Het belangrijkste verschil tussen anammox en denitrificatie is dat anammox verwijst naar anaërobe ammoniumoxidatie, die ammonium en nitrieten onder anoxische omstandigheden omzet in stikstofgas. Terwijl denitrificatie de biologische transformatie is van nitraat in N2 door denitrificerende bacteriën.
De stikstofcyclus is een belangrijke biogeochemische cyclus waarin stikstof wordt omgezet in verschillende chemische vormen zoals NH3, NH4 +, NO2–, NO3 – enz. Er zijn vier belangrijke processen te zien in de stikstofcyclus. Dit zijn fixatie, ammonificatie, nitrificatie en denitrificatie. Veel van deze processen worden uitgevoerd door micro-organismen, met name bacteriën die in de bodem aanwezig zijn. Anammox is een van de nieuwste toevoegingen aan de stikstofkringloop. Het is het proces van anaërobe ammoniumoxidatie. Een specifieke groep bacteriën, bekend als planctomyceten, voert dit proces uit. Ze bezitten een speciaal organel genaamd anammoxosomen, die de plaats bieden voor de anammox-reactie. Maar uiteindelijk produceren zowel denitrificatie als anammox stikstofgas.
Wat is Anammox?
Anammox is een proces dat anaërobe ammoniumoxidatie wordt genoemd. Het is een reactie die ammonium en nitriet als elektronenacceptoren gebruikt en stikstofgas produceert onder anoxische omstandigheden. Anammox-reactie is een van de nieuwste toevoegingen aan de biochemische stikstofcyclus. Een gespecialiseerde groep planctomyceet-achtige bacteriën drijft het voornamelijk aan. Deze bacteriën halen hun energie voor groei uit de omzetting van ammonium en nitriet in distikstofgas in volledige afwezigheid van zuurstof. Ze bezitten één anammoxosoom: een membraangebonden compartiment in het cytoplasma dat de machinerie voor het anammox-proces levert. Bovendien zitten deze bacteriën boordevol cytochroom c-type eiwitten, waaronder de enzymen die de belangrijkste katabole reacties van het anammox-proces uitvoeren, waardoor de cellen opmerkelijk rood worden. Anammox-bacteriën vertonen een extreem langzame groeisnelheid.
Figuur 01: Anammox
In het mariene milieu kan meer dan 50% van het vrijkomende N2-gas worden geproduceerd door anammoxbacteriën. Bovendien biedt het anammox-proces een aantrekkelijk alternatief voor de huidige afvalwaterzuiveringsinstallaties voor de verwijdering van ammoniak-stikstof (NH4-N). Het bespaart ook ~75% nitrificatie en 100% denitrificatie van de stikstofcyclus.
Wat is denitrificatie?
Denitrificatie is het proces waarbij nitraten in de bodem worden gereduceerd tot atmosferisch stikstofgas door bacteriën te denitrificeren. Het is het tegenovergestelde van nitrificatie. Denitrificatie is een essentiële stap in de stikstofcyclus, waarbij vast stikstofgas terug in de atmosfeer vrijkomt en de stikstofcyclus voltooit.
Figuur 02: Denitrificatie
Denitrificatie wordt vergemakkelijkt door denitrificerende bacteriën zoals Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, enz. Deze bacteriën zijn facultatief anaërobe en heterotrofe bacteriën. Ze werken onder anaërobe of anoxische omstandigheden zoals drassige bodems. Ze gebruiken nitraat als hun ademhalingssubstraat en als gevolg daarvan komt nitraat als gasvormige stikstof vrij in de atmosfeer. