Principal diferença - nitrificação vs desnitrificação

O nitrogênio é um elemento essencial para a vida na Terra. Ele atua como um componente de proteínas, ácidos nucléicos e muitos outros compostos importantes. O nitrogênio circula pelo meio ambiente por meio do ciclo do nitrogênio. As principais etapas do ciclo do nitrogênio incluem fixação de nitrogênio, assimilação de nitrogênio, amonificação, nitrificação e desnitrificação. Conseqüentemente, a nitrificação e a desnitrificação são dois estágios importantes do ciclo do nitrogênio. A nitrificação é a conversão biológica de amônio em nitrato. A desnitrificação é a conversão biológica de nitrato em gás nitrogênio. Esta é a principal diferença entre nitrificação e desnitrificação. Ambas as conversões são biológicas, pois essas conversões são feitas por micróbios.

Principais áreas cobertas

1. O que é nitrificação - Definição, Processo 2. O que é desnitrificação - Definição, Processo, Aplicação 3. Qual é a diferença entre nitrificação e desnitrificação - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Amônio, Microorganismos Oxidantes de Amônia, Desnitrificação, Nitrato, Nitrificação, Bactérias Nitrificantes, Nitrogênio, Ciclo de Nitrogênio, Microorganismo Oxidante de Nitrito

O que é nitrificação

A nitrificação é uma fase do ciclo do nitrogênio em que o amônio é convertido em nitrato por meios biológicos ou químicos. A nitrificação é um processo de oxidação. Aqui, formas reduzidas de nitrogênio inorgânico e orgânico, principalmente amônio, são convertidas em nitrato, que é uma forma oxidada de nitrogênio.

A nitrificação é um processo biológico mediado por microrganismos. Este estágio do ciclo do nitrogênio inclui duas reações químicas. Na primeira etapa, o amônio é convertido em nitrito, seguido pela oxidação do nitrito em nitrato. Esse processo é benéfico para os microrganismos, uma vez que eles podem derivar a energia necessária para seu crescimento por meio dessas reações químicas. Esses microrganismos são conhecidos como microrganismos nitrificantes.

Uma vez que o processo de nitrificação inclui duas reações químicas, existem dois grupos de microrganismos nitrificantes envolvidos na nitrificação. Um grupo é composto por oxidantes de amônia e o outro grupo por microrganismos oxidantes de nitrito.

Figura 1: Ciclo do nitrogênio

Microorganismos Oxidantes de Amônia

Este grupo de microrganismos inclui autótrofos obrigatórios e arquéias oxidantes de amônia. A bactéria mais comum e conhecida neste processo é a Nitrosomonas. Eles podem mediar a conversão de amônia ou amônio em nitrito da seguinte maneira.

NH₄⁺ + 1,5O₂ → NÃO₂^– + H₂O + H⁺

Microorganismo oxidante de nitrito

Este grupo inclui bactérias que podem converter nitrito em nitrato. A bactéria mais comum e conhecida neste processo é o nitrobator. A reação é a seguinte.

NÃO₂^– + 0,5O₂ → NÃO₃^–

A nitrificação depende de alguns fatores. Como a maioria das bactérias, as bactérias nitrificantes são sensíveis à temperatura. A taxa máxima de nitrificação pode ser observada na temperatura ideal para bactérias nitrificantes (0-35^oC). e também, essas bactérias são extremamente sensíveis a baixas concentrações de oxigênio. A taxa de nitrificação cai em baixas concentrações de oxigênio. A nitrificação é mais rápida em valores de pH em torno de 8-9. Além disso, a presença de substâncias inibidoras pode limitar a nitrificação. Todos esses fatores afetam o crescimento de bactérias nitrificantes.

O que é desnitrificação

A desnitrificação é um estágio do ciclo do nitrogênio em que as formas oxidadas do nitrogênio são convertidas em nitrogênio gasoso por meios biológicos ou químicos. Esta é uma reação de redução. O nitrato é a forma oxidada do nitrogênio e a desnitrificação converte essa forma oxidada na forma reduzida: o nitrogênio gasoso. Aqui, o estado de oxidação do nitrogênio muda de +5 para 0.

Assim como a nitrificação, a desnitrificação é um processo biológico. Isso ocorre porque essa conversão de nitrato é mediada por microrganismos. A principal classe de bactérias que está envolvida na desnitrificação são os anaeróbios facultativos. As formas oxidadas de nitrogênio que sofrem desnitrificação são nitratos e nitritos.

Figura 2: Desnitrificação por meios biológicos

Reação de desnitrificação

NÃO₃^– → N₂O → N₂

Um importante aplicação de desnitrificação está na purificação de água. A desnitrificação pode remover espécies de nitrogênio da água na forma de nitrogênio gasoso. A desnitrificação pode ser feita em três métodos de tratamento de água: troca iônica, redução química e desnitrificação biológica. No processo de troca iônica, íons indesejados, como nitratos, são trocados por outros íons, seguido pela remoção dos íons nitrato. Na redução química, os agentes redutores são usados ​​para reduzir o nitrato a gás nitrogênio. A desnitrificação biológica utiliza microrganismos desnitrificantes como Thiobacillus e Pseudomonas.

Diferença entre nitrificação e desnitrificação

Definição

Nitrificação: A nitrificação é um estágio do ciclo do nitrogênio em que o amônio é convertido em nitrato por meios biológicos ou químicos.

Desnitrificação: A desnitrificação é um estágio do ciclo do nitrogênio em que as formas oxidadas do nitrogênio são convertidas em nitrogênio gasoso por meios biológicos ou químicos.

Processo

Nitrificação: A nitrificação inclui a conversão de espécies de nitrogênio reduzido em espécies de nitrogênio oxidado.

Desnitrificação: A desnitrificação inclui a conversão de espécies de nitrogênio oxidado em espécies de nitrogênio reduzido.

Produto final

Nitrificação: O produto final da nitrificação é o nitrato.

Desnitrificação: O produto final da desnitrificação é o gás nitrogênio.

Espécies iniciais

Nitrificação: A nitrificação começa com amônia ou íons de amônio.

Desnitrificação: A desnitrificação começa com nitrato.

Microorganismos

Nitrificação: A nitrificação é mediada por microrganismos nitrificantes como Nitrosomonas, Nitrobacter.

Desnitrificação: A desnitrificação é mediada por microrganismos desnitrificantes, como Thiobacillus e Pseudomonas.

Conclusão

A nitrificação e desnitrificação são duas etapas principais do ciclo do nitrogênio. O ciclo do nitrogênio é a circulação do nitrogênio no meio ambiente. A principal diferença entre nitrificação e desnitrificação é que a nitrificação é a conversão de amônio em nitrato, enquanto a desnitrificação é a conversão de nitrato em gás nitrogênio.

Referências:

1. “Bactérias desnitrificantes”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 14 de dezembro de 2011, disponível aqui.2. "Nitrificação." Enciclopédia de Ciências da Vida, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Ciclo de nitrogênio” de Cicle_del_nitrogen_de.svg: * Cicle_del_nitrogen_ca.svg: Johann Dréo (Usuário: Nojhan), traduction de Joanjoc d'après Imagem: Cycle azote fr.svg.derivative work: Burkhard (falar) Nitrogen_Cycle.jpg: Ambiental Agência de Proteção Trabalho derivado: Raeky () - Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. “1.12 Tampões para nitrogênio” pelo National Agroforestry Center (CC BY 2.0) via Flickr