Dénitrification

Définition

La dénitrification est l'action de dénitrifier, c'est à dire une réduction des ions nitrates NO₃^- en ions ammonium NH₄⁺ ou en azote gazeux N₂ par les bactéries dénitrifiantes ou des organismes dénitrifiants.

⭐ Par dénitrification, on entend la conversion de l'azote lié dans le nitrate en azote moléculaire NO₂ gazeux et en oxydes d'azote, par certaines bactéries hétérotrophes et certaines bactéries autotrophes, dénommées par conséquent bactéries dénitrifiantes.

La dénitrification après la nitrification :

La phase de dénitrification consiste à transformer les nitrates en azote gazeux (N₂) ou en azote assimilé (NH₃).

Explications

Pour l'azote, c'est l'une des phases essentielles du cycle de l'azote, on l'appelle parfois, sous la forme d'une respiration anaérobie, la respiration nitrate. La dénitrification suit la phase de nitrification dans le cycle de l'azote. Elle se passe essentiellement en milieu anaérobie, à une concentration d'oxygène moléculaire (dioxygène) O₂ inférieure à 0,2 mg/l. Le processus est lié aux membranes des bactéries, au cours desquelles l'énergie est conservée sous la forme d'une différence de concentration en protons entre les espaces séparés par la membrane.

Le processus sert les bactéries pour la production d'énergie. Dans ce cas, en l'absence d'oxygène moléculaire O₂ (conditions anoxiques ou anaérobies) et de diverses substances oxydables (donneurs d'électrons), telles que les substances organiques, sulfure d'hydrogène H₂S et hydrogène moléculaire H₂, oxydées avec nitrate comme oxydant. Le processus est donc une possibilité de métabolisme énergétique, à savoir un métabolisme énergétique oxydatif.

✅ Dans les aquariums, ce sont essentiellement des bactéries du genre Pseudomonas, anaérobies facultatives, qui interviennent pour la dénitrification hétérotrophe par réduction incidente.Il existe également Thiobacillus denitrificans, bactérie présente dans les réacteurs au soufre.

Puisque les potentiels rédox de toutes les étapes de dénitrification sont positifs, ces bactéries peuvent utiliser le nitrate comme accepteur d'électrons (oxydant) pour leur métabolisme énergétique oxydatif (phosphorylation oxydative) si l'oxygène moléculaire O₂ est limité ou inexistant (rapports anoxiques ou hypoxiques). L'oxydation d'une mole de glucose avec du nitrate libère un maximum de 2670 kJ d'énergie (ΔG 0'= -2670 kJ).

L'origine de l'oxydation des substances organiques ou inorganiques électrons (e -) ou de l'hydrogène résultant (H) est transférée par un transporteur d'électrons et d'hydrogène, qui diffèrent selon les différentes enzymes et bactéries. En règle générale, les cytochromes et les quinones servent de porteurs d'électrons ou d'hydrogène. Le transport d'électrons conduit à la synthèse de l'ATP au moyen du couplage chimiosmotique et donc à la conservation de l'énergie. En plus de N₂, cependant, une plus petite quantité de N₂O (gazeux) intermédiaire est libérée. Ce processus se déroule dans la nature partout où le nitrate et par les dénitrifiants, la matière organique oxydable est disponible dans des conditions anoxiques ou hypoxiques (par exemple les marécages, les sols, les sédiments dans les rivières et les lacs). Certaines bactéries peuvent également contenir de l'hydrogène moléculaire H₂, du sulfure d'hydrogène H₂S, de l'ammonium NH₄⁺, des ions fer (II) Fe₂⁺ et du méthane avec du nitrate NO₃^- sont oxydés pour former de l'azote moléculaire N₂.

L'azote lié au nitrate est converti par dénitrification en azote moléculaire N₂, qui est converti en une forme largement inerte (Lat inerte, inactif) et ne peut pas être utilisé par la plupart des êtres vivants comme nutriment (source d'azote). Dans les eaux et les sols, il n'est plus disponible dans le sens d'un engrais et n'est plus pertinent pour l'environnement. L'azote moléculaire N₂ qui en résulte s'échappe largement dans l'atmosphère, dont il est déjà le composant principal. La dénitrification et le processus anammox découvert récemment sont les seules voies métaboliques dans lesquelles l'azote lié se transforme en forme moléculaire et constitue donc une composante essentielle du cycle de l'azote.

Techniquement, la dénitrification est utilisée dans le traitement des eaux usées dans les usines de traitement des eaux usées pour éliminer les nitrates. Il peut également être utilisé pour éliminer les nitrates dans la production d'eau potable (voir traitement de l'eau). Le réducteur (donneur d'électrons) est souvent de l'alcool, plus rarement de l'hydrogène moléculaire.

En rapport avec "dénitrification"

• ammonium

  

  L'ammonium est l'ion polyatomique NH4+, dérivé de l'azote. Ce cation est la forme ionisée de l'ammoniaque, soit l'ammoniaque ionisée qui forme des sels avec...

• bactérie dénitrifiante

  

  Les bactéries dénitrifiantes, après la phase de nitrification, permettent la dénitrification d'un milieu, c'est-à-dire enlever l'azote présent sous forme...

• dénitrateur

  

  Un dénitrateur est un réacteur qui permet la réduction du taux de nitrate dans un système aquatique.

• dénitrifiant

  

  Un organisme ou un composé dénitrifiant participe, non pas à la nitrification mais à la dénitrification.