Te se bakterije svrstavaju u skupinu aerobnih kemolitotrofnih bakterija i srodnih organizama (skupina 12 prema Burgeyjevom vodiču za bakterije). Sve nitrificirajuće bakterije podijeljene su u dva odjeljka - A (bakterije koje oksidiraju nitrit) i B (bakterije koje oksidiraju amonijak). To su gram-negativne bakterije, vrlo raznolikog oblika (štapićaste, kokoidne, uvijene), mogu biti pokretljive zbog prisutnosti flagela ili nepokretne.
Nitrifikacija je proces pretvaranja amonija u nitrat, koji se odvija u dvije faze. Nitrifikacijske bakterije koriste amonijev jon (nitrozobakterije) ili nitrit (nitrobakterije) kao donor elektrona za tijek redoks reakcija, uključujući proces disanja (tablica 1).
stol 1
Mikroorganizmi uključeni u procese nitrifikacije
|
nitrifikacija |
tekućih procesa |
Primjeri mikroorganizama sudjelovanje u procesu |
|
2NH 4 + + 3O 2 → 2NO 2 - + 4H + + 2H 2 O |
nitrozobakterije: Nitrosomonas europaea, Nitrosococcus oceanus, Nitrosolobus multiformis |
|
|
2NO 2 - + O 2 → 2NO 3 - |
nitrobakterije: Nitrobacter winogradskyi, Nitrospina gracilis, Nitrococcus mobilis, Nitrospira marina |
Svaka od faza zahtijeva sudjelovanje strogo definiranih nitrificirajućih bakterija. Niti jedan nitrifikator nije u stanju provesti obje faze procesa.
Nitrifikacijske bakterije su široko rasprostranjene u tlu, moru i slatkoj vodi; igraju važnu ulogu u procesima pročišćavanja otpadnih voda.
3.5. arhebakterije
Arhebakterije (skupine 31-35 prema Burgeyjevom vodiču za bakterije) su najstarije bakterije, koje često žive u ekstremnim uvjetima (u vrućim izvorima sumpora, slanim jezerima, slanim ili alkalnim tlima, itd.). Neke arhebakterije su simbionti u probavnom traktu životinja.
Ovi mikroorganizmi imaju osebujnu strukturu genetskog materijala, stanične stijenke, citoplazmatske membrane i izdvojeni su u posebnu kategoriju. Mendosicutes. Razlikuju se od eubakterija u:
prema sastavu stanične stijenke (ne sadrži peptidoglikan; umjesto toga stanična stijenka sadrži pseudomurein ili samo proteine ili polisaharide);
prema sastavu DNA-ovisne RNA polimeraze;
- nukleotidnim sekvencama ribosomske RNA;
prema sastavu molekula t-RNA (sadrže pseudouridin);
imaju specifičan sastav membranskih lipida;
neki geni arhebakterija sadrže introne, što nije tipično za druge bakterije.
Arhebakterije se dijele u sljedeće skupine:
metanogene arhebakterije - kao rezultat vitalne aktivnosti tvore metan, H 2 se koristi kao donor elektrona. Bakterije koje tvore metan su raznolikog oblika; među njima ima koki ( Metanococcussp.), štapići ( Metanobacteriumsp.), spirila i drugi oblici. Predstavnici ove skupine su strogi anaerobi, gram-varijabilni. Među njima su mezofili i termofili. Na primjer, za pripadnike roda Metanothermus optimalna temperatura rasta je 83-88 °C.
sulfat-reducirajuće arhebakterije (na primjer, pripadnici roda Arheoglobus) - Gram-negativne bakterije, kokoidne, mogu biti nepravilnog oblika. Strogi anaerobi. U procesu metabolizma SO 4 2- se reducira u H 2 S.
Ekstremno halofilne bakterije (halobakterije) - rastu pri visokim koncentracijama soli. Predstavljaju ga kokice ili šipke nepravilnog oblika; gram-varijabilna. Aerobi. Raste u koncentraciji NaCl od najmanje 1,5 M (optimalno - 2-4 M). Prirodno se javljaju u slanim jezerima, slanim tlima ( Halobakterijasp., Halococcussp.). Među ovom skupinom bakterija postoje alkalifili koji rastu pri pH > 8,5 ( Natronobacteriumsp., Natronokoksp.; žive u alkalnim jezerima i tlima).
Arhebakterije bez stanične stijenke (predstavnici roda Termoplazma) su polimorfne gram-negativne bakterije, fakultativni anaerobi. Oni su obvezni termofili (optimalna temperatura rasta 45-67 o C) i acidofili (rastu na pH 0,5-4,5).
Ekstremni termofili i hipertermofili koji metaboliziraju sumpor imaju stanice raznih oblika. Oni uključuju i aerobe i anaerobe. U anaerobnim uvjetima, S se reducira u H 2 S, u aerobnim uvjetima, H 2 S ili S se oksidira u SO 4 2-. Optimalna temperatura rasta ovih bakterija je 70-105 0 C. Žive u sumpornim toplim izvorima, područjima oko podvodnih vulkana. Najpoznatiji predstavnici rodova Sulfolobus(aerobi), Thermofilum, Desulfurococcus, Pirokok (strogi anaerobi ). Posebno treba istaknuti bakterije iz roda Pirodikcij, koji mogu rasti u temperaturnom rasponu od 80-110 o C, a optimalna temperatura za njih je 105 o C .
S. N. Vinogradsky je otkrio da postoje dvije skupine nitrifikatora: jedna provodi oksidaciju amonijaka do dušična kiselina(NH + 4 > NO-2) - prva faza nitrifikacije, druga - oksidacija dušične kiseline u dušičnu kiselinu (NO-2 > NO-3) je druga faza nitrifikacije.
Predstavnici obje skupine pripadaju obitelji Nitrobacteriaceae. One su jednostanične gram-negativne bakterije. Među nitrificirajućim bakterijama nalaze se stanice u obliku štapa, eliptične, sferne, uvijene i lobulirane, pleomorfne. Dimenzije stanice se kreću od 0,3 do 1 µm u širinu i 1 do 3 µm u duljinu. Postoje pokretni i nepokretni oblici s polarnim, subpolarne i peritrihijske flagele. Nitrifikacijske bakterije se razmnožavaju uglavnom fisijom, S iznimkom nitrobakter, koji je karakteriziran pupanjem. Gotovo svi nitrifikatori imaju dobro razvijen sustav intracitoplazmatskih membrana, koje se značajno razlikuju po obliku i položaju u stanicama pojedinih vrsta. Membrane citoplazme slične su onima fotosintetskih ljubičastih bakterija.
Bakterije prve faze nitrifikacije predstavljene su rodovima: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus i Nitrosovibrio.
Najdetaljnija studija do sada Nitrosomonas europaea(Sl. 1, ALI). To je kratki ovalni štapići dimenzija 0,8--1 x 1--2 mikrona. U tekućoj staničnoj kulturi Nitrozomonas proći kroz niz faza razvoja. Dvije glavne predstavljaju pokretni oblik i nepokretni zoogley. Pokretni oblik ima subpolarni flagelum ili snop flagela.
Opisani su i predstavnici drugih rodova bakterija koji uzrokuju prvu fazu nitrifikacije. Drugu fazu nitrifikacije provode predstavnici rodova Nitrobacter, Nitrospira i Nitrococcus. Najveći broj studija proveden je sa Nitrobacter winogradskyi(Sl. 1, B) međutim, opisane su i druge vrste (npr. Nitrobacter agilis). Stanice Nitrobacter imaju izduženi, klinasti ili kruškoliki oblik, uži kraj je često savijen u kljun, veličine stanica su -0,6-0,8 x 1--2 mikrona. Prilikom pupanja stanica kćer je obično pokretna, jer ima jedan polarni bičak. Poznata je izmjena u ciklusu razvoja pokretnog i nepokretnog stadija.
Riža. jedan. Nitrifikacijske bakterije: A - Nitrosomonas europaea; B - Nitrobacter winogradskyi.
Opisane su i druge vrste bakterija koje uzrokuju drugu fazu nitrifikacije.
Nitrifikacijske bakterije uzgajaju se na jednostavnim mineralnim podlogama koji sadrže amonijak ili nitrit (supstrati koji se mogu oksidirati) i ugljični dioksid (glavni izvor ugljika). Izvor dušika za ove organizme su amonijak, hidroksilamin i nitrit.
Nitrifikacijske bakterije se razvijaju pri pH 6,0-8,6, optimalna reakcija medija je pH 7,5-8,0. Na vrijednostima ispod pH 6 i iznad pH 9,2, bakterije se ne razvijaju. Optimalna temperatura za razvoj nitrifikatora je 25–30 °C. Proučavanje odnosa različitih sojeva Nitrosomonas europaea do temperature pokazalo je da neke od njih imaju optimalan razvoj na 26 °C ili oko 40 °C, druge su u stanju prilično brzo rasti na 4 °C.
Nitrifikatori su obvezni aerobi. Koristeći atmosferski kisik, oni oksidiraju amonijak u dušičnu kiselinu (prva faza nitrifikacije):
NH+4 + 3/2O2 > NO2- + N2O + 2H+
a zatim dušična kiselina u dušičnu kiselinu (druga faza nitrifikacije):
NO2 - + 1/2O2 > NO3 -
Posljedično, amonijak, otpadni proizvod amonificirajućih bakterija, koristi se za stvaranje energije. nitrozomonas, a nitriti, nastali tijekom života potonjeg, služe kao izvor energije za Nitrobacter.
Prema moderne ideje, proces nitrifikacije se provodi na citoplazmatskim i intracitoplazmatskim membranama i odvija se u nekoliko faza. Prvi produkt oksidacije amonijaka je hidroksilamin, koji se zatim pretvara u nitroksid (NOH) ili peroksonitrit (ONOOH), a potonji se dalje pretvara u nitrita i nitrita da nitrati. Cijeli proces nitrifikacije ilustrira sljedeći dijagram:
Čini se da nitroksil, poput hidroksilamina, dimerizira u hiponitrit ili se pretvara u dušikov oksid N2O, nusproizvod nitrifikacije. Uz prvu reakciju (tvorba hidroksilamina iz amonija), sve sljedeće transformacije su praćene sintezom makroergijskih veza u obliku ATP-a.
Nitrifikatori fiksiraju CO2 kroz reduktivni pentozofosfatni ciklus (Calvinov ciklus). Kao rezultat naknadnih reakcija ne nastaju samo ugljikohidrati, već i drugi spojevi važni za bakterije - proteini, nukleinske kiseline, masti itd.
Dugo vremena su nitrificirajuće bakterije klasificirane kao obvezni kemolitoautotrofi. Kasnije su dobiveni podaci o sposobnosti tih bakterija da koriste određene organske tvari. Tako je zabilježen stimulativni učinak na rast Nitrobacter nitrit, autolizat kvasca, piridoksin, glutaminska kiselina i serin. Pretpostavlja se da neke nitrificirajuće bakterije imaju sposobnost prelaska s autotrofne na heterotrofnu ishranu. Međutim, nitrifikatori ne rastu na konvencionalnim hranjivim medijima, budući da je veliki broj lako probavljivih organska tvar sadržane u takvim sredinama, odgađa njihov razvoj. Međutim, u prirodi se takve bakterije dobro razvijaju u černozemima, stajskom gnoju i kompostu, odnosno na mjestima gdje se nalazi mnogo organske tvari.
Ta se proturječnost pokazuje beznačajnom ako usporedimo količinu ugljika koji se lako oksidira u tlu s onim koncentracijama organske tvari koje nitrifikatori moraju podnijeti u usjevima. Dakle, organsku tvar tla predstavljaju uglavnom humusne tvari, koje čine 71-91% ukupnog ugljika u černozemu, a lako probavljive organske tvari topljive u vodi ne čine više od 0,1% ukupnog ugljika. Posljedično, nitrifikatori ne susreću velike količine lako probavljive organske tvari u tlu.
Akumulacija nitrata se događa nejednakim intenzitetom na različitim tlima. Što je tlo bogatije, to je više spojeva dušična kiselina ona se može nakupiti. Postoji metoda za određivanje dušika dostupnog biljkama u tlu prema indikacijama njegove nitrifikacijske sposobnosti. Stoga se intenzitet nitrifikacije može koristiti za karakterizaciju agronomskih svojstava tla.
Istodobno, tijekom nitrifikacije, samo jedan hranjivi sastojak za biljke, amonijak, pretvara se u drugi oblik, dušičnu kiselinu. Nitrati, međutim, imaju neka nepoželjna svojstva. Dok amonijev ion apsorbira tlo, soli dušične kiseline se lako ispiru iz njega. Osim toga, nitrati se smanjuju kao rezultat denitrifikacije na N 2 , što također iscrpljuje zalihe dušika u tlu. Sve navedeno značajno smanjuje koeficijent iskorištenja nitrata od strane biljaka.
U biljnom organizmu soli dušične kiseline moraju se reducirati prije uključivanja u sintezu koja troši energiju. Amonij se koristi izravno. S tim u vezi znanstvenici su postavili pitanje mogućnosti umjetnog smanjenja intenziteta nitrifikacije uz pomoć specifičnih inhibitora koji potiskuju aktivnost nitrificirajućih bakterija i bezopasni su za druge organizme. Već su predloženi brojni komercijalni pripravci inhibitora nitrifikacije (2-kloro-6-(triklorometil)-piridin, nitropirin itd.) sintetizirani na bazi piridina. Inhibitori nitrifikacije inhibiraju samo prvu fazu nitrifikacije i ne utječu na drugu, kao ni heterotrofnu nitrifikaciju. Kada se koriste inhibitori nitrifikacije (nitropirin), učinkovitost dušičnih gnojiva povećava se s 50 na 80%.
Heterotrofna nitrifikacija
heterotrofna nitrifikacija. Sposoban za nitrifikaciju i neke heterotrofne mikroorganizme. To uključuje bakterije iz rodova Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacteriitis, Nocardia te pojedine vrste gljiva iz rodova Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Odlučio to Arthrobacter sp. u prisutnosti organskih supstrata uzrokuje oksidaciju amonijaka s stvaranjem hidroksilamina, a zatim nitrita i nitrata. Neke bakterije uzrokuju nitrifikaciju takvih organskih tvari koje sadrže dušik kao što su amidi, amini, hidroksamske kiseline, nitro spojevi (alifatski i aromatski), oksimi itd. Međutim, vjeruje se da heterotrofna nitrifikacija ne služi kao izvor energije za ove organizme.
Heterotrofna nitrifikacija događa se u prirodnim uvjetima (tla, vodena tijela i drugi supstrati). To može postati od iznimne važnosti, osobito u netipičnim uvjetima (na primjer, s visokim udjelom organskih C- i N-spojeva u alkalnom tlu, itd.). Heterotrofni mikroorganizmi ne samo da pospješuju oksidaciju dušika u takvim uvjetima, već također uzrokuju stvaranje i nakupljanje otrovnih tvari, kancerogenih i mutagenih spojeva, kao i kemoterapeutsko djelovanje.
