Ove bakterije se svrstavaju u skupinu aerobnih kemolitotrofnih bakterija i srodnih organizama (skupina 12 prema Bergeyevom vodiču za bakterije). Sve nitrifikacijske bakterije podijeljene su u dva dijela - A (bakterije koje oksidiraju nitrit) i B (bakterije koje oksidiraju amonijak). To su gram-negativne bakterije, vrlo raznolikog oblika (štapićaste, kokoidne, uvijene), mogu biti pokretne zbog prisutnosti flagela ili nepokretne.
Nitrifikacija je proces pretvaranja amonija u nitrat, koji se odvija u dvije faze. Nitrifikacijske bakterije koriste amonijev ion (Nitrosobacteria) ili nitrit (Nitrobacteria) kao donor elektrona za pojavu redoks reakcija, uključujući i proces disanja (Tablica 1).
stol 1
Mikroorganizmi uključeni u procese nitrifikacije
|
nitrifikacija |
Tekući procesi |
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 faza zahtijeva sudjelovanje strogo definiranih nitrifikacijskih bakterija. Nijedan od nitrifikatora nije sposoban provesti obje faze procesa.
Nitrifikacijske bakterije su široko rasprostranjene u tlima, morskim i svježa voda; igraju važnu ulogu u procesima pročišćavanja otpadnih voda.
3.5. Arhebakterije
Arhebakterije (skupine 31-35 prema Bergeyjevom vodiču kroz bakterije) su najstarije bakterije koje često žive u ekstremnim uvjetima(u vrućim sumpornim izvorima, slanim jezerima, slanim ili alkalnim tlima, itd.). Neke su arhebakterije simbionti u probavnom traktu životinja.
Ovi mikroorganizmi imaju jedinstvenu strukturu genetskog materijala, stanične stijenke, citoplazmatske membrane i klasificirani su kao zasebna kategorija Mendosicutes. Razlikuju se od eubakterija:
- prema sastavu stanične stijenke (ne sadrži peptidoglikan, umjesto njega 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 arhebakterijski geni sadrže introne, što nije tipično za druge bakterije.
Arhebakterije se dijele u sljedeće skupine:
Metanogene arhebakterije – kao rezultat vitalne aktivnosti stvaraju metan, H2 se koristi kao donor elektrona. Bakterije koje proizvode metan razlikuju se po obliku; među njima ima kokija ( metanokoksp.), štapići ( Methanobacteriumsp.), spirila i drugi oblici. Predstavnici ove skupine su strogi anaerobi i gram-varijabilni. Među njima postoje mezofili i termofili. Na primjer, za predstavnike roda Methanothermus optimalna temperatura rasta je 83-88 o C.
Arhebakterije koje reduciraju sulfat (na primjer, predstavnici roda Arheoglobus) – gram-negativne bakterije, kokoidne, mogu biti nepravilnog oblika. Strogi anaerobi. Tijekom metabolizma SO 4 2- se reducira u H 2 S.
Izrazito halofilne bakterije (halobakterije) – rastu pri visokim koncentracijama soli. Predstavljeni su kokima ili šipkama nepravilnog oblika; gram-varijabla. Aerobi. Rastu pri koncentraciji NaCl od najmanje 1,5 M (optimalno - 2-4 M). Prirodno se nalazi u slanim jezerima, slanim tlima ( Halobacteriumsp., 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) – polimorfne gram-negativne bakterije, fakultativni anaerobi. Oni su obligatni termofili (optimalna temperatura rasta 45-67 o C) i acidofili (rastu pri pH 0,5-4,5).
Ekstremni termofili i hipertermofili koji metaboliziraju sumpor imaju stanice raznih oblika. Među njima postoje i aerobi i anaerobi. 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 za rast ovih bakterija je 70-105 0 C. Žive u sumpornim toplim izvorima i područjima oko podvodnih vulkana. Najpoznatiji predstavnici rodova Sulfolobus(aerobi), Thermofilum, Desulfurococcus, Pyrococcus (strogi anaerobi ). Posebno treba istaknuti bakterije roda Pyrodictium, koji su sposobni rasti u temperaturnom rasponu od 80-110 o C, a optimalna temperatura za njih je 105 o C .
S. N. Vinogradsky utvrdio je da postoje dvije skupine nitrifikatora: jedan provodi oksidaciju amonijaka u dušična kiselina(NH+4 > NO-2) je prva faza nitrifikacije, druga je oksidacija dušične kiseline u dušičnu kiselinu (NO-2 > NO-3) je druga faza nitrifikacije.
Predstavnici obje skupine klasificirani su kao obitelj Nitrobacteriaceae. To su jednostanične gram-negativne bakterije. Među nitrifikacijskim bakterijama postoje štapićaste stanice, eliptične, sferične, zavijene i režnjeve, pleomorfne. Dimenzije stanice se kreću od 0,3 do 1 µm u širinu i od 1 do 3 µm u duljinu. Postoje pokretni i stacionarni oblici s polarnim, subpolarna i peritrihalna flagelacija. Nitrifikacijske bakterije razmnožavaju se uglavnom diobom. osim Nitrobacter, za koju je karakteristično pupanje. 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 membranama fotosintetskih ljubičastih bakterija.
Bakterije prve faze nitrifikacije predstavljene su sljedećim rodovima: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus I Nitrosovibrio.
Najtemeljitije proučen do danas Nitrosomonas europaea(Sl. 1, A). Sastoji se od kratkih ovalnih štapića veličine 0,8-1 x 1-2 mikrona. U tekućoj kulturi stanica Nitrosomonas prolaze kroz niz razvojnih faza. Dvije glavne predstavljene su pokretnom formom i nepokretnom zoogleom. Pokretni oblik ima subpolarni bič ili snop bičeva.
Opisani su i predstavnici drugih rodova bakterija koji uzrokuju prvu fazu nitrifikacije. Drugu fazu nitrifikacije provode predstavnici rodova Nitrobacter, Nitrospira I Nitrococcus.Najveći broj istraživanje provedeno sa Nitrobacter winogradskyi(Sl. 1, B), međutim, opisane su i druge vrste (npr. Nitrobacter agilis). Stanice Nitrobacter imaju izdužen, klinast ili kruškolik oblik, uži kraj je često zakrivljen u kljun, veličine stanica su 0,6--0,8 x 1--2 mikrona. Tijekom pupanja, stanica kćer je obično pokretna, jer ima jedan polarni flagelum. Poznata je izmjena pokretnih i nepokretnih faza u razvojnom ciklusu.
Riža. 1. 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 koje sadrže amonijak ili nitrite (supstrati koji mogu oksidirati) i ugljični dioksid (glavni izvor ugljika). Izvori dušika za ove organizme su amonijak, hidroksilamin i nitriti.
Nitrifikacijske bakterije razvijaju se pri pH 6,0-8,6, optimalna reakcija okoline je pH 7,5-8,0. Pri 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 na temperaturu pokazalo je da neke od njih imaju optimalan razvoj na 26 °C ili oko 40 °C, druge mogu rasti prilično brzo na 4 °C.
Nitrifikatori su obvezni aerobi. Koristeći atmosferski kisik, oksidiraju amonijak u dušikastu kiselinu (prva faza nitrifikacije):
NH+4 + 3/2O2 > NO2- + H2O + 2H+
a zatim dušična kiselina u dušičnu kiselinu (druga faza nitrifikacije):
NO2 - + 1/2O2 > NO3 -
Posljedično, amonijak - otpadni produkt amonificirajućih bakterija - koristi se za proizvodnju energije Nitrosomonas, a nitriti nastali tijekom životnih procesa potonjih služe kao izvor energije za Nitrobacter.
Prema moderne ideje, proces nitrifikacije odvija se na citoplazmatskoj i intracitoplazmatskoj membrani i odvija se u nekoliko faza. Prvi produkt oksidacije amonijaka je hidroksilamin, zatim se pretvara u nitroksid (NOH) ili peroksonitrit (ONOOH), a potonji se dalje pretvara u nitrit i nitrit u nitrate. Cijeli proces nitrifikacije ilustriran je sljedećim dijagramom:
Nitroksil, poput hidroksilamina, očito može dimerizirati u hiponitrit ili se pretvoriti u dušikov oksid N2O, nusprodukt nitrifikacije. Uz prvu reakciju (stvaranje hidroksilamina iz amonija), sve daljnje transformacije praćene su sintezom visokoenergetskih veza u obliku ATP-a.
Nitrifikatori fiksiraju CO2 kroz reduktivni pentozofosfatni ciklus (Calvinov ciklus). Kao rezultat naknadnih reakcija nastaju ne samo ugljikohidrati, već i drugi spojevi važni za bakterije - proteini, nukleinske kiseline, masti itd.
Dugo su vremena nitrifikacijske bakterije bile klasificirane kao obvezni kemolitoautotrofi. Kasnije su dobiveni podaci o sposobnosti ovih bakterija da koriste određene organske tvari. Dakle, zabilježen je stimulirajući učinak na rast Nitrobacter nitrit, autolizat kvasca, piridoksin, glutaminska kiselina i serin. Vjeruje se da neke nitrificirajuće bakterije imaju sposobnost prijelaza s autotrofne na heterotrofnu prehranu. Međutim, nitrifikatori ne rastu na običnim hranjivim medijima, budući da su velike količine lako probavljive organska tvar sadržano u takvim sredinama usporava njihov razvoj. Međutim, u prirodi se takve bakterije dobro razvijaju u černozemu, gnoju, kompostima, tj. Na mjestima gdje ima puno organske tvari.
Ova se kontradikcija pokazuje beznačajnom ako usporedimo količinu ugljika koji se lako oksidira u tlu s koncentracijama organske tvari koje nitrifikatori moraju podnijeti u usjevima. Dakle, organska tvar tla predstavljena je uglavnom humusnim tvarima, 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 nailaze na velike količine lako probavljive organske tvari u tlu.
Akumulacija nitrata događa se različitim brzinama u različitim tlima. Što je tlo bogatije, to je više spojeva dušična kiselina može se akumulirati. Postoji metoda za određivanje dušika dostupnog biljkama u tlu na temelju njegove sposobnosti nitrifikacije. Stoga se intenzitet nitrifikacije može koristiti za karakterizaciju agronomskih svojstava tla.
U isto vrijeme, tijekom nitrifikacije, samo pretvaranje jedne biljne hranjive tvari - amonijaka - u drugi oblik - dušičnu kiselinu. Nitrati, međutim, imaju neka nepoželjna svojstva. Dok tlo apsorbira amonijev ion, soli dušične kiseline lako se ispiru iz njega. Osim toga, nitrati se smanjuju kao rezultat denitrifikacije u N2, što također iscrpljuje rezerve dušika u tlu. Sve navedeno značajno smanjuje stopu iskorištenja nitrata od strane biljaka.
U biljnom organizmu soli dušične kiseline moraju se reducirati prije nego što se uključe u sintezu, za što je potrebna energija. Amonij se koristi izravno. S tim u vezi, znanstvenici su postavili pitanje mogućnosti umjetnog smanjenja intenziteta nitrifikacije pomoću specifičnih inhibitora koji suzbijaju aktivnost nitrificirajućih bakterija i bezopasni su za druge organizme. Već su predloženi brojni industrijski pripravci inhibitora nitrifikacije (2-kloro-6-(triklorometil)-piridin, nitropirin, itd.) sintetizirani na bazi piridina. Inhibitori nitrifikacije suzbijaju samo prvu fazu nitrifikacije, a ne utječu na drugu, kao ni na heterotrofnu nitrifikaciju. Primjenom inhibitora nitrifikacije (nitropirina) učinkovitost dušičnih gnojiva povećava se od 50 do 80%.
Heterotrofna nitrifikacija
Heterotrofna nitrifikacija. Neki heterotrofni mikroorganizmi također su sposobni za nitrifikaciju. Tu spadaju bakterije iz rodova Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia te pojedine vrste gljiva iz rodova Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Utvrdio to Arthrobacter sp. u prisutnosti organskih supstrata uzrokuje oksidaciju amonijaka u hidroksilamin, a zatim nitrit i nitrat. Neke bakterije uzrokuju nitrifikaciju 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 navedene organizmi.
Heterotrofna nitrifikacija događa se u prirodnim uvjetima (tla, rezervoari i drugi supstrati). Može dobiti dominantnu važnost, posebno u netipičnim uvjetima (na primjer, s visokim sadržajem 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 toksičnih tvari, spojeva s kancerogenim i mutagenim te kemoterapijskim djelovanjem.
Budući da su neki od navedenih spojeva štetni za ljude i životinje čak iu relativno niskim koncentracijama, pomno se proučava mogućnost njihovog nastanka u prirodi.
Amonijak, koji nastaje u tlu, gnoju i vodi tijekom razgradnje organske tvari, brzo se oksidira u nitratnu, a potom nitratnu kiselinu. Taj se proces naziva nitrifikacija.
Sve do sredine 19. stoljeća, točnije prije rada L. Pasteura, pojava stvaranja nitrata objašnjavana je kao kemijska reakcija oksidacije amonijaka atmosferskim kisikom, a pretpostavljalo se da tlo ima ulogu katalizatora. u ovom procesu. L. Pasteur je predložio da je stvaranje nitrata mikrobiološki proces. Prve eksperimentalne dokaze njegove hipoteze dobili su T. Schlesing i A. Münz 1879. Istraživači su otpadnu vodu propustili kroz dugačak stup pijeska i CaCO 3 . Tijekom filtracije postupno je nestajao amonijak i pojavljivali su se nitrati. Zagrijavanje kolone ili dodavanje antiseptika zaustavilo je oksidaciju amonijaka.
Međutim, niti spomenuti istraživači niti 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 neuspjehe 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 utvrdio je da postoje dvije skupine nitrifikatora: jedan provodi oksidaciju amonijaka u nitratnu kiselinu (NHJ-? N0 2) - prva faza nitrifikacije, drugi - oksidaciju dušikaste kiseline u dušičnu kiselinu (NOj-? NOj) -
druga faza nitrifikacije.
Predstavnici obje skupine klasificirani su kao obitelj Nitrobacteriaceae. To su jednostanične gram-negativne bakterije. Među nitrifikacijskim bakterijama postoje štapićaste stanice, eliptične, sferične, zavijene i režnjeve, 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 polarnom, subpolarnom i peritrihalnom flagelacijom.
Nitrifikacijske bakterije razmnožavaju se uglavnom diobom, s izuzetkom Nitrobacter, za koju je karakteristično pupanje. 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 membranama fotosintetskih ljubičastih bakterija.
Bakterije prve faze nitrifikacije predstavljene su sljedećim rodovima: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus I Nitrozo-vibrio. Najtemeljitije proučen do danas Nitrosomonas europaea(Sl. 42, A). Sastoji se od kratkih ovalnih štapića veličine 0,8-1 x 1-2 mikrona. U tekućoj kulturi stanica Nitrosomonas prolaze kroz niz razvojnih faza. Dvije glavne predstavljene su pokretnom formom i nepokretnom zoogleom. Pokretni oblik ima subpolarni bič ili snop bičeva.
Opisani su i predstavnici drugih rodova bakterija koji uzrokuju prvu fazu nitrifikacije.
Drugu fazu nitrifikacije provode predstavnici rodova Nitrobacter, Nitrospira I Nitrococcus. Najveći broj istraživanja proveden je s Nitrobacter winogradskyi(Sl. 42, />), međutim, opisane su i druge vrste (npr. Nitrobacter agilis). Stanice Nitrobacter imaju izdužen, klinast ili kruškolik oblik, uži kraj često je savijen u kljun, dimenzije stanica su 0,6-0,8 x 1-2 mikrona. Tijekom pupanja, stanica kćer je obično pokretna, jer ima jedan polarni flagelum. Poznata je izmjena pokretnih i nepokretnih faza u razvojnom ciklusu.
Riža. 42.
A - 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 koje sadrže amonijak ili nitrite (supstrati koji mogu oksidirati) i ugljični dioksid (glavni izvor ugljika). Izvor dušika za ove organizme su amonijak, hidroksil i n i nitriti.
Nitrifikacijske bakterije razvijaju se pri pH 6,0-8,6, optimalna reakcija okoline je pH 7,5-8,0. Pri 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 na temperaturu pokazalo je da neke od njih imaju optimalan razvoj na 26 °C ili oko 40 °C, druge mogu rasti prilično brzo na 4 °C.
Nitrifikatori su obvezni aerobi. Koristeći atmosferski kisik, oksidiraju amonijak u dušikastu kiselinu (prva faza nitrifikacije):
Posljedično, amonijak - otpadni produkt amonificirajućih bakterija - koristi se za proizvodnju energije Nitrosomonas, a nitriti nastali tijekom životnih procesa potonjih služe kao izvor energije za Nitrobacter.
Prema suvremenim shvaćanjima, proces nitrifikacije odvija se na citoplazmatskoj i unutar citoplazmatske membrane i odvija se u nekoliko faza. Prvi produkt oksidacije amonijaka je hidroksilamin, koji se zatim pretvara u nitroksid (NOH) ili peroksonitrit (ONOOH), koji se pak dalje pretvara u nitrit, a nitrit u nitrat. Cijeli proces nitrifikacije ilustriran je sljedećim dijagramom:
Nitroksil, poput hidroksilamina, očito može dimerizirati u hiponitrit ili se pretvoriti u dušikov oksid N20, nusprodukt nitrifikacije. Uz prvu reakciju (stvaranje hidroksilamina iz amonija), sve daljnje transformacije praćene su sintezom visokoenergetskih veza u obliku ATP-a.
Nitrifikatori fiksiraju CO2 kroz reduktivni pentozefosfagni ciklus (Calvinov ciklus). Kao rezultat naknadnih reakcija nastaju ne samo ugljikohidrati, već i drugi spojevi važni za bakterije - proteini, nukleinske kiseline, masti itd.
Dugo su vremena nitrifikacijske bakterije bile klasificirane kao obvezni kemolitoautotrofi. Kasnije su dobiveni podaci o sposobnosti ovih bakterija da koriste određene organske tvari. Dakle, zabilježen je stimulirajući učinak na rast Nitrobacter nitrit, autolizat kvasca, piridoksin, glutaminska kiselina i serin. Vjeruje se da neke nitrificirajuće bakterije imaju sposobnost prijelaza s autotrofne na heterotrofnu prehranu. Međutim, nitrifikatori ne rastu na konvencionalnim hranjivim podlogama, jer velika količina lako probavljivih organskih tvari sadržanih u takvim podlogama usporava njihov razvoj. Međutim, u prirodi se takve bakterije dobro razvijaju u černozemu, stajskom gnoju, kompostima itd. na mjestima gdje ima mnogo organske tvari.
Ova se kontradikcija pokazuje beznačajnom ako usporedimo količinu ugljika koji se lako oksidira u tlu s koncentracijama organske tvari koje nitrifikatori moraju podnijeti u usjevima. Dakle, organska tvar tla predstavljena je uglavnom humusnim tvarima, 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 nailaze na velike količine lako probavljive organske tvari u tlu.
Akumulacija nitrata događa se različitim brzinama u različitim tlima. Što je tlo bogatije, može akumulirati više spojeva dušične kiseline. Postoji metoda za određivanje dušika dostupnog biljkama u tlu na temelju kapaciteta nitrifikacije. Stoga se intenzitet nitrifikacije može koristiti za karakterizaciju agronomskih svojstava tla.
U isto vrijeme, tijekom nitrifikacije, samo pretvaranje jednog biljnog hranjiva - amonijaka - u drugi oblik - dušičnu kiselinu. Nitrati, međutim, imaju neka nepoželjna svojstva. Dok tlo apsorbira amonijev ion, soli dušične kiseline lako se ispiru iz njega. Osim toga, nitrati se reduciraju kao rezultat denitrifikacije u N 2, što također iscrpljuje rezerve dušika u tlu. Sve navedeno značajno smanjuje stopu iskorištenja nitrata od strane biljaka.
U biljnom organizmu soli dušične kiseline moraju se reducirati prije nego što se uključe u sintezu, za što je potrebna energija. Amonij se koristi izravno. S tim u vezi, znanstvenici su postavili pitanje mogućnosti umjetnog smanjenja intenziteta nitrifikacije pomoću specifičnih inhibitora koji suzbijaju aktivnost nitrificirajućih bakterija i bezopasni su za druge organizme. Već su predloženi brojni industrijski pripravci inhibitora nitrifikacije (2-kloro-6-(triklorometil)-piridin, nitropirin, itd.) sintetizirani na bazi piridina. Inhibitori nitrifikacije suzbijaju samo prvu fazu nitrifikacije, a ne utječu na drugu, kao ni na heterotrofnu nitrifikaciju. Primjenom inhibitora nitrifikacije (nitropirina) učinkovitost dušičnih gnojiva povećava se od 50 do 80%.
""sb Heterotrofna nitrifikacija. Neki heterotrofni mikroorganizmi također su sposobni za nitrifikaciju. Tu spadaju bakterije iz rodova Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacteriitis, Nocardia te pojedine vrste gljiva iz rodova Fusarium, Aspergillus, Penici/lium, Cladosporium. Utvrdio to Arthrobacter sp. u prisutnosti organskih supstrata uzrokuje oksidaciju amonijaka u hidroksilamin, a zatim nitrit i nitrat. Neke bakterije uzrokuju nitrifikaciju 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 navedene organizmi.
Heterotrofna nitrifikacija događa se u prirodnim uvjetima (tla, rezervoari i drugi supstrati). Može dobiti dominantnu važnost, posebno u netipičnim uvjetima (na primjer, s visokim sadržajem 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 toksičnih tvari, spojeva s kancerogenim i mutagenim te kemoterapijskim djelovanjem. Budući da su neki od navedenih spojeva štetni za ljude i životinje čak iu relativno niskim koncentracijama, pomno se proučava mogućnost njihovog nastanka u prirodi.
- U posljednjih godina Otkrivena je sposobnost bakterija da anaerobno oksidiraju amonijak. Ovaj proces, nazvan anammox (An-attox), igra važnu ulogu u pročišćavanju Otpadne vode. Bakterije koje ga provode pripadaju skupini planktomista. (Napomena: re
NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE
pretvaraju amonijak i amonijeve soli u soli dušične kiseline - nitrate: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i vodenim tijelima.
TSB. Moderni rječnik objašnjenja, TSB. 2003
Također pogledajte tumačenja, sinonime, značenja riječi i što su NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE na ruskom u rječnicima, enciklopedijama i referentnim knjigama:
- NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE
pretvaraju amonijak i amonijeve soli u soli dušične kiseline - nitrate: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i... - NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE
bakterije, bakterije koje pretvaraju amonijak i amonijeve soli u nitrate; aerobni, gram-negativni, pokretni (imaju flagele); žive u tlu i vodenim tijelima. ... - BAKTERIJE u Enciklopediji biologije:
, mikroskopski, obično jednostanični organizmi, za koje je karakteristično da nemaju formiranu jezgru (v. prokarioti). Rasprostranjen posvuda: u tlu, vodi, zraku, ... - BAKTERIJE u Velikom enciklopedijskom rječniku:
(od grč. bakterion - štapić) 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 jednoćelijskih organizama sa staničnom stijenkom, koja sadrži mnogo deoksiribonukleinske kiseline (DNA), ima ... - BAKTERIJE
- BAKTERIJE u Modernom enciklopedijskom rječniku:
(od grč. bakterion - štapić), skupina mikroskopskih pretežno jednostaničnih organizama. Imaju staničnu stijenku, ali nemaju jasno definiranu jezgru. Reprodukcija... - BAKTERIJE u Enciklopedijskom rječniku:
[od starogrčkog (pal (och) ka)] niži jednostanični biljni organizmi, vidljivi samo pod mikroskopom. rasprostranjen u prirodi (uzrokuje truljenje, fermentaciju... - NITRIFICIRAJUĆI
NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE pretvaraju amonijak i amonijeve soli u dušikove soli – nitrate: nitrozobakterije, nitrobakterije. Rasprostranjen u tlu i... - BAKTERIJE u Velikom ruskom enciklopedijskom rječniku:
BAKTERIJE (od grč. bakt;rion - štap), mikroskopska skupina, poglav. jednostanični organizmi. Pripadaju “prednuklearnim” oblicima - prokariotima. Ovisno o … - BAKTERIJE
- BAKTERIJE u Collierovom rječniku:
velika skupina jednostaničnih mikroorganizama karakterizirana nepostojanjem stanične jezgre okružene membranom. Međutim, genetski materijal bakterije (dezoksiribonukleinska kiselina ili DNK) ... - BAKTERIJE u Novom rječniku stranih riječi:
((gr. bakteria pal(och)ka) skupina (vrsta) mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama koji imaju staničnu stijenku, ali nemaju formiranu jezgru (uloga joj je ... - BAKTERIJE u Rječniku stranih izraza:
[skupina (tip) mikroskopski, pretežno. jednostanični organizmi koji imaju staničnu stijenku, ali nemaju formiranu jezgru (njenu ulogu ima molekula deoksiribonukleinske kiseline... - BAKTERIJE u Novom objašnjavajućem rječniku ruskog jezika Efremove:
pl. Jednoćelijski... - BAKTERIJE u Lopatinovom rječniku ruskog jezika:
bakterije, -y, jed. -erija, ... - BAKTERIJE u Potpunom pravopisnom rječniku ruskog jezika:
bakterije, jed -eria,... - BAKTERIJE u Pravopisnom rječniku:
bakterije, -y, jed. -erija, ... - BAKTERIJE u Moderni objasnidbeni rječnik, TSB:
(od grč. bakterion - štapić), skupina mikroskopskih, pretežno jednostaničnih organizama. Pripadaju “prednuklearnim” oblicima - prokariotima. Osnova moderne klasifikacije... - BAKTERIJE u Efraimovu rječniku objašnjenja:
bakterije pl. Jednoćelijski... - BAKTERIJE u Novom rječniku ruskog jezika Efremove:
pl. Jednoćelijski... - BAKTERIJE u Velikom modernom objašnjavajućem rječniku ruskog jezika:
pl. Jednoćelijski... - BAKTERIJE: BAKTERIJE I BOLESTI u Collierovom rječniku.
