Η βασική διαφορά μεταξύ anammox και απονιτροποίησης είναι ότι το anammox αναφέρεται στην αναερόβια οξείδωση του αμμωνίου, η οποία μετατρέπει το αμμώνιο και τα νιτρώδη σε αέριο άζωτο υπό ανοξικές συνθήκες. Εν τω μεταξύ, ενώ η απονιτροποίηση είναι ο βιολογικός μετασχηματισμός των νιτρικών σε N2 με απονιτροποίηση βακτηρίων.
Ο κύκλος του αζώτου είναι ένας σημαντικός βιογεωχημικός κύκλος στον οποίο το άζωτο μετατρέπεται σε διαφορετικές χημικές μορφές όπως NH3, NH4 +, ΟΧΙ2–, ΟΧΙ3 – κ.λπ. Υπάρχουν τέσσερις κύριες διεργασίες που παρατηρούνται στον κύκλο του αζώτου. Είναι η σταθεροποίηση, η αμμωνοποίηση, η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση. Πολλές από αυτές τις διεργασίες πραγματοποιούνται από μικροοργανισμούς, ιδιαίτερα από βακτήρια που υπάρχουν στο έδαφος. Το Anammox είναι μια από τις τελευταίες προσθήκες στον κύκλο του αζώτου. Είναι η διαδικασία της αναερόβιας οξείδωσης του αμμωνίου. Μια συγκεκριμένη ομάδα βακτηρίων γνωστών ως πλαγκτομύκητες πραγματοποιεί αυτή τη διαδικασία. Διαθέτουν ένα ειδικό οργανίδιο που ονομάζεται αναμοξοσώματα, τα οποία παρέχουν τη θέση για την αντίδραση anammox. Ωστόσο, στο τέλος, τόσο η απονιτροποίηση όσο και το anammox παράγουν αέριο άζωτο.
Τι είναι το Anammox;
Το Anammox είναι μια διαδικασία που ονομάζεται αναερόβια οξείδωση αμμωνίου. Είναι μια αντίδραση που χρησιμοποιεί αμμώνιο και νιτρώδη ως δέκτες ηλεκτρονίων και παράγει αέριο άζωτο υπό ανοξικές συνθήκες. Η αντίδραση Anammox είναι μια από τις τελευταίες προσθήκες στον βιοχημικό κύκλο του αζώτου. Μια εξειδικευμένη ομάδα βακτηρίων που μοιάζουν με πλαγκτομύκητες το οδηγεί κυρίως. Αυτά τα βακτήρια αντλούν την ενέργειά τους για ανάπτυξη από τη μετατροπή του αμμωνίου και των νιτρωδών αλάτων σε αέριο δινιτρογόνο σε πλήρη απουσία οξυγόνου. Διαθέτουν ένα αναμοξόσωμα: ένα διαμέρισμα δεσμευμένο στη μεμβράνη μέσα στο κυτταρόπλασμα που παρέχει τον μηχανισμό για τη διαδικασία anammox. Επιπλέον, αυτά τα βακτήρια είναι γεμάτα με πρωτεΐνες τύπου κυτοχρώματος c, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων που εκτελούν τις βασικές καταβολικές αντιδράσεις της διαδικασίας anammox, κάνοντας τα κύτταρα εντυπωσιακά κόκκινα. Τα βακτήρια Anammox παρουσιάζουν εξαιρετικά αργό ρυθμό ανάπτυξης.
Εικόνα 01: Anammox
Στο θαλάσσιο περιβάλλον, πάνω από το 50% του αερίου N2 που απελευθερώνεται μπορεί να παράγεται από τα βακτήρια anammox. Επιπλέον, η διαδικασία anammox προσφέρει μια ελκυστική εναλλακτική λύση στα σημερινά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων για την απομάκρυνση του αζώτου αμμωνίας (NH4-N). Εξοικονομεί επίσης ~75% νιτροποίηση και 100% απονιτροποίηση του κύκλου αζώτου.
Τι είναι η απονιτροποίηση;
Απονιτροποίηση είναι η διαδικασία αναγωγής των νιτρικών αλάτων στο έδαφος σε αέριο άζωτο της ατμόσφαιρας μέσω της απονιτροποίησης των βακτηρίων. Είναι το αντίθετο της νιτροποίησης. Η απονιτροποίηση είναι ένα ουσιαστικό βήμα στον κύκλο του αζώτου, ο οποίος απελευθερώνει σταθερό αέριο άζωτο πίσω στην ατμόσφαιρα και ολοκληρώνει τον κύκλο του αζώτου.
Εικόνα 02: Απονιτροποίηση
Η απονιτροποίηση διευκολύνεται από απονιτροποιητικά βακτήρια όπως Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, κ.λπ. Αυτά τα βακτήρια είναι προαιρετικά αναερόβια και ετερότροφα βακτήρια. Λειτουργούν κάτω από αναερόβιες ή ανοξικές συνθήκες όπως τα υδάτινα εδάφη. Χρησιμοποιούν νιτρικά ως αναπνευστικό τους υπόστρωμα και ως αποτέλεσμα αυτού, τα νιτρικά απελευθερώνονται ως αέριο άζωτο στην ατμόσφαιρα. Ομοίως, τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι ικανά να μειώνουν τα νιτρικά και τα νιτρώδη στη φυσική τους διατομική μορφή αέριο άζωτο. Μέσω αυτής της διαδικασίας, τα επίπεδα ατμοσφαιρικού αζώτου αναγεννώνται στην κανονική συγκέντρωση.
Η αντίδραση απονιτροποίησης απεικονίζεται παρακάτω.
ΟΧΙ3– → ΟΧΙ2–→ ΟΧΙ + N2O → N2 (g)
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του Anammox και της απονιτροποίησης;
- Anammox και η απονιτροποίηση είναι δύο σημαντικά μέρη του κύκλου του αζώτου.
- Αυτές οι διαδικασίες παράγουν αέριο άζωτο.
- Τα βακτήρια είναι οι κύριοι μικροοργανισμοί που πραγματοποιούν και τις δύο διαδικασίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Anammox και απονιτροποίησης;
Anammox είναι η αναερόβια οξείδωση του αμμωνίου, η οποία είναι η αντίδραση που μετατρέπει το αμμώνιο και τα νιτρώδη άλατα σε αέριο άζωτο υπό ανοξικές συνθήκες. Αντίθετα, η απονιτροποίηση είναι η αναγωγή των νιτρικών σε αέριο άζωτο μέσω της απονιτροποίησης των βακτηρίων. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ anammox και απονιτροποίησης. Εξάλλου, η διεργασία anammox είναι η αντίδραση του NH4+ + ΟΧΙ2− → N2 + 2H2O, ενώ η απονιτροποίηση είναι η αντίδραση του ΟΧΙ3 – → ΟΧΙ2– → ΟΧΙ + N2 O → N2 (g). Επομένως, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ anammox και απονιτροποίησης.
Επιπλέον, η αντίδραση anammox γίνεται από βακτήρια που ανήκουν σε πλαγκτομύκητες (Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jeettenia και είδη Scalindua). Αντίθετα, η απονιτροποίηση γίνεται από βακτήρια όπως Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans κ.λπ. Έτσι, αυτή είναι επίσης μια σημαντική διαφορά μεταξύ anammox και απονιτροποίησης.
Σύνοψη – Anammox εναντίον Απονιτροποίησης
Το Anammox είναι η αντίδραση που μετατρέπει το αμμώνιο και τα νιτρώδη σε αέριο άζωτο υπό ανοξικές συνθήκες από τα βακτήρια anammox, ενώ η απονιτροποίηση είναι η διαδικασία αναγωγής νιτρικών και νιτρωδών σε αέριο άζωτο μέσω της απονιτροποίησης των βακτηρίων. Τόσο το anammox όσο και η απονιτροποίηση είναι σημαντικές διεργασίες στον βιοχημικό κύκλο του αζώτου. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ anammox και απονιτροποίησης.