Zbog činjenice da su neki od ovih spojeva štetni za ljude i životinje čak iu relativno niskim koncentracijama, pomno se proučava mogućnost njihovog nastanka u prirodi.
Amonijak, koji nastaje u tlu, stajskom gnoju i vodi tijekom razgradnje organskih tvari, brzo se oksidira u dušičnu, a potom i dušičnu kiselinu. Taj se proces naziva nitrifikacija.
Sve do sredine 19. stoljeća, točnije, prije radova L. Pasteura, fenomen stvaranja nitrata objašnjavan je kao kemijska reakcija oksidacije amonijaka atmosferskim kisikom, a pretpostavljalo se da tlo u tom procesu ima ulogu katalizatora. L. Pasteur je sugerirao da je stvaranje nitrata mikrobiološki proces. Prve eksperimentalne dokaze o njegovoj hipotezi dobili su T. Schlesing i A. Muntz 1879. Istraživači su propuštali otpadnu vodu kroz dugi stupac s pijeskom i CaCO 3 . Tijekom filtracije, amonijak je postupno nestao i pojavili se nitrati. Zagrijavanje kolone ili dodavanje antiseptika zaustavili su oksidaciju amonijaka.
Međutim, ni spomenuti istraživači ni mikrobiolozi koji su nastavili proučavati nitrifikaciju nisu uspjeli izolirati kulture uzročnika nitrifikacije. Tek 1890-1892. S. N. Vinogradsky je posebnom tehnikom izolirao čiste kulture nitrifikatora. Znanstvenik je sugerirao da nitrificirajuće bakterije ne rastu na običnim hranjivim medijima koji sadrže organsku tvar, što je objasnilo neuspjeh njegovih prethodnika.
Doista, pokazalo se da su nitrifikatori kemolitoautotrofi, tj. bakterije koje koriste energiju oksidacije amonijaka ili dušične kiseline za sintezu organskih tvari iz CO 2 (kemosinteza). Stoga su njihove stanice vrlo osjetljive na prisutnost organskih spojeva u okolišu. Nitrifikacijske bakterije izolirane su na mineralnim hranjivim podlogama.
S. N. Vinogradsky je ustanovio da postoje dvije skupine nitrifikatora: jedna provodi oksidaciju amonijaka u dušičnu kiselinu (NHJ-? N0 2) - prva faza nitrifikacije, druga - oksidaciju dušične kiseline u dušičnu kiselinu (NOj-? NEj) -
druga faza nitrifikacije.
Predstavnici obje skupine pripadaju obitelji Nitrobacteriaceae. To su jednostanične bakterije koje upućuju na gram. Među nitrificirajućim bakterijama nalaze se stanice u obliku štapa, eliptične, sferne, uvijene i lobulirane, pleomorfne. Veličine stanica kreću se od 0,3 do 1 µm u širinu i od 1 do 3 µm u duljinu. Postoje pokretni i nepokretni oblici s polarnim, subpolarnim i peritrihoznim flagelama.
Nitrifikacijske bakterije se razmnožavaju uglavnom fisijom, s izuzetkom nitrobakter, koji je karakteriziran pupanjem. Gotovo svi nitrifikatori imaju dobro razvijen sustav unutar citoplazmatskih membrana koje se značajno razlikuju po obliku i položaju u stanicama pojedinih vrsta. Membrane citoplazme slične su onima fotosintetskih ljubičastih bakterija.
Bakterije prve faze nitrifikacije predstavljene su rodovima: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus i Nitrozo vibrio. Najdetaljnija studija do sada Nitrosomonas europaea(Sl. 42, ALI). To je kratki ovalni štapići veličine 0,8-1 x 1-2 mikrona. U tekućoj staničnoj kulturi Nitrozomonas proći kroz niz faza razvoja. Dvije glavne predstavljaju pokretni oblik i nepokretni zoogley. Pokretni oblik ima subpolarni flagelum ili snop flagela.
Opisani su i predstavnici drugih rodova bakterija koji uzrokuju prvu fazu nitrifikacije.
Drugu fazu nitrifikacije provode predstavnici rodova Nitrobacter, Nitrospira i Nitrococcus. Najveći broj studija proveden je sa Nitrobacter winogradskyi(Sl. 42, />), međutim, opisane su i druge vrste (npr. Nitrobacter agilis). Stanice Nitrobacter imaju izduženi, klinasti ili kruškoliki oblik, uži kraj je često savijen u kljun, veličine stanica su 0,6-0,8 x 1-2 mikrona. Prilikom pupanja stanica kćer je obično pokretna, jer ima jedan polarni bičak. Poznata je izmjena u ciklusu razvoja pokretnog i nepokretnog stadija.
Riža. 42.
ALI - Nitrosomonas euro utrka; B - Nitrobacter winogradskyi
Opisane su i druge vrste bakterija koje uzrokuju drugu fazu nitrifikacije.
Nitrifikacijske bakterije uzgajaju se na jednostavnim mineralnim podlogama koji sadrže amonijak ili nitrit (supstrati koji se mogu oksidirati) i ugljični dioksid (glavni izvor ugljika). Izvor dušika za ove organizme su amonijak, hidroksilam i n i nitriti.
Nitrifikacijske bakterije se razvijaju pri pH 6,0-8,6, optimalna reakcija medija je pH 7,5-8,0. Na vrijednostima ispod pH 6 i iznad pH 9,2 bakterije se ne razvijaju. Optimalna temperatura za razvoj nitrifikatora je 25-30 °C. Proučavanje odnosa različitih sojeva Nitrosomonas europaea do temperature pokazalo je da neke od njih imaju optimalan razvoj na 26 °C ili oko 40 °C, druge su u stanju prilično brzo rasti na 4 °C.
Nitrifikatori su obvezni aerobi. Koristeći atmosferski kisik, oni oksidiraju amonijak u dušičnu kiselinu (prva faza nitrifikacije):
Posljedično, amonijak, otpadni proizvod amonificirajućih bakterija, koristi se za stvaranje energije. nitrozomonas, a nitriti, nastali tijekom života potonjeg, služe kao izvor energije za Nitrobacter.
Prema suvremenim konceptima, proces nitrifikacije odvija se na citoplazmatskim i intracitoplazmatskim membranama i odvija se u nekoliko faza. Prvi produkt oksidacije amonijaka je hidroksilamin, koji se zatim pretvara u nitroksid (NOH) ili peroksonitrit (ONOOH), a potonji se dalje pretvara u nitrit, a nitrit u nitrat. Cijeli proces nitrifikacije ilustrira sljedeći dijagram:
Nitroksil, poput hidroksilamina, očito se može dimerizirati u hiponitrit ili se pretvoriti u dušikov oksid N 2 0 - nusprodukt nitrifikacije. Uz prvu reakciju (tvorba hidroksilamina iz amonija), sve sljedeće transformacije su praćene sintezom makroergijskih veza u obliku ATP-a.
Nitrifikatori fiksiraju CO 2 kroz reduktivni ciklus pentoza fosfata (Calvinov ciklus). Kao rezultat naknadnih reakcija nastaju ne samo ugljikohidrati, već i drugi spojevi važni za bakterije - proteini, nukleinske kiseline, masti itd.