- NITRIFICIRAJUĆI MIKROORGANIZAM u medicinskom smislu:
(sin. nitrificirajuće bakterije) aerobne bakterije u tlu koje uzrokuju oksidaciju amonijaka i amonijevih soli u nitrite, a nitrita u nitrate uz oslobađanje ... - NITRIFICIRAJUĆE BAKTERIJE u medicinskom smislu:
vidi mikroorganizme... - KROMOGENE BAKTERIJE
tvoreći različite boje ili pigmente, uslijed čega se njihove nakupine u prirodi i umjetnim kulturama boje u različite... - SUMPORNE BAKTERIJE V Enciklopedijski rječnik Brockhaus i Euphron.
- SVJETLEĆE BAKTERIJE u Enciklopedijskom rječniku Brockhausa i Euphrona:
(fotogene) - jedna od značajnih fizioloških skupina među bakterijama. Oni su uzrok sjaja, odnosno fosforescencije, mrtvih stanovnika mora riba, rakova i... - KROMOGENE BAKTERIJE
? tvoreći razne boje ili pigmente, uslijed čega se njihove nakupine u prirodi i u umjetnim kulturama boje... - SUMPORNE BAKTERIJE* u Enciklopediji Brockhausa i Efrona.
- SVJETLEĆE BAKTERIJE u Enciklopediji Brockhaus i Efron:
(fotogenično) ? jedna od izuzetnih fizioloških skupina među bakterijama. Oni? razlog sjaja, inače fosforescencije, mrtvih stanovnika mora... - BAKTERIJE: GRAĐA I ŽIVOTNA AKTIVNOST 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 duljina ... - KEMOSINTETIZACIJSKE BAKTERIJE u Enciklopediji biologije:
, koristiti energiju kemijske reakcije(oksidacija anorganske tvari u procesu disanja), kao izvor ugljika – ugljikov dioksid. Pronađene nitrifikacijske bakterije... - VINOGRADSKI SERGEJ NIKOLAJEVIČ u Kratkoj biografskoj enciklopediji:
Vinogradski, 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 sposobne asimilirati CO2 kao jedini izvor ugljika... - METABOLIZAM u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
tvari, ili metabolizam, prirodni je redoslijed transformacije tvari i energije u živim sustavima koji su u osnovi života, usmjeren na ... - MIKROORGANIZMI u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
mikrobi, velika skupina uglavnom jednostaničnih živih bića, vidljivih samo pod mikroskopom i organiziranih jednostavnije od biljaka i životinja. Za M.... - AEROBI u Velikoj sovjetskoj enciklopediji, TSB:
aerobni organizmi (od aero... i grč. bios - život), organizmi koji imaju aerobni tip disanja, tj. sposobni za život i ...
Bakterije se nalaze čak iu najudaljenijim mjestima Arktičkog oceana od obale. B. L. Isachenko otkrio je nitrifikacijske, denitrifikacijske bakterije, kao i bakterije koje reduciraju soli sumporne kiseline i asimiliraju atmosferski dušik (Azotobacter i Cl. pa,51ig1apite) na dubini od 100 m s ukupnom dubinom mora od 180 m. Morski mikrobi bolje se razvijaju kada držati u vodi 2-3% natrijevog klorida.[...]
Nitrifikacijske 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 tvari koje sadrže ugljik. Nitrifikacija obično počinje nekoliko dana nakon petodnevnog razdoblja tijekom kojeg se određuje BPK5 sirove otpadne vode. Znakovi rane nitrifikacije mogu se otkriti u otpadnim vodama postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i vodenim tijelima ako uzorak ima relativno visoku populaciju nitrifikacijskih bakterija. Ne postoji preporučena standardna metoda za sprječavanje nitrifikacije; međutim, inhibitorska sredstva kao što je tiourea ili 2-kloro-6-triklormetilpiridin mogu se koristiti za; zaustavljanje stvaranja nitrata.[...]
Simbionske bakterije nastanjuju crijeva biljojeda; Bakterijska mikroflora ljudskog crijeva uključena je u probavu 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 s jednom ili više flagela i nepokretne zoogleje.[...]
Nitrifikacijske 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 asimiliraju ugljik iz organskih spojeva. Denitrifikatori su heterotrofne bakterije; pri nedostatku kisika apsorbiraju kisik nitrita i nitrata i koriste ga za oksidaciju organskih tvari. Nastali dušik oslobađa se u slobodnom obliku i vraća u atmosferu. Neke vrste mikroorganizama mogu reducirati nitrate u amonijak. Trenutno u procesima kruženja dušika u prirodi postoji zaostatak između procesa denitrifikacije i fiksacije.[...]
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.[...]
Nitrifikacijske bakterije rastu na jednostavnim mineralnim podlogama koje sadrže supstrat koji može oksidirati u obliku amonija ili nitrita i ugljičnog dioksida. Osim amonijaka, izvor dušika u građevinskim procesima mogu biti hidroksilamin i nitriti. [...]
