって実行されます。後で、この亜硝酸塩（NO2-）は酸化されて硝酸塩（NO3-）になり、この作用はNitrobacter spによって実行されます。

細菌は独立栄養性であり、好気的条件下で反応が行われます。硝酸塩は植物にとって土壌に存在する主要な窒素源であるため、窒素サイクルにおけるこのステップの重要性は、アンモニアの硝酸塩への変換です。硝酸塩は植物にとって有毒ですが。

硝化細菌の活性は酸性溶液では遅くなり、 pH 6.5〜8.5で温度が16〜35°Cの範囲で最適です。

脱窒の定義

脱窒とは、硝酸塩が窒素の形で除去され、窒素ガスに変換される還元プロセスです。作用は、 バチルス 、 アエロバクター 、 ラクトバチルス 、 スピリルム 、 シュードモナスなどの細菌によって行われます。

バクテリアは従属栄養生物であり、嫌気性条件下で作用が完了します。少量の酸素でさえプロセスを妨げる可能性がありますが、有機炭素が必要です。脱窒は、排水処理、水生生息地に役立ちます。

脱窒は、7.0〜8.5のpHおよび26〜38°Cの温度で最適に実行されます。

硝化と脱窒の主な違い

以下に、両方のプロセスを区別する重要なポイントを示します。

アンモニウム（NH4 +）が酸化されて硝酸塩（NO3-）に変換される生物学的プロセスは硝化と呼ばれ、脱窒は生物学的プロセスであり、硝酸（NO3-）が窒素ガス（N2）に変換されます。
ニトロバクター 、 ニトロソモナスなどの硝化細菌は硝化プロセスに関与していますが、脱窒プロセスでは、 スピリルム 、 ラクトバチルス 、 シュードモナス 、 チオバチルスなどの細菌が関与しています。
硝化プロセスでは、微生物は独立栄養性であり、成長するために嫌気性条件（酸素の存在）が必要であり、その成長さえ遅いです。同様に急速な成長を示します。
硝化プロセスの前駆体はアンモニアであり、 最終生成物は硝酸塩です。一方、硝酸塩は脱窒プロセスの前駆体であり、窒素は最終生成物です。
硝化はpH 6.5〜8.5で最適に実行され、 温度は 16〜35 ℃で変化します。ただし、脱窒はpH 7.0〜8.5と温度 26〜38℃で最適です。