Kluczowa różnica między anammox a denitryfikacją polega na tym, że anammox odnosi się do beztlenowego utleniania amonu, które przekształca amon i azotyny w gazowy azot w warunkach beztlenowych. Tymczasem denitryfikacja to biologiczna przemiana azotanu w N2 przez bakterie denitryfikacyjne.
Cykl azotowy jest ważnym cyklem biogeochemicznym, w którym azot jest przekształcany w różne formy chemiczne, takie jak NH3, NH4 +, NIE2–, NIE3 – itd. W cyklu azotowym obserwuje się cztery główne procesy. Są to fiksacja, amonifikacja, nitryfikacja i denitryfikacja. Wiele z tych procesów jest przeprowadzanych przez mikroorganizmy, zwłaszcza bakterie obecne w glebie. Anammox to jeden z najnowszych dodatków do cyklu azotowego. Jest to proces beztlenowego utleniania amonu. Proces ten przeprowadza specyficzna grupa bakterii znana jako planctomycetes. Posiadają specjalne organelle zwane anammoxosomami, które zapewniają miejsce reakcji anammox. Jednak w końcu zarówno denitryfikacja, jak i anammox wytwarzają gazowy azot.
Co to jest Anammox?
Anammox to proces zwany beztlenowym utlenianiem amonu. Jest to reakcja, która wykorzystuje amon i azotyny jako akceptory elektronów i wytwarza gazowy azot w warunkach beztlenowych. Reakcja Anammox jest jednym z najnowszych dodatków do biochemicznego cyklu azotowego. Napędza go głównie wyspecjalizowana grupa bakterii podobnych do planctomycete. Bakterie te czerpią energię do wzrostu z przemiany amonu i azotynu w gazowy dwuazot przy całkowitym braku tlenu. Posiadają jeden anammoksos: związany z błoną przedział wewnątrz cytoplazmy, który zapewnia maszynerię do procesu anammoks. Co więcej, bakterie te są wypełnione białkami cytochromu c, w tym enzymami, które wykonują kluczowe reakcje kataboliczne procesu anammoks, dzięki czemu komórki są niezwykle czerwone. Bakterie Anammox wykazują wyjątkowo wolne tempo wzrostu.
Rysunek 01: Anammox
W środowisku morskim ponad 50% uwolnionego gazu N2 może być wytwarzane przez bakterie anammox. Ponadto proces anammox oferuje atrakcyjną alternatywę dla obecnych systemów oczyszczania ścieków do usuwania azotu amonowego (NH4-N). Oszczędza również ~75% nitryfikacji i 100% denitryfikacji w cyklu azotowym.
Co to jest denitryfikacja?
Denitryfikacja to proces redukcji azotanów w glebie do atmosferycznego azotu poprzez bakterie denitryfikacyjne. Jest to przeciwieństwo nitryfikacji. Denitryfikacja jest niezbędnym etapem w cyklu azotowym, który uwalnia związany gazowy azot z powrotem do atmosfery i kończy cykl azotowy.
Rysunek 02: Denitryfikacja
Denitryfikację ułatwiają bakterie denitryfikacyjne, takie jak Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans itp. Bakterie te są fakultatywnymi bakteriami beztlenowymi i heterotroficznymi. Pracują w warunkach beztlenowych lub beztlenowych, takich jak podmokłe gleby. Wykorzystują azotan jako substrat oddechowy, w wyniku czego azotany są uwalniane do atmosfery w postaci gazowego azotu. Podobnie bakterie denitryfikacyjne są zdolne do redukcji azotanów i azotynów do ich naturalnie występującej dwuatomowej postaci gazowej azotu. Dzięki temu procesowi poziomy azotu w atmosferze są regenerowane do normalnego stężenia.
Reakcja denitryfikacji jest zilustrowana poniżej.
NIE3– → NIE2–→ NIE + N2O → N2 (g)
Jakie są podobieństwa między Anammox a denitryfikacją?
- Anammox i denitryfikacja to dwie ważne części cyklu azotowego.
- Te procesy wytwarzają gazowy azot.
- Bakterie to główne mikroorganizmy realizujące oba procesy.
Jaka jest różnica między anammox a denitryfikacją?
Anammox to beztlenowe utlenianie amonu, które jest reakcją, która przekształca amon i azotyny w gazowy azot w warunkach beztlenowych. Natomiast denitryfikacja to redukcja azotanów do azotu gazowego przez bakterie denitryfikacyjne. To jest kluczowa różnica między anammox a denitryfikacją. Poza tym proces anammox jest reakcją NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O, podczas gdy denitryfikacja jest reakcją NO3 – → NIE2– → NIE + N2 O → N2 (g). Dlatego jest to kolejna różnica między anammox a denitryfikacją.
Ponadto reakcję anammox przeprowadzają bakterie należące do Planctomycetes (gatunki Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia i Scalindua). W przeciwieństwie do tego, denitryfikacja jest wykonywana przez bakterie, takie jak Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans itp. Jest to zatem również ważna różnica między anammox a denitryfikacją.
Podsumowanie – Anammox kontra denitryfikacja
Anammox to reakcja, która w warunkach beztlenowych przekształca amon i azotyny w gazowy azot przez bakterie anammox, podczas gdy denitryfikacja to proces redukcji azotanów i azotynów do gazowego azotu przez bakterie denitryfikacyjne. Zarówno anammoks, jak i denitryfikacja są ważnymi procesami w biochemicznym cyklu azotowym. Oto podsumowanie różnicy między anammox a denitryfikacją.