Nitrifikacijske bakterije osjetljive su na prisutnost inhibitora u komunalnim otpadnim vodama (vidi odjeljak 3.4.4). Inhibicija može dovesti do potrebe za promjenom oblika jednadžbe rasta i/ili vrijednosti konstanti. Kako bi se opisale takve situacije, postoji nekoliko novih formulacija jednadžbe rasta i uvedeni su novi parametri.[...]
Nitrifikacijske 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 oksidacijskih reakcija amonijaka i nitrita. Spor rast takvih bakterija glavni je problem tijekom nitrifikacije u biološkim pročišćivačima otpadnih voda.[...]
Za prilagodbu nitrifikacijskih bakterija faze I uzima se medij s amonij-magnezijevim fosfatom. Zatim se doda 1 ml/l vode koja sadrži nitrisomonas i malu količinu ispitivane tvari.[...]
Hv,d ili Hdvt - nitrifikacijski organizmi, dimenzija - masa (COD)/m3. Nitrifikacijski organizmi odgovorni su za procese nitrifikacije otjecanja. U mnogim se modelima pretpostavlja da nitrifikacijski organizmi oksidiraju amonij 3mn4 izravno u nitrat BN0.4>, odnosno u ovoj skupini postoje i bakterije koje oksidiraju amonij i nitrit (često se nazivaju M hosotopav i Nitrobaer). [...]
Među bakterijama tla, nitrifikacijske (fiksirajuće dušik) bakterije imaju posebnu funkciju, igrajući vitalnu ulogu u ciklusu dušika u prirodi. Bakterije godišnje vežu 160-170 milijuna tona dušika.[...]
Kemoautotrofne nitrifikacijske bakterije široko su rasprostranjene u prirodi i nalaze se u tlu iu raznim vodenim tijelima. Procesi koje provode mogu se odvijati u vrlo velikim razmjerima i od velike su važnosti u ciklusu dušika u prirodi. Ranije se vjerovalo da aktivnost nitrifikatora uvijek doprinosi plodnosti tla, budući da pretvaraju amonij u nitrate koje biljke lako apsorbiraju, a također povećavaju topljivost određenih minerala. Sada su se pak pogledi na važnost nitrifikacije ponešto promijenili. Prvo, pokazalo se da biljke apsorbiraju amonijev dušik i da se amonijevi ioni bolje zadržavaju u tlu nego nitrati. Drugo, stvaranje nitrata ponekad dovodi do nepoželjnog zakiseljavanja okoliša. Treće, nitrati se mogu smanjiti kao rezultat denitrifikacije u N2, što dovodi do iscrpljivanja dušika u tlu.[...]
Osjetljivost nitrifikacijskih 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. Kada se razviju u tlu, sličan fenomen se ne opaža. To se objašnjava činjenicom da je nitrifikacija inhibirana prisutnošću samo u vodi topljivih organskih tvari koje mogu prodrijeti u stanice nitrificirajućih bakterija. Takve tvari se ne pojavljuju u velikim količinama u tlu.[...]
Poznavajući brzinu rasta nitrifikacijskih bakterija /Lnabl,A,div, iz izraza (6.3) moguće je odrediti potrebnu starost hladnog mulja, a iz izraza (6.2) potreban volumen nitrifikacijskog reaktora.[...]
Kao i sve druge vrste bakterija, nitrifikacijske bakterije posebno su osjetljive na nagle promjene temperature (slika 3.8). Ako se temperatura brzo povećava (tijekom nekoliko sati), tada je povećanje stope rasta sporije nego što proračun predviđa. Ali s naglim padom temperature, aktivnost, naprotiv, pada više nego što proizlazi iz Sl. 3.7. Koliko znamo, nitrifikacija se ne događa u termofilnim uvjetima (na 50-60 °C).[...]
Indeks “A” odnosi se na nitrifikacijske bakterije, indeks “ukupno” odnosi se na ukupnu biomasu.[...]
Hv,A,1 = 0 (vrlo malo nitrifikacijskih bakterija u otpadnoj vodi može doseći koncentraciju od 0,1-1 g/m3).[...]
Za razliku od većine nitrifikacijskih bakterija, kao i nekih tionskih bakterija, svi poznati predstavnici vodikovih bakterija dobro rastu na organskim podlogama u nedostatku molekularnog vodika. pri čemu organski spojevi služe kao energetski supstrati i glavni izvori ugljika za njih.[...]
Podaci o nitrifikacijskim 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 pokretna. Njegove stanice su okrugle, promjera oko 1,5 mikrona, s jednom ili dvije flagele.[...]
Na sl. Slika 11.4 prikazuje promjene udjela nitrifikacijskih bakterija u dva pilot postrojenja tijekom godine dana. Te su promjene uglavnom rezultat promjena u sastavu efluenta koji se isporučuje u tretman i inhibicije nitrifikacijskih bakterija.[...]
Kemosintezu provode bezbojne bakterije. Proces kemosinteze otkrio je 1888. godine poznati mikrobiolog S. N. Vinogradsky kod nitrificirajućih bakterija. Nitrifikacijska bakterija Nitrosomonas oksidira NH3 u dušikastu kiselinu.[...]
Te podudarnosti u razvoju aerobnih bakterija koje razgrađuju i nitrifikiraju celulozu vjerojatno nisu slučajne. Posljednjih godina neki znanstvenici (E.F. Berezova) proučavaju odnos između nitrifikacijskih i celulozno-razgradnih bakterija i imaju podatke o sposobnosti denitrifikacije celuloznih bakterija. U budućnosti je potrebno detaljnije proučiti procese nitrifikacije i razgradnje vlakana u očišćenim tlima. [...]
Svaki gram mulja približno sadrži: a) od 100 tisuća do 1 milijun bakterija koje reduciraju sulfate; b) od 10 do 100 tisuća tionskih bakterija; c) oko 1000 nitrifikacijskih bakterija; d) od 10 do 100 tisuća denitrifikacijskih bakterija; e) otprilike 100 anaerobnih i aerobnih razarača vlakana svaki.[...]
Procesi oksidacije amonijaka i dušikaste kiseline nazivaju se nitrifikacija, a bakterije nitrifikatori ili nitrifikatori. Za normalno odvijanje procesa nitrifikacije potrebna je određena pH vrijednost. Prva faza ima optimalni pH od 8,5, a druga - 8,3-9,3. Dušična i dušična kiselina nastale tijekom nitrifikacije mogu uzrokovati razaranje podvodnih betonskih konstrukcija.[...]
