2.1.3. NitrificationNitrification i

2.1.3. Nitrification
Nitrification is usually defined as the biological oxi- dation of ammonium to nitrate with nitrite as an inter-mediate in the reaction sequence. This definition has some limitations where heterotrophic microorganisms are in- volved but is adequate for the autotrophic and dominant species (Hauck, 1984). Nitrification has been typically associated with the chemoautotrophic bacteria, although it is now recognized that heterotrophic nitrification occurs and can be of significance (Paul and Clark, 1996). Ni- trification is a chemoautotrophic process. The nitrifying bacteria derive energy from the oxidation of ammonia and/ or nitrite and carbon dioxide is used as a carbon source for synthesis of new cells. Paul and Clark (1996) pointed out that Warrington, in 1878, at Rothamsted, United Kingdom, found that nitrification was a two-step process involving two groups of microorganisms. One microbial group ox- idized ammonium-N to nitrite-N and nitrite-N and another oxidized nitrite-N to nitrate-N (Paul and Clark, 1996; Schmidt et al., 2001, 2003):
NH4 þ 1:5O2 ⇒NO− þ 2Hþ þ H2 O ð3Þ
þ 2

NO− −
2 þ 0:5O2 ⇒NO3 ð4Þ
NHþ þ 2O2 ⇒NO− þ 2Hþ þ H2 O ð
The first step, the oxidation of ammonium to nitrite, is
executed by strictly chemolithotrophic (strictly aerobic) bacteria which are entirely dependent on the oxidation of ammonia for the generation of energy for growth. In soil, species belonging to the genera Nitrosospira, Nitrosovi- brio, Nitrosolobus, Nitrosococcus and Nitrosomonas have been identified. Nitrosomonas europaea is also found in fresh waters (Grant and Long, 1981; Schmidt, 1982; Paul and Clark, 1996). The chemoautotrophic nitrifiers are generally aerobes that derive their C largely from CO2 or carbonates. The probable reaction sequence for the oxidation of ammonia to nitrite by Nitroso group bacteria is (Hauck, 1984):

Ammonia Z hydroxylamine Z nitroxyl Z nitrohydroxylamine Z nitrite
The second step in the process of nitrification, the oxidation of nitrite to nitrate, is performed by facultative chemolitrotrophic bacteria which can also use organic compounds, in addition to nitrite, for the generation of energy for growth. In contrast with the ammonia-oxidizing bacteria, only one species of nitrite-oxidizing bacteria is found in the soil and freshwater, i.e., Nitrobacter winogradskyi (Grant and Long, 1981). Paul and Clark (1996) reported, in addition to Nitrobacter, also a genus Nitrospira (N. gracilus, N. marina) and Nitrococcus mobilus to be found in marine environments.
Vymazal (1995) summarizes that nitrification is in- fluenced by temperature, pH value, alkalinity of the water, inorganic C source, moisture, microbial popula- tion, and concentrations of ammonium-N and dissolved oxygen. The optimum temperature for nitrification in pure cultures ranges from 25 to 35 °C and in soils from
30 to 40 °C. Cooper et al. (1996) pointed out that the minimum temperatures for growth of Nitrosomonas and Nitrobacter are 5 and 4 °C, respectively. Paul and Clark (1996) reported that optimum pH values may vary from
6.6 to 8.0, however, acclimatized systems can be op- erated to nitrify at a much lower pH value (Cooper et al.,
1996). Approximately 4.3 mg O2 per mg of ammoniacal nitrogen oxidized to nitrate nitrogen is needed.In the conversion process, a large amount of alkalinity isconsumed, approximately 8.64 mg HCO3 per mg of ammoniacal nitrogen oxidized (Cooper et al., 1996).
The involvement of heterotrophs in nitrification was first suggested in 1894 but only recently it has been taken seriously as a soil process. Heterotrophic nitrifiers are now known to be capable of producing NO− from both inorganic and organic sources with intermediates shown in Eq. (6). Because many of the heterotrophic nitrifiers are also denitrifiers, it is easy to underestimate the significance of this process in the nature (Focht and Verstraete, 1977; Paul and Clark, 1996). Bacteria such as Arthrobacter globiformis, Aerobacter aerogenes, My- cobacterium phlei, Streptomyces griseus, Thiosphaera, and Pseudomonas spp. have been found to nitrify. The major organisms involved appear to be fungi, e.g., As-pergillus flavus, Penicillium or Cephalosporium (Paul and Clark, 1996).
Nitrification rates in wetlands were reported to be in the range of 0.01–2.15 g N m− 2 d− 1 with the mean value of 0.048 g N m− 2 d− 1 (Reddy and D'Angelo,
1997; Tanner et al., 2002).