Dugo vremena su nitrificirajuće bakterije klasificirane kao obvezni kemolitoautotrofi. Kasnije su dobiveni podaci o sposobnosti tih bakterija da koriste određene organske tvari. Tako je zabilježen stimulativni učinak na rast Nitrobacter nitrit, autolizat kvasca, piridoksin, glutaminska kiselina i serin. Pretpostavlja se da neke nitrificirajuće bakterije imaju sposobnost prelaska s autotrofne na heterotrofnu ishranu. Međutim, nitrifikatori ne rastu na običnim hranjivim medijima, jer velika količina lako probavljivih organskih tvari sadržanih u takvim medijima usporava njihov razvoj. Međutim, u prirodi se takve bakterije dobro razvijaju u černozemima, stajskom gnoju, kompostima, t. gdje ima puno organske tvari.
Ta se proturječnost pokazuje beznačajnom ako usporedimo količinu ugljika koji se lako oksidira u tlu s onim koncentracijama organske tvari koje nitrifikatori moraju podnijeti u usjevima. Dakle, organsku tvar tla predstavljaju uglavnom humusne tvari, koje čine 71-91% ukupnog ugljika u černozemu, a lako probavljive organske tvari topljive u vodi ne čine više od 0,1% ukupnog ugljika. Posljedično, nitrifikatori ne susreću velike količine lako probavljive organske tvari u tlu.
Akumulacija nitrata se događa nejednakim intenzitetom na različitim tlima. Što je tlo bogatije, to može akumulirati više spojeva dušične kiseline. Postoji metoda za određivanje dušika dostupnog biljkama u tlu prema indikacijama senitrifikacijske sposobnosti. Stoga se intenzitet nitrifikacije može koristiti za karakterizaciju agronomskih svojstava tla.
Istodobno, tijekom nitrifikacije, samo jedan hranjivi sastojak za biljke, amonijak, pretvara se u drugi oblik, dušičnu kiselinu. Nitrati, međutim, imaju neka nepoželjna svojstva. Dok amonijev ion apsorbira tlo, soli dušične kiseline se lako ispiru iz njega. Osim toga, nitrati se obnavljaju kao rezultat denitrifikacije u N 2, što također iscrpljuje zalihe dušika u tlu. Sve navedeno značajno smanjuje koeficijent iskorištenja nitrata od strane biljaka.
U biljnom organizmu soli dušične kiseline moraju se reducirati prije uključivanja u sintezu koja troši energiju. Amonij se koristi izravno. S tim u vezi znanstvenici su postavili pitanje mogućnosti umjetnog smanjenja intenziteta nitrifikacije uz pomoć specifičnih inhibitora koji potiskuju aktivnost bakterijskih nitrifikatora i bezopasni su za druge organizme. Već su predloženi brojni industrijski pripravci inhibitora nitrifikacije (2-klor-6-(triklorometil)-piridin, nitropirin itd.) sintetizirani na bazi piridina. Inhibitori nitrifikacije inhibiraju samo prvu fazu nitrifikacije i ne utječu na drugu, kao ni heterotrofnu nitrifikaciju. Kada se koriste inhibitori nitrifikacije (nitropirin), učinkovitost dušičnih gnojiva povećava se s 50 na 80%.
««sb Heterotrofna nitrifikacija. Sposoban za nitrifikaciju i neke heterotrofne mikroorganizme. To uključuje bakterije iz rodova Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacteri-um, Nocardia te pojedine vrste gljiva iz rodova Fusarium, Aspergillus, Penici/lium, Cladosporium. Odlučio to Arthrobacter sp. u prisutnosti organskih supstrata uzrokuje oksidaciju amonijaka s stvaranjem hidroksilamina, a zatim nitrita i nitrata. Neke bakterije uzrokuju nitrifikaciju takvih organskih tvari koje sadrže dušik kao što su amidi, amini, hidroksamske kiseline, nitro spojevi (alifatski i aromatski), oksimi itd. Međutim, vjeruje se da heterotrofna nitrifikacija ne služi kao izvor energije za ove organizme.
Heterotrofna nitrifikacija događa se u prirodnim uvjetima (tla, vodena tijela i drugi supstrati). To može postati od iznimne važnosti, osobito u netipičnim uvjetima (na primjer, s visokim udjelom organskih C- i N-spojeva u alkalnom tlu, itd.). Heterotrofni mikroorganizmi ne samo da pospješuju oksidaciju dušika u takvim uvjetima, već također uzrokuju stvaranje i nakupljanje otrovnih tvari, kancerogenih i mutagenih spojeva, kao i kemoterapeutsko djelovanje. Zbog činjenice da su neki od ovih spojeva štetni za ljude i životinje čak iu relativno niskim koncentracijama, pomno se proučava mogućnost njihovog nastanka u prirodi.
- NA posljednjih godina otkrivena je sposobnost bakterija za anaerobnu oksidaciju amonijaka. Ovaj proces, nazvan "anammox" (Ap-attoh), igra važnu ulogu u pročišćavanju Otpadne vode. Bakterije koje ga provode pripadaju skupini planktomista. (Napomena re
BAKTERIJE NITRIFIJER
pretvaraju amonijak i amonijeve soli u soli dušične kiseline – nitrati: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i vodenim tijelima.
TSB. Suvremeni objašnjavajući rječnik, TSB. 2003
Također pogledajte tumačenja, sinonime, značenje riječi i što je NITRIFIER BAKTERIJA na ruskom u rječnicima, enciklopedijama i referentnim knjigama:
- BAKTERIJE NITRIFIJER
pretvaraju amonijak i amonijeve soli u soli dušične kiseline – nitrati: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i... - BAKTERIJE NITRIFIJER
bakterije, bakterije koje pretvaraju amonijak i amonijeve soli u nitrate; aerobni, gram-negativni, pokretni (imaju flagele); žive u tlu i vodi. … - BAKTERIJE u Enciklopediji biologije:
, mikroskopski, obično jednostanični organizmi, koje karakterizira odsutnost formirane jezgre (vidi prokariote). Distribuirano posvuda: u tlu, vodi, zraku,... - BAKTERIJE u Velikom enciklopedijskom rječniku:
(od grč. bakterion - štap) skupina mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama. Pripadaju "prednuklearnim" oblicima - prokariotima. Osnova moderne klasifikacije ... - BAKTERIJE u velikom Sovjetska enciklopedija, TSB:
(grč. bakterion - štapić), velika skupina (vrsta) mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama sa staničnom stijenkom, koji sadrže puno deoksiribonukleinske kiseline (DNK), koji imaju ... - BAKTERIJE
- BAKTERIJE u Modernom enciklopedijskom rječniku:
(od grčkog bakterion - štapić), skupina mikroskopskih pretežno jednostaničnih organizama. Imaju staničnu stijenku, ali nemaju dobro definiranu jezgru. Rasplod… - BAKTERIJE u Enciklopedijskom rječniku:
[od starogrčkog (pal (och) ka)] niži jednostanični biljni organizmi, vidljivi samo pod mikroskopom. široko rasprostranjen u prirodi (uzrokuje truljenje, fermentaciju... - NITRIFITOR
DUŠIČNE BAKTERIJE, pretvaraju amonijak i amonijeve soli u soli dušične kiseline – nitrati: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i... - BAKTERIJE u Velikom ruskom enciklopedijskom rječniku:
BAKTERIJE (od grč. bakt; rion - štapić), mikroskopska skupina, pretežito. jednostanični organizmi. Pripadaju "prednuklearnim" oblicima - prokariotima. Ovisno o … - BAKTERIJE
- BAKTERIJE u Collierovom rječniku:
opsežna skupina jednostaničnih mikroorganizama koje karakterizira odsutnost stanične jezgre okružene membranom. Međutim, genetski materijal bakterije (deoksiribonukleinska kiselina ili DNK) ... - BAKTERIJE u Novom rječniku stranih riječi:
((gr. bakteria fall (points) ka) skupina (vrsta) mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama koji imaju staničnu stijenku, ali nemaju formiranu jezgru (njegova uloga... - BAKTERIJE u Rječniku stranih izraza:
[skupina (vrsta) mikroskopski, preimusch. jednostanični organizmi koji imaju staničnu stijenku, ali nemaju formaliziranu jezgru (njegovu ulogu igra molekula deoksiribonukleinske kiseline ... - BAKTERIJE u Novom objašnjavajućem i derivacijskom rječniku ruskog jezika Efremova:
pl. Jednostanični… - BAKTERIJE u Rječniku ruskog jezika Lopatin:
bakterija, -th, jedinica -`eria, ... - BAKTERIJE u Kompletnom pravopisnom rječniku ruskog jezika:
bakterija, -th, jedinica -eriya, ... - BAKTERIJE u pravopisnom rječniku:
bakterija, -th, jedinica -`eria, ... - BAKTERIJE u modernom objašnjavajući rječnik, TSB:
(od grč. bakterion - štapić), skupina mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama. Pripadaju "prednuklearnim" oblicima - prokariotima. Osnova moderne klasifikacije ... - BAKTERIJE u objašnjavajućem rječniku Efremove:
bakterije pl. Jednostanični… - BAKTERIJE u Novom rječniku ruskog jezika Efremova:
pl. Jednostanični… - BAKTERIJE u Velikom modernom objašnjavajućem rječniku ruskog jezika:
pl. Jednostanični… - BAKTERIJE: BAKTERIJE I BOLESTI u Collierovom rječniku.
- MIKROORGANIZAM NITRIFIKATOR u medicinskom smislu:
(sin. nitrificirajuće bakterije) aerobno tlo M., što uzrokuje oksidaciju amonijaka i amonijevih soli u nitrite, a nitrita u nitrate uz oslobađanje ... - NITRIFIKATOR BAKTERIJA u medicinskom smislu:
vidi Mikroorganizmi... - KROMOGENE BAKTERIJE
tvoreći različite tvari za bojenje ili pigmente, zbog čega su njihove nakupine u prirodi i umjetnim kulturama obojene u različite ... - BAKTERIJE SUMPORA u enciklopedijski rječnik Brockhaus i Eufron.
- SVIJETLE BAKTERIJE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
(fotogeni) - jedna od izvanrednih fizioloških skupina među bakterijama. Oni su uzrok sjaja, inače fosforescencije, mrtvih stanovnika mora riba, rakova i... - KROMOGENE BAKTERIJE
? tvoreći različite tvari za bojenje ili pigmente, zbog čega se njihove nakupine u prirodi i umjetnim kulturama boje u ... - BAKTERIJE SUMPORA* u Enciklopediji Brockhausa i Efrona.
- SVIJETLE BAKTERIJE u Enciklopediji Brockhausa i Efrona:
(fotogeničan)? jedna od izvanrednih fizioloških skupina među bakterijama. Oni su? uzrok sjaja, inače fosforescencije, mrtvih stanovnika mora... - BAKTERIJE: GRAĐA I ŽIVOT BAKTERIJA u Collierovom rječniku:
Na članak BAKTERIJE Bakterije su mnogo manje od stanica višestaničnih biljaka i životinja. Njihova debljina je obično 0,5-2,0 mikrona, a dužina je ... - Kemosintetske bakterije u Enciklopediji biologije:
, koristiti energiju kemijske reakcije(oksidacija anorganske tvari u procesu disanja), kao izvor ugljika – ugljičnog dioksida. Nitrifikacijske bakterije pronađene u... - VINOGRADSKI SERGEJ NIKOLAJEVIČ u Kratkoj biografskoj enciklopediji:
Vinogradsky, Sergej Nikolajevič - poznati botaničar, bakteriolog. Rođen 1856. Školovao se na sveučilištima u Kijevu, St. Petersburgu, Strasbourgu i Zürichu. … - KEMOSINTEZA u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
(od kemo... i sinteza), točnije - kemolitoautotrofija, vrsta prehrane karakteristična za neke bakterije koje mogu apsorbirati CO2 kao jedini izvor ugljika... - METABOLIZAM u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
tvari, odnosno metabolizam, prirodni je red transformacije tvari i energije u živim sustavima koji je u osnovi života, usmjeren na ... - MIKROORGANIZMI u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
mikrobi, ogromna skupina pretežno jednostaničnih živih bića, koja se mogu razlikovati samo pod mikroskopom i organizirana jednostavnije od biljaka i životinja. Za M.... - AEROBI u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
aerobni organizmi (od aero ... i grčki bios - život), organizmi s aerobnim tipom disanja, odnosno sposobni za život i ...
Bakterije se nalaze čak i na najudaljenijim mjestima Arktičkog oceana od obale. B. L. Isachenko je otkrio nitrifikacijske, denitrifikacijske bakterije, kao i bakterije koje reduciraju sulfatne soli i asimiliraju atmosferski dušik (Azotobactvr i C1. pa, 51 ger1 aum) na dubini od 100 m s ukupnom dubinom mora od 180 m. Morski mikrobi se bolje razvijaju. kada se drži u vodi 2-3% natrijevog klorida.[ ...]
Nitrificirajuće bakterije mogu povećati potrebu za kisikom u BPK testovima, kao što je prikazano u jednadžbama (3.7) i (3.8). Na sreću, rast nitrificirajućih bakterija zaostaje za rastom mikroorganizama koji oksidiraju ugljične tvari. Nitrifikacija obično počinje nekoliko dana nakon petodnevnog razdoblja tijekom kojeg se utvrđuje BPK5 sirove otpadne vode. Efluent u postrojenja za pročišćavanje i vodu iz ribnjaka može pokazati znakove rane nitrifikacije ako uzorak ima relativno visoku populaciju nitrificirajućih bakterija. Ne postoji jedinstvena standardna metoda preporučena za sprječavanje nitrifikacije; međutim, inhibitori kao što je tiourea ili 2-kloro-6-triklorometilpiridin, primjenom specifičnih laboratorijskih postupaka, mogu se koristiti za; zaustavljanje stvaranja nitrata.[...]
Symbiont bakterije naseljavaju crijeva biljojeda; bakterijska mikroflora ljudskog crijeva uključena je u procese probave celuloze (biljnih vlakana). Ove bakterije također sintetiziraju neke vitamine. Nitrifikacijske bakterije - simbionti mahunarki - obogaćuju tlo dušikom.[ ...]
Bakterije prve faze nitrifikacije zastupljene su s četiri roda: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus i Nitrosospira. Od njih je najviše proučavana vrsta Nitrosomonas europaea, iako je dobivanje čistih kultura ovih mikroorganizama, kao i drugih nitrificirajućih kemoautotrofa, još uvijek prilično teško. Stanice N. europaea obično su ovalne (0,6-1,0 X 0,9-2,0 µm) i razmnožavaju se binarnom fisijom. Tijekom razvoja kultura u tekućem mediju uočavaju se pokretni oblici koji imaju jednu ili više flagela, te nepokretni zoogleji.[ ...]
Nitrificirajuće bakterije pripadaju skupini autotrofa koji dobivaju energiju iz kemijskih procesa koji se odvijaju s anorganskim spojevima, za razliku od fototrofa koji koriste svjetlosnu energiju, ili od heterotrofa koji apsorbiraju ugljik iz organskih spojeva. Denitrifikatori su heterotrofne bakterije; s nedostatkom kisika asimiliraju kisik nitrita i nitrata i koriste ga za oksidaciju organskih tvari. Nastali dušik se oslobađa u slobodnom obliku i vraća u atmosferu. Neke vrste mikroorganizama mogu reducirati nitrate u amonijak. Trenutno, u procesima kruženja dušika u prirodi, procesi denitrifikacije zaostaju za fiksacijom.[ ...]
Nitrifikacijske bakterije predstavljene su s dva glavna zida: Nitrosomosonas i Nitrobacter. Nitaste bakterije Sphaerotilus i Cladothrix gotovo su uvijek prisutne u većim ili manjim količinama u mulju.[...]
Nitrificirajuće bakterije rastu na jednostavnim mineralnim medijima koji sadrže supstrat koji se može oksidirati u obliku amonija ili nitrita i ugljičnog dioksida. Osim amonija, hidroksilamin i nitriti mogu biti izvor dušika u strukturnim procesima.[...]
Nitrifikacijske bakterije osjetljive su na prisutnost inhibitora u komunalnim otpadnim vodama (vidjeti dio 3.4.4). Inhibicija može dovesti do potrebe za promjenom oblika jednadžbe rasta i (ili) vrijednosti konstanti. Da bi se opisali takve situacije, postoji nekoliko novih formulacija jednadžbe rasta i uvedeni su novi parametri.[ ...]
Nitrificirajuće bakterije su dominantne u trećem reaktoru jer je u vodi ostalo malo organske tvari.[...]
Nitrifikacijske bakterije karakteriziraju niske stope rasta, što je povezano s niskim energetskim prinosom reakcija oksidacije amonijaka i nitrita. Spori rast takvih bakterija glavni je problem u nitrifikaciji u biološkim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda.[...]
Za adaptaciju nitrificirajućih bakterija faze I uzima se medij s amonij-magnezij fosfatom. Zatim se dodaje 1 ml/l vode koja sadrži nitrizomonas i malo ispitivane tvari.[ ...]
Xv,d ili Xdvt - organizmi koji nitrifikuju, dimenzija - masa (COD) / m3. Nitrificirajući organizmi odgovorni su za procese nitrifikacije otjecanja. U mnogim modelima pretpostavlja se da organizmi koji nitrificiraju oksidiraju amonij 3mn4 izravno u nitrat BN0.4, tj. ova skupina sadrži bakterije koje oksidiraju amonij i nitrit (često se nazivaju Mhosotopav i Nol;gobaer). [...]
Među bakterijama u tlu posebnu funkciju imaju nitrifikacijske (fiksirajuće) bakterije koje imaju važnu ulogu u kruženju dušika u prirodi. Bakterije fiksiraju 160-170 milijuna tona dušika godišnje.[ ...]
Kemoautotrofne nitrificirajuće bakterije široko su rasprostranjene u prirodi i nalaze se i u tlu i u raznim vodenim tijelima. Procesi koje provode mogu se odvijati u vrlo velikim razmjerima i bitni su u ciklusu dušika u prirodi. Prije se vjerovalo da djelovanje nitrifikatora uvijek pridonosi plodnosti tla, budući da pretvaraju amonij u nitrate, koje biljke lako apsorbiraju, a također povećavaju topljivost određenih minerala. Sada su se, međutim, pogledi na značaj nitrifikacije donekle promijenili. Prvo, pokazalo se da biljke asimiliraju amonijev dušik i da se amonijevi ioni bolje zadržavaju u tlu od nitrata. Drugo, stvaranje nitrata ponekad dovodi do nepoželjnog zakiseljavanja medija. Treće, nitrati se mogu reducirati kao rezultat denitrifikacije u N2, što dovodi do iscrpljivanja dušika u tlu.[ ...]
Osjetljivost nitrificirajućih bakterija na organske tvari karakteristična je samo za tekuće kulture, odnosno kada se te bakterije uzgajaju na tekućim hranjivim podlogama ili kada se razvijaju u rezervoarima i potocima. S njihovim razvojem u tlu, sličan fenomen se ne opaža. To se objašnjava činjenicom da je nitrifikacija inhibirana prisutnošću samo organske tvari topive u vodi koja može prodrijeti u stanice nitrificirajućih bakterija. Takvih tvari u tlu nema u velikim količinama.[ ...]
Poznavajući brzinu rasta nitrifikacijskih bakterija /Nobl,A,exp, moguće je iz izraza (6.3) odrediti potrebnu starost mulja, a iz izraza (6.2) potreban volumen reaktora za nitrifikaciju.[ ...]
Kao i sve druge vrste bakterija, nitrifikacijske bakterije su posebno osjetljive na nagle promjene temperature (slika 3.8). Ako temperatura raste brzo (za nekoliko sati), tada je porast brzine rasta sporiji nego što je predviđeno izračunom. Ali s naglim padom temperature, aktivnost, naprotiv, pada jače nego što slijedi iz Sl. 3.7. Koliko znamo, u termofilnim uvjetima (na 50-60 °C) ne dolazi do nitrifikacije.[ ...]
Indeks "A" odnosi se na nitrificirajuće bakterije, indeks "ukupno" - na ukupnu biomasu.[ ...]
Hv,A,1 = 0 (vrlo malo nitrificirajućih bakterija u otpadnoj vodi može doseći koncentraciju od 0,1-1 g/m3).[ ...]
Za razliku od većine nitrificirajućih bakterija, kao i nekih tionskih bakterija, svi poznati predstavnici vodikovih bakterija dobro rastu na organskim medijima u odsutnosti molekularnog vodika. Pri čemu organski spojevi služe kao energetski supstrati za njih i glavni izvori ugljika.[ ...]
Podaci o nitrificirajućim bakterijama kao što su Nitrospina gracilis i Nitrococcus mobilis još uvijek su vrlo ograničeni. Prema dostupnim opisima, stanice N. gracilis su štapićaste (0,3-0,4 X 2,7-6,5 µm), ali su pronađeni i sferni oblici. Bakterije su nepokretne. Nasuprot tome, N. mobilis je pokretljiv. Njegove stanice su zaobljene, promjera oko 1,5 mikrona, s jednom ili dvije flagele.[ ...]
Na sl. 11.4 prikazuje promjene u udjelu nitrificirajućih bakterija u dva pilot postrojenja godišnje. Te su promjene uglavnom rezultat promjene u sastavu efluenta koji se isporučuje za tretman i inhibicije nitrificirajućih bakterija.[...]
Kemosintezu provode bezbojne bakterije. Proces kemosinteze otkrio je 1888. poznati mikrobiolog S. N. Vinogradsky u nitrificirajućim bakterijama. Nitrificirajuća bakterija Nitrosomonas oksidira NH3 u dušičnu kiselinu.[ ...]
Ove podudarnosti u razvoju aerobnih bakterija koje razgrađuju i nitrificiraju celulozu vjerojatno nisu slučajne. Posljednjih godina neki znanstvenici (E.F. Berezova) proučavaju odnos između nitrificirajućih i bakterija koje razgrađuju celulozu te imaju podatke o sposobnosti bakterija koje razgrađuju celulozu da denitrificiraju. U budućnosti je potrebno detaljnije proučiti procese nitrifikacije i razgradnje celuloze u tlima očišćenih površina.[ ...]
Svaki gram mulja sadrži približno: a) od 100 tisuća do 1 milijun bakterija koje reduciraju sulfate; b) od 10 do 100 tisuća tionskih bakterija; c) oko 1000 nitrificirajućih bakterija; d) od 10 do 100 tisuća denitrificirajućih bakterija; e) oko 100 anaerobnih i aerobnih razarača vlakana.[ ...]
Procesi oksidacije amonijaka i dušične kiseline nazivaju se nitrifikacija, a bakterije nitrifikatori ili nitrifikatori. Za normalan tijek procesa nitrifikacije potrebna je određena pH vrijednost. Prva faza ima optimalni pH od 8,5, a druga - 8,3-9,3. Dušične i dušične kiseline nastale tijekom nitrifikacije mogu uzrokovati uništavanje podvodnih betonskih konstrukcija.[ ...]
Zaključno, treba napomenuti da su rezultati eksperimenata za određivanje toksičnosti za saprofitne i nitrifikacijske bakterije bilo koje tvari koja je dio industrijskih otpadnih voda polazni materijal za studije za utvrđivanje MPC-a. za biokemijsku procjenu.[...]
U radu šumske pokusne stanice bilo je slučajeva kada je bilo moguće potaknuti nitrifikaciju u humusu cijepljenjem tla nitrifikacijskim bakterijama. Šumske biljke nakon takve inokulacije počele su se bolje razvijati, tvoreći dobro razvijen korijenski sustav. Naravno, nije moguće potaknuti proces nitrifikacije inokulacijom nitratnih bakterija ni u jednom tlu, već samo u onom gdje su uvjeti za taj proces manje-više povoljni, a same bakterije još uvijek nema.[... ]
Amonijak se u prirodnim vodama nalazi uglavnom u obliku amonijevog iona - NH"; postupno se oksidira kao rezultat nitrificirajućeg djelovanja bakterija u nitrit - N0, a zatim nitrat - N0 ione. Amonijak nastaje uglavnom tijekom biokemijskih procesa događa uz sudjelovanje bakterija i enzima, uzrokujući hidrolitičko cijepanje krajnjeg produkta razgradnje proteinskih tvari - aminokiselina. U nepotpunoj razgradnji proteinskih tvari amonijeva skupina ostaje u sastavu složenih spojeva koji su u koloidnom stanje (albuminoidni dušik). Djelomični MH-ion može nastati i tijekom redukcije nitrata i nitrita u močvarnim vodama koje sadrže veliki broj humata, isti se ioni mogu reducirati sumporovodikom, željeznim željezom itd. Sadržaj amonijaka u prirodnim vodama obično ne prelazi desetinke miligrama (ponekad i do 1 mg) po litri, u rijetkim slučajevima, u prisustvu biološkog onečišćenja, njegova koncentracija je veća. ...]
S. N. Vinogradsky odigrao je važnu ulogu u razvoju mikrobiologije. Proučavao je bakterije sumpora (1887.), bakterije željeza (1888.) i nitrificirajuće bakterije (1890.), čija su istraživanja dala važne rezultate. znanstvena vrijednost. Te su bakterije imale sposobnost da se razvijaju na podlogama koje nisu sadržavale organske tvari i da sintetiziraju sastavne dijelove svog tijela na račun ugljika ugljične kiseline. Te bakterije dobivaju potrebnu energiju zbog biokemijskih procesa koji nastaju tijekom oksidacije dušika amonijevih soli u nitrite i nitrate ili zbog oksidacije željeznog željeza u feri. Takav osebujan proces sinteze organske tvari iz ugljične kiseline i vode naziva se kemosinteza. Ovo je bilo najveće otkriće u području fiziologije mikroorganizama.[...]
Među onečišćenjima otpadnih voda koje sadrže dušik, amonijak je jedan od najopasnijih. Glavni je izvor hrane za nitrificirajuće bakterije; povećanjem pH pridonosi vitalnoj aktivnosti potonjeg. Biološka oksidacija amonijaka troši najveću količinu kisika. Dakle, prema podacima, potrošnja kisika je 4,57 kg/kg amonijaka, 1,14 kg/kg nitrita i 2,67 kg/kg ugljikovodika.[ ...]
Ovo je najčešće korišteni pristup i ima sljedeću razlikovnu značajku: ne uzima u obzir ni sadržaj amonija u efluentu ni koncentraciju nitrificirajućih bakterija u mulju.[...]
Na aerobna oksidacija učinak čišćenja doseže 95-98 . Pročišćavanje organski onečišćene otpadne vode završava nitrifikacijom i denitrifikacijom pod utjecajem posebnih bakterija. Nitrifikacija se sastoji u tome da se ašunijeve soli nastale u otpadnim vodama, kao rezultat vitalne aktivnosti nitrificirajućih bakterija, oksidiraju prvo u nitrite, a zatim u nitrate.[...]
Jedna od modificiranih metoda projektiranja temelji se na parametru kao što je starost aerobnog mulja. U ovom slučaju fokus je na uvjetima potrebnim za razvoj nitrificirajućih bakterija u reaktoru. Međutim, glavni projektni parametri i dalje su sadržaj organske tvari u otpadnoj vodi i ukupna masa mulja.[ ...]
U praksi nitrifikaciju provodi vrlo ograničena skupina autotrofnih mikroorganizama. Proces se odvija u dvije faze. U prvom koraku, amonij se oksidira u nitrit pomoću bakterije koja se često naziva Na(;hosotopaza. Nitrit se zatim oksidira u nitrat od strane druge skupine bakterija, često naziva 1>Thorobacter. Značajan broj različitih nitrificirajućih mikroorganizama je uključene u procese pročišćavanja otpadnih voda. Međutim, one nitrificirajuće bakterije, koje su identificirane pomoću DNK sondi, očito se po svojoj aktivnosti ne razlikuju previše od poznatih bakterija Ghosotopases i IHI;roba;er. Dakle, s inženjerskog stajališta, nitrifikacija se može smatrati dvostupanjskim procesom, s dobro poznatom stehiometrijom i kinetikom, koji uključuje dvije skupine bakterija.[ ...]
Koncentracija aktivnog mulja može se mjeriti u kg SS/m3, kg BVB/m3 ili kg COD(B)/m3. U svakom slučaju, dimenzija mora biti naznačena. Pod BVB, na primjer, može značiti ukupni BVB u mulju, ili sadržaj nitrificirajućih bakterija u mulju, mjeren u BVB jedinicama, ili sadržaj denitrifikacijskih bakterija, itd. Međutim, ako je X2 koncentracija aktivne biomase (žive bakterije), tada odgovarajuće brzine reakcije moraju imati istu dimenziju u nazivniku.[ ...]
Vjerojatno najčešći problem vezan uz pročišćavanje kućnih otpadnih voda je prekomjerno prozračivanje koje dovodi do bubrenja aktivnog mulja. Kada struktura radi pri projektiranom opterećenju, nitrifikacijske bakterije u aerotanku mogu pretvoriti amonijačni dušik u nitrat. Tijekom naknadnog taloženja u sekundarnom taložniku, nitrati mogu poslužiti kao izvor kisika u anaerobnim uvjetima; u tom slučaju se oslobađa dušik, što dovodi do plutanja pahuljica aktivnog mulja. Najbolje rješenje za ovaj problem je povećanje ispuštanja mulja, što dovodi do smanjenja populacije nitrificirajućih bakterija, i smanjenje dovoda zraka kako bi se smanjila koncentracija otopljenog kisika, pod uvjetom da ove mjere kontrole ne uzrokuju smanjenje učinkovitosti smanjenje MIC-a.[...]
Mikrobiološka istraživanja su pokazala da je ova tehnologija biotretiranja uljnog mulja dovela do pojave i daljnjeg povećanja broja aerobnih mikroorganizama koji uništavaju celulozu i nitrificirajućih bakterija. Poznato je da su aerobni mikroorganizmi koji uništavaju celulozu i nitrificirajuće bakterije najosjetljiviji na onečišćenje tla uljem i dugo doživljavaju njegov inhibitorni učinak, reagirajući na to smanjenjem broja mikrobnih stanica (Ismailov, 1968). Uočeno povećanje broja aerobnih mikroorganizama koji uništavaju celulozu i nitrificirajućih bakterija dodatni je dokaz da je talog krutog ulja očišćen od nafte i naftnih derivata.[...]
Sudbina mikroba adsorbiranih u tlu može biti dvojaka: oni ili prežive i dio su trajnog mikrobnog kompleksa kao aktivni sudionici mikrobnih procesa, ili umiru. Većina bakterija adsorbiranih u tlu su saprofiti. Nakon što prođe početna faza mineralizacije organske tvari i započne proces nitrifikacije, u aktivnom sloju tla intenzivno se razvijaju prototrofi, uglavnom nitrifikatori. Broj nitrificirajućih bakterija u poljima filtracije je 100 puta veći nego u običnom kultiviranom tlu.[ ...]
Tvari koje sadrže dušik (proteini, na primjer) prolaze kroz proces amonifikacije povezan s stvaranjem amonijaka, a zatim amonijevih soli, dostupnih u ionskom obliku za asimilaciju od strane biljaka. Međutim, dio amonijaka pod utjecajem nitrificirajućih bakterija prolazi kroz nitrifikaciju, tj. oksidira prvo u dušičnu, zatim u dušičnu kiselinu, a zatim, kada potonja stupi u interakciju s bazama tla, nastaju soli dušične kiseline. Svaki proces uključuje određenu skupinu bakterija. U anaerobnim uvjetima, soli dušične kiseline podliježu denitrifikaciji s stvaranjem slobodnog dušika.[...]
Složeniji je ciklus dušika (slika 218), čiji je najveći rezervoar atmosfera (oko 80%). Budući da većina biljaka i životinja ne može koristiti atmosferski dušik (N3), bakterije koje fiksiraju dušik tla, korijenski sustav mahunarki i cijanobakterije pretvaraju ga u nitrit (M02), a zatim u nitrat (N0,). Taj se proces naziva nitrifikacija. Biljke obnavljaju nitrate, odnosno apsorbiraju dušik i sintetiziraju proteine. Kruženje dušika nadalje se sastoji od mikroorganizama u tlu koji razgrađuju životinjski otpad i mrtve organizme, oslobađajući amonij, koji se nitrificirajućim bakterijama pretvara u topive nitratne soli koje se koriste u proizvodnji biljnih proteina. Kao rezultat jedenja biljaka od strane biljojeda, biljni proteini u njihovom tijelu pretvaraju se u životinje.[ ...]
Tijekom pokusa korištene su mikrobiološke metode istraživanja: određivanje broja stanica metodom Koch ploče; određivanje mikrobne biomase u tekućem mineralnom mediju pomoću membranskih filtera; određivanje broja nitrificirajućih bakterija i aerobnih mikroorganizama koji uništavaju celulozu konvencionalnim metodama inokulacijom na odgovarajuće podloge (mediji Winogradsky i Getchinson).[ ...]
Dugotrajno izlaganje ulja tlu dovodi do promjena u mikrobiološkim svojstvima tla. Postoje specijalizirani oblici mikroorganizama sposobnih za oksidaciju krutih parafina, plinovitih ugljikovodika, aromatskih ugljikovodika; to su bakterije iz rodova Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Nocardia, Pseudomonas, Rhodococcus, sporogeni kvasci iz rodova Candida, Cryptococcus, Rhodotorula, Rhodosporidium, SporoboJomyces, Totulopsis, Trichosporon. Zagađenje uljem utječe na broj aktinomiceta, gljivica, a najmanje osjetljive gljive su Rhizopus nigricans, Fusarium moniliforme, Aspergillus flavus i A. ustus. Nitrifikacijske bakterije su osjetljive na ulje. U prisutnosti značajnih količina ulja potiskuje se razvoj celulolitičkih mikroorganizama. Zelene i žuto-zelene alge su vrlo osjetljive na ulje.[ ...]
Već u prvim radovima s nitrifikatorom Vinogradsky je primijetio da je prisutnost organskih tvari u mediju, poput peptona, glukoze, uree, glicerina i dr., nepovoljna za njihov rast.Negativan učinak organskih tvari na kemoautotrofne nitrifikacijske bakterije više puta zabilježen u budućnosti. Postojalo je čak i mišljenje da su ti mikroorganizmi općenito nesposobni koristiti egzogene organske spojeve. Stoga su se počeli zvati "obvezni autotrofi". Međutim, nedavno se pokazalo da su te bakterije sposobne koristiti neke organske spojeve, ali su njihove mogućnosti ograničene. Tako je zabilježen stimulativni učinak na rast Nitro-bacter u prisutnosti autolizata kvasca nitrita, piridoksina, glutamata i serina, ako se dodaju u medij u niskoj koncentraciji. Također je poznato da Nitrobacter polako oksidira format. Ugradnja 14C iz acetata, piruvata, sukcinata i nekih aminokiselina, uglavnom u proteinsku frakciju, pronađena je kada su ti supstrati dodani suspenzijama stanica Nitrosomonas europaea. Za Nitrosocystis oceanus utvrđena je ograničena asimilacija glukoze, piruvata, glutamata i alanina. Postoje dokazi o upotrebi 14C-acetata od strane Nitrosolobus multiformis.[ ...]
Model je primijenjen na sustav od četiri perfektno miješana reaktora u nizu, koji tretiraju komunalne otpadne vode. Pretpostavljeno je da je biofilm debljine 3 mm ravnomjerno raspoređen na sva četiri reaktora. U prvom reaktoru ne dolazi do nitrifikacije, budući da nitrificirajuće bakterije istiskuju heterotrofni organizmi. U kasnijim reaktorima, nitrificirajuće bakterije mogu se natjecati s heterotrofnim organizmima, au tim se reaktorima nitrifikacija događa niskim stopama koje se mogu izračunati. Izračunata prostorna raspodjela heterotrofnih i nitrifikacijskih bakterija prikazana je na sl. 11.1. Naznačene su prostorne brzine reakcije.[ ...]
Izluženi černozemi zauzimaju 14% ukupne površine Republike Baškortostan. Bogatstvo tla organskom tvari u kombinaciji s mehaničkim sastavom osigurava visoku, maksimalnu higroskopnost. Postoji relativno visok udio silicija i sumpora, a blago smanjen udio kalcija, natrija i magnezija. Omjer C;N ukazuje na obogaćivanje humusa dušikom. Izluženi černozemi nedovoljno su opskrbljeni pokretnim oblicima mangana, kobalta, molibdena, cinka i bakra. Odlikuje ih visoka mikrobiološka aktivnost, dominiraju bakterije koje tvore spore koje sudjeluju u procesima mineralizacije organskih tvari. Ovdje su također raširene nitrifikacijske i afluksirajuće bakterije.
