Denitrifikasyon Nedir?

Denitrifikasyon Nedir?

denitrifikasyon-nedir

Denitrifikasyon yada bir başka deyişle nitrat solunumu, nitrat ve nitrit bileşiklerinin, anaerobik koşullarda mikroorganizmalar tarafından redüksiyona uğratılarak elementer azota dönüştürülmesi olayıdır.

Azot, atmosferin yüzde 78’ini oluşturmaktadır ve canlıların temel besin maddelerinden biridir. Gerek canlı bünyesinde ve gerekse ölü organizmalarda bulunan azot, doğada “azot çevrimi” denilen bir döngü içinde sürekli dolanım halindedir. Biyolojik denitrifikasyon, bu çevrimin önemli aşamalarından biridir.

Denitrifikasyon denklemi

Toprakta bulunan organik azotlu maddeler, proteinler, çekirdek asitleri, Pürin ve pirimidin bazları, glikozamin ve galaktozamin gibi amino şekerlerdir.

Topraktaki proteinler, mikroorganizmaların hücre dışına saldığı “proteinaz” enzimleriyle amino asitlere parçalanırlar. Bu faaliyetler sonunda meydana gelen amino asitler, ya yine mikroorganizmalar tarafından besin olarak kullanılır veya daha küçük bileşenlerine ayrıştırılırlar.

Bitkiler, azotu genellikle nitrat şeklinde alırlar. Topraktaki nitrat birikimi ise proteinlerin parçalanma ürünü olan amonyağın mikrobiyal oksidasyonuyla oluşur. Bu olay, iki basamakta gerçekleştirilir. Birinci basamakta amonyak nitrite çevrilir ve “nitrosifikasyon” denen bu olayda başlıca Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus cinslerine ait bakteri türleri etkin rol oynarlar. İkinci basamakta ise nitrit, Nitrobacter cinsine ait bakteri türleri tarafından nitratlara çevrilir (nitrifikasyon).

Bu olaylarla ilgili denklemler aşağıdaki gibidir:

55NH4 + 76O2 + 109HCO3 → C5H7O2N* + 54NO2 + ::104H2CO3
400NO2 + NH4 + 4H2CO3 + HCO3 + 195O2 → C5 H7 ::O2N* + 3H20 +400NO3

Mikrobiyal faaliyetler sonucunda meydana gelen nitratlar, eğer hemen bitkiler tarafından alınmazsa yine topraktaki bazı bakteriler tarafından redüksiyona uğratılır ve bu şekilde nitritler, amonyak ve elementer azot oluşur (denitrifikasyon) ve toprak nitrat bakımından fakirleşir.

Karbon kaynağı olarak metanolün kullanıldığı denitrifikasyonaait sitokiyometrik bağıntı aşağıdaki gibidir:

NO3+ 1, 08CH3OH + H → 0, 065C5H7O2N* + 0, 467N2 + 0, 76CO2 + 2, 44H20

Bu denklemlerde bakteri hücre formülü olarak C5H7O2N   alınmıştır.

Denitrifikasyon yapan bakteriler

Denitrifikasyon olayı, Proteobacter’lerden ve Archaea’lere kadar olan prokaryotlar arasında geniş bir dağılım göstermektedir.

Denitrifikasyon üzerinde yapılan çok sayıdaki araştırma sonucunda, Achromobacter, cinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Aquaspirillum, Azospirillum, Bacillus, Beggiatoa, Chromobacterium, Clostridium, Desulfovibrio, Erythrobacter, Gallionella, Halobacterium, Halomonas, Hyphomicrobium, Neisseria, Paracoccus, Propionibacterium, Psedomonas, Rhizobium, Rhodopseudomonas, Thiobacillus, Vibrio ve Xanthomonas cinslerine ait çok sayıda bakterinin denitrifikasyon aktivitesine sahip olduğu saptanmıştır.

Her ne kadar denitrifikasyon yapan bakteri sayısı fazla ise de, NO3 giderimi amacıyla üzerinde araştırma yapılan türlerin başlıcaları Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri, Paracoccus denitrificans, Thiobacillusdenitrificans ve Bacillus licheniformis’’ tir.