Kết quả (Việt) 1:

2.1.3. nitrat hóaNitrat hóa thường được định nghĩa như là sinh học Datong oxi của amoni nitrat với nitrit là một liên mediate theo thứ tự phản ứng. Định nghĩa này có một số hạn chế vi sinh vật dị đâu ở volved, nhưng là đủ cho các loài thực và thống trị (Hauck, 1984). Nitrat hóa đã được thường gắn liền với các vi khuẩn chemoautotrophic, mặc dù nó bây giờ được công nhận là dị nitrat hóa xảy ra và có thể ý nghĩa (Paul và Clark, 1996). Ni-trification là một quá trình chemoautotrophic. Các vi khuẩn nitrifying lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa amoniac và / hoặc nitrit và khí carbon dioxide được sử dụng như là nguồn cacbon cho tổng hợp các tế bào mới. Paul và Clark (1996) chỉ ra rằng Warrington, vào năm 1878, tại Rothamsted, Anh Quốc, tìm thấy nitrat hóa đó là một quá trình hai bước liên quan đến hai nhóm vi sinh vật. Một nhóm vi khuẩn ox - idized amoni-N để nitrit-N và nitrit-N và một oxy hóa nitrite-N để nitrat-N (Paul và Clark, 1996; Schmidt et al., 2001, 2003):NH4 þ 1:5O2 ⇒NO− þ 2Hþ þ H2 O ð3Þþ 2NO− − 2 þ 0:5O2 ⇒NO3 ð4ÞNHþ þ 2O2 ⇒NO− þ 2Hþ þ H2 O ðBước đầu tiên, quá trình oxy hóa của amoni để nitrit,thực hiện bởi nghiêm vi khuẩn chemolithotrophic (hiếu khí chặt chẽ) mà là hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình oxy hóa amoniac cho thế hệ năng lượng cho sự tăng trưởng. Trong đất, các loài thuộc về chi Nitrosospira, Nitrosovi-Rieker, Nitrosolobus, Nitrosococcus và Nitrosomonas đã được xác định. Nitrosomonas europaea cũng được tìm thấy tại vùng biển tươi (Grant và Long, 1981; Schmidt, 1982; Paul và Clark, 1996). Chemoautotrophic nitrifiers nói chung là aerobes rằng lấy được C của phần lớn từ CO2 hay cacbonat. Có thể xảy ra phản ứng chuỗi để ôxi hóa amoniac để nitrit bởi Nitroso nhóm vi khuẩn là (Hauck, 1984):Amoniac Z hydroxylamine Z nitroxyl Z nitrohydroxylamine Z nitritBước thứ hai trong quá trình nitrat hóa, quá trình oxy hóa của nitrit nitrat, được thực hiện bởi vi khuẩn dạng chemolitrotrophic mà cũng có thể sử dụng hợp chất hữu cơ, ngoài nitrit, cho thế hệ năng lượng cho sự tăng trưởng. Trái ngược với vi khuẩn oxy hóa amoniac, chỉ có một loài vi khuẩn nitrit oxy hóa được tìm thấy trong đất và nước ngọt, tức là, Nitrobacter winogradskyi (Grant và Long, 1981). Paul và Clark (1996) báo cáo, ngoài Nitrobacter, cũng một chi Nitrospira (N. gracilus, N. marina) và Nitrococcus mobilus được tìm thấy trong môi trường biển.Vymazal (1995) tóm tắt mà nitrat hóa là trong fluenced bởi nhiệt độ, giá trị pH kiềm của nước, vô cơ C nguồn, độ ẩm, vi khuẩn popula-tion, và nồng độ oxy amoni-N và hòa tan. Nhiệt độ tối ưu cho nitrat hóa trong nền văn hóa tinh khiết khoảng 25-35 ° C và trong đất từ30-40 ° C. Cooper et al. (1996) chỉ ra rằng nhiệt độ tối thiểu cho sự phát triển của Nitrosomonas và Nitrobacter là 5 và 4 ° C, tương ứng. Paul và Clark (1996) báo cáo rằng giá trị pH tối ưu có thể khác nhau từ6.6 để 8.0, Tuy nhiên, tolerant hệ thống có thể là op-erated nitrify tại một giá trị pH thấp hơn nhiều (Cooper et al.,Năm 1996). khoảng 4.3 mg O2 mỗi mg ammoniacal nitơ bị ôxi hóa để nitrat nitơ cần thiết.Trong quá trình chuyển đổi, một số lượng lớn của kiềm isconsumed, khoảng 8,64 mg HCO3 mỗi mg ammoniacal nitơ ôxi hóa (Cooper và ctv., 1996).Sự tham gia của nấm trong nitrat hóa đầu tiên đã được đề xuất năm 1894 nhưng chỉ gần đây nó đã được thực hiện nghiêm túc như là một quá trình đất. Dị nitrifiers bây giờ được biết là có khả năng sản xuất NO− từ nguồn vô cơ và hữu cơ với trung gian hiển thị trong Eq. (6). Bởi vì nhiều người trong số các nitrifiers dị cũng là denitrifiers, nó rất dễ dàng để đánh giá thấp tầm quan trọng của quá trình này trong tự nhiên (Focht và Verstraete, 1977; Paul và Clark, 1996). Vi khuẩn chẳng hạn như Arthrobacter globiformis, Aerobacter aerogenes, của tôi - cobacterium phlei, Streptomyces griseus, Thiosphaera, và Pseudomonas spp. đã được tìm thấy để nitrify. Sinh vật lớn tham gia dường như là nấm, ví dụ như, như pergillus flavus, Penicillium hoặc Cephalosporium (Paul và Clark, 1996).Nitrat hóa tỷ giá trong vùng đất ngập nước đã được báo cáo để trong khoảng 0,01-2.15 g N m− 2 d− 1 với giá trị trung bình của 0.048 g N m− 2 d− 1 (Reddy và D'Angelo,năm 1997; Tanner et al., 2002).