Zaključno, valja napomenuti da su rezultati pokusa za određivanje toksičnosti za saprofitne i nitrificirajuće bakterije bilo koje tvari uključene u industrijske otpadne vode polazni materijal za provođenje istraživanja za utvrđivanje njezine MPC. za biokemijsku procjenu.[...]
U radu šumske pokusne postaje bilo je slučajeva da je bilo moguće izazvati nitrifikaciju u humusu inokulacijom tla nitrifikacijskim bakterijama. Šumske biljke nakon takvog cijepljenja počele su se bolje razvijati, formirajući dobro razvijen korijenski sustav. Naravno, nije moguće inducirati proces nitrifikacije inokulacijom nitratnih bakterija u svako tlo, već samo u tlo gdje su uvjeti za taj proces više ili manje povoljni, a same bakterije još nisu prisutne.[... ]
Amonijak je unutra prirodne vode uglavnom u obliku amonijevog iona - NH "; postupno se oksidira kao rezultat nitrifikacijskog djelovanja bakterija u nitrit - NO, a zatim nitrat - NO ione. Amonijak se formira uglavnom tijekom biokemijskih procesa koji se odvijaju uz sudjelovanje bakterija i enzima, uzrokujući hidrolitičku razgradnju konačnog produkta razgradnje proteinskih tvari – aminokiselina.U slučaju nepotpune razgradnje proteinskih tvari, amonijeva skupina ostaje u sastavu. kompleksni spojevi, koji su u koloidnom stanju (albuminoidni dušik). Djelomični MN-ion može nastati i tijekom redukcije nitrata i nitrita u močvarnim vodama koje sadrže veliku količinu humata; ti isti ioni mogu se reducirati sumporovodikom, dvostrukim željezom, itd. Sadržaj amonijaka u prirodnim vodama obično ne prelazi desetinke miligrama (ponekad doseže 1 mg) po litri; u rijetkim slučajevima, u prisutnosti bioloških kontaminanata, njegova koncentracija je veća.[...]
Igrao je S. N. Vinogradsky velika uloga u razvoju mikrobiologije. Proučavao je sumporne bakterije (1887.), željezne bakterije (1888.) i nitrifikacijske bakterije (1890.), čije su studije dale važne rezultate znanstveni značaj. Ove bakterije imale su sposobnost rasta na podlogama koje nisu sadržavale organske tvari i sintetizirale sastavne dijelove svog tijela pomoću ugljične kiseline. Ove bakterije potrebnu energiju dobivaju biokemijskim procesima koji se odvijaju tijekom oksidacije dušika iz amonijevih soli u nitrite i nitrate ili oksidacijom dvovalentnog željeza u feri željezo. Ovaj neobičan proces sinteze organske tvari iz ugljične kiseline i vode naziva se kemosinteza. To je bilo najveće otkriće u području mikrobne fiziologije.[...]
Među zagađivačima koji sadrže dušik u otpadnim vodama, amonijak je jedan od najopasnijih. To je glavni izvor prehrane za nitrificirajuće bakterije; Povećanjem pH, potiče vitalnu aktivnost potonjeg. Tijekom biološke oksidacije amonijak se troši najveći broj kisik. Tako prema podacima potrošnja kisika iznosi 4,57 kg/kg amonijaka, 1,14 kg/kg nitrita i 2,67 kg/kg ugljikovodika.[...]
Ovo je najčešće korišteni pristup čija je posebnost to što ne uzima u obzir niti sadržaj amonijaka u otpadnoj vodi niti koncentraciju nitrifikacijskih 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 je da se pepeljaste soli nastale u otpadnoj vodi, kao rezultat aktivnosti nitrifikacijskih bakterija, prvo oksidiraju u nitrite, a potom 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 nitrifikacijskih bakterija u reaktoru. Međutim, glavni parametri za projektiranje 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 prvoj fazi, amonij se oksidira u nitrit djelovanjem bakterija, koje se često nazivaju nitrobanaze. Zatim se nitrit oksidira u nitrat pomoću druge skupine bakterija, koja se često naziva nitrit. Značajan broj različitih nitrifikacijskih mikroorganizama uključen je u procese pročišćavanja otpadnih voda Međutim, čini se da se one nitrificirajuće bakterije, koje su identificirane pomoću DNA sondi, ne razlikuju previše u svojoj aktivnosti od poznatih bakterija G. hosotopas i Igni;goba;er. Stoga, s inženjerske točke gledišta, nitrifikacija može biti smatra se dvostupanjskim procesom, s dobro poznatom stehiometrijom i kinetikom, koji uključuje dvije skupine bakterija.[...]
Koncentracija aktivnog mulja može se mjeriti u kg BB/m3, kg BB/m3 ili kg COD(B)/m3. U svakom slučaju mora biti navedena dimenzija. Pod BVB, na primjer, možemo podrazumijevati ukupni BVB u mulju, ili sadržaj nitrifikacijskih bakterija u mulju, mjeren u jedinicama BVB, ili sadržaj denitrifikacijskih bakterija, itd. Međutim, ako je X2 koncentracija aktivne tvari biomase (žive bakterije), tada odgovarajuća brzina reakcije mora imati istu dimenziju u nazivniku.[...]
Vjerojatno najčešći problem povezan s pročišćavanjem kućnih otpadnih voda je pretjerano prozračivanje, koje uzrokuje bubrenje aktivnog mulja. Kada struktura radi pri projektiranom opterećenju, nitrifikacijske bakterije u spremniku za prozračivanje mogu pretvoriti dušik iz amonijaka u nitrat. Tijekom naknadnog taloženja u sekundarnom taložniku, nitrati mogu poslužiti kao izvor kisika u anaerobnim uvjetima; u ovom slučaju se oslobađa dušik, što dovodi do plutanja pahuljica aktivnog mulja. Najbolje rješenje za ovaj problem je povećati ispuštanje mulja kako bi se smanjila populacija nitrificirajućih bakterija i smanjiti dovod zraka kako bi se smanjile koncentracije otopljenog kisika, pod uvjetom da ove kontrole ne smanjuju učinkovitost smanjenja MIC.[...]
Mikrobiološka istraživanja pokazala su da je ova tehnologija biorafinacije naftnog mulja dovela do pojave i daljnjeg porasta broja aerobnih mikroorganizama koji razgrađuju celulozu i nitrifikacijskih bakterija. Poznato je da su aerobni mikroorganizmi koji razgrađuju celulozu i nitrifikacijske bakterije najosjetljiviji na onečišćenje tla naftom i dugotrajno osjećaju njegov inhibitorni učinak, reagirajući na to smanjenjem broja mikrobnih stanica (Ismailov, 1968). Uočeno povećanje broja aerobnih mikroorganizama koji razgrađuju celulozu i nitrifikacijskih bakterija dodatni je dokaz da je mulj krutog ulja pročišćen od nafte i naftnih proizvoda.[...]
Sudbina mikroba apsorbiranih u tlu može biti dvojaka: ili prežive i postanu dio trajnog mikrobnog kompleksa kao aktivni sudionici mikrobnih procesa, ili odumiru. Glavni broj 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 filtracijskim poljima 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 nitrifikacijskih bakterija, prolazi kroz nitrifikaciju, tj. oksidaciju prvo u dušikovu, zatim u dušičnu kiselinu, a zatim, kada potonja stupa u interakciju s bazama tla, dolazi do stvaranja soli dušične kiseline. Svaki proces uključuje određenu skupinu bakterija. Pod anaerobnim uvjetima, soli dušične kiseline podvrgavaju se denitrifikaciji kako bi se stvorio slobodni dušik.[...]
Složeniji je ciklus dušika (sl. 218), čiji je najveći rezervoar atmosfera (oko 80%). Budući da većina biljaka i životinja ne može iskoristiti atmosferski dušik (N3), njega bakterije koje vežu dušik u tlu, korijenski sustav mahunarki i cijanobakterija pretvaraju u nitrite (M02), a zatim u nitrate (N0,). Taj se proces naziva nitrifikacija. Biljke obnavljaju nitrate, tj. apsorbiraju dušik i sintetiziraju proteine. Ciklus dušika dalje uključuje mikroorganizme u tlu koji razgrađuju životinjski otpad i mrtve organizme, oslobađajući amonij, koji nitrificirajuće bakterije pretvaraju u topljive nitratne soli koje se koriste u proizvodnji proteina u biljkama. Kao rezultat toga što biljojedi jedu biljke, biljne bjelančevine u njihovim tijelima se pretvaraju u životinjske bjelančevine.[...]
Tijekom pokusa korištene su mikrobiološke metode istraživanja: određivanje broja stanica metodom Kochove zdjelice; određivanje mikrobne biomase u tekućem mineralnom mediju pomoću membranskih filtara; određivanje broja nitrifikacijskih bakterija i aerobnih mikroorganizama koji razgrađuju celulozu općeprihvaćenim metodama sjetvom na odgovarajuće podloge (podloge Winogradsky i Getchinson).[...]
Dugotrajna izloženost ulju na tlu dovodi do promjena u mikrobiološkim svojstvima tla. Pojavljuju se specijalizirani oblici mikroorganizama koji su sposobni oksidirati čvrste parafine, plinovite ugljikovodike i aromatske ugljikovodike; to su bakterije iz rodova Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Nocardia, Pseudomonas, Rhodococcus, sporogene kvasnice iz rodova Candida, Cryptococcus, Rhodotorula, Rhodosporidium, SporoboJomyces, Totulopsis, Trichosporon. Onečišćenje naftom utječe na promjenu broja aktinomiceta i gljiva, a najmanje osjetljive su gljive Rhizopus nigricans, Fusarium moniliforme, Aspergillus flavus i A. ustus. Nitrifikacijske bakterije osjetljive su na djelovanje ulja. U prisutnosti značajnih količina ulja suzbija se razvoj celulolitičkih mikroorganizama. Zelene i žutozelene alge pokazuju visoku osjetljivost na ulje.[...]
Još u svojim prvim radovima s nitrifikatorom Vinogradsky je primijetio da je za njihov rast nepovoljna prisutnost organskih tvari u okolišu, kao što su pepton, glukoza, urea, glicerin itd. Negativan učinak organskih tvari na kemoautotrofne nitrifikacijske bakterije je više puta zabilježeno u budućnosti. Čak je postojalo mišljenje da ti mikroorganizmi uopće nisu sposobni koristiti egzogene organske spojeve. Stoga su ih nazvali "obligate autotrofi". Međutim, nedavno se pokazalo da su te bakterije sposobne koristiti neke organske spojeve, ali su njihove mogućnosti ograničene. Tako je zabilježen stimulirajući učinak na rast Nitrobacter u prisutnosti nitrita iz autolizata kvasca, piridoksina, glutamata i serina, ako se dodaju u medij u niskim koncentracijama. Također je poznato da Nitrobacter polako oksidira format. Inkorporacija 14C iz acetata, piruvata, sukcinata i nekih aminokiselina, uglavnom u proteinsku frakciju, pronađena je kada su ti supstrati dodani u suspenziju stanica Nitrosomonas europaea. Za Nitrosocystis oceanus utvrđena je ograničena asimilacija glukoze, piruvata, glutamata i alanina. Postoje podaci o korištenju 14C-acetata kod Nitrosolobus multiformis.[...]
Model je primijenjen na sustav od četiri idealno miješana reaktora u nizu koji pročišćavaju komunalne otpadne vode. Pretpostavlja se da je biofilm debljine 3 mm ravnomjerno raspoređen u sva četiri reaktora. U prvom reaktoru ne dolazi do nitrifikacije, jer su nitrifikacijske bakterije zamijenjene heterotrofnim organizmima. U sljedećim reaktorima, nitrificirajuće bakterije mogu se natjecati s heterotrofnim organizmima, au tim se reaktorima nitrifikacija događa niskim stopama koje se mogu izračunati. Izračunata prostorna distribucija heterotrofnih i nitrifikacijskih bakterija prikazana je na slici. 11.1. Navedene 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. Relativno je visok udio silicija i sumpora, a nešto niži udio kalcija, natrija i magnezija. Omjer C:N ukazuje na obogaćenost humusa dušikom. Izluženi černozemi nedovoljno su opskrbljeni pokretnim oblicima mangana, kobalta, molibdena, cinka i bakra. Odlikuju se visokom mikrobiološkom aktivnošću, u njima dominiraju bakterije koje tvore spore i uključene su u procese mineralizacije organskih tvari. Ovdje su također raširene nitrifikacijske i afluksne bakterije.
