Desnitrificación
La desnitrificación és un procés metabòlic que usa el nitrat com a receptor terminal d'electrons en condicions anaerobio (absència d'oxigen) principalment, conduint finalment a nitrogen molecular (gas, N2). La realisen exclusivament certs microorganismes, entre els que destaquen Alcaligenes, Paracoccus, Pseudomonas, Thiobacillus, Rhizobium, Thiosphaera, entre uns atres. Els processos naturals de desnitrificación, junt en els processos de nitrificació i d'amonización constituïxen una part essencial del cicle biogeoquímic del nitrogen en la naturalea.
Principi bàsic de la desnitrificación
[editar | editar còdic]Existixen més de 50 gèneros de bactèries que poden portar a terme la desnitrificación.[1] La capacitat desnitrificante també s'ha trobat en estoves i foncs.[2][3] Els gèneros de bactèries desnitrificantes més citats inclouen: Alcaligenes, Paracoccus, Pseudomonas, Thiobacillus, Rhizobium, Thiosphaera, entre uns atres. La majoria de les bactèries desnitrificantes són heterótrofas, pero algunes poden créixer autotróficamente en hidrogen (H2) i diòxit de carbono, en composts sulfurats reduïts, o en composts d'arsènic reduïts, entre uns atres.[4] Ademés, es tenen reportes de que la desnitrificación es pot portar a terme aeróbicament. per eixemple en el cas de Magnetospirillum magnetotacticum que consumix O2 mentres desnitrifica.[5] La desnitrificación és un procés que usa el nitrat com a acceptor terminal d'electrons en condicions anóxicas (absència d'oxigen) principalment. El procés de reducció de nitrat fins a nitrogen molecular (gas, N2) té lloc en etapes successives, catalizadas per sistemes enzimàtics diferents, apareixent com a productes intermijos nitrits, òxit nítric i òxit nitroso:
La desnitrificación requerix un substrat oxidable, ya siga orgànic o inorgànic, que actue com a font d'energia, per lo que la desnitrificación pot portar-se a terme tant per bactèries heterótrofas com autótrofas. En la desnitrificación heterótrofa, un substrat orgànic, com metàl, etanol, àcit acètic, glucosa, etc, actua com a font d'energia (donador d'electrons) i font de carbono. En la desnitrificación autótrofa, la font d'energia és inorgànica, com hidrogen o composts reduïts de sofre: sulfhídrico (H2S) o tiosulfato (S2O32-); la font de carbono, també inorgànica, és el CO2.
El major problema de la desnitrificación biològica és la contaminació potencial de l'aigua tractada en: bactèries, font de carbono residual (desnitrificación heterótrofa) i la possibilitat de formació de nitrits, que fa necessari un post-tractament. A dia de hui, els processos desenrollats per a la desnitrificación biològica són diversos i usen distints substrats i diferents configuracions de reactors. Pero cal destacar que pràcticament la totalitat dels sistemes de desnitrificación desenrollats es basen en la desnitrificación heterótrofa, havent un gran buit en el coneiximent i desenroll de la desnitrificación autótrofa.
Desnitrificación heterótrofa
[editar | editar còdic]La desnitrificación heterótrofa és un procés biològic de reducció del nitrat present en les aigües residuals a nitrogen molecular en condicions anóxicas per l'acció de bactèries heterótrofas (Pseudomonas, Paraccocus, Alcaligenes, Thiobacillus, Bacillus), que usen un substrat orgànic com a font de carbono i energia.
En el procés de desnitrificación existix ademés la possibilitat d'acumulació d'intermediaris (NO2–, N2O, NO) pel tipo i concentració del substrat amprat o a les condicions d'operació (temperatura, pH, temps de residència hidràulic, temps de retenció celular). Sobre la base d'açò, per a que la transformació culmine en N2, deuran controlar-se les condicions ambientals com el nivell d'O2 dissolt, la font de carbono orgànic, la concentració de nitrat, la relació C/N, la disponibilitat de fòsfor, pH, temperatura i possible presència de tòxics.[6]
Una de les reacciones tipo que implica una desnitrificación heterótrofa podria ser la de l'oxidació de l'àcit acètic:
∆Gº´=-1054,8 kJ/ mol.
La desnitrificación heterótrofa és àmpliament aplicada per la seua alta eficiència i baix cost. La taxa de desnitrificación heterotrófica és alta, permetent l'us de reactors de poc volum i baixos costs. No obstant el carbó residual d'este procés causa diversos problemes per al tractament d'aigües potables, lo que convertix a la desnitrificación autótrofa en una bona alternativa.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Delwiche CC. 1982. Denitrification, Nitrification and Atmospheric Nitrous Oxide. edition F, editor. New York, USA: John Wiley & Sons, Inc
- ↑ Zumft WG. 1997. Cell biology and molecular basis of denitrification. Microbiology and Molecular Biology Reviews 61(4):533-+.
- ↑ Thorndycroft FH, Butland G, Richardson DJ, Watmough NJ. 2007. A new assay for nitric oxide reductase reveals two conserved glutamate residues form the entrance to a proton-conducting channel in the bacterial enzyme. Biochemical Journal 401:111-119.
- ↑ Ahn YH. 2006. Sustainable nitrogen elimination biotechnologies: A review. Process Biochemistry 41(8):1709-1721.
- ↑ Bazylinski DA, Blakemore RP. 1983. DENITRIFICATION AND ASSIMILATORY NITRATE REDUCTION IN AQUASPIRILLUM-MAGNETOTACTICUM. Applied and Environmental Microbiology 46(5):1118-1124.
- ↑ (Cervantes et al., 1999; Moratalla, 1997)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Desnitrificación» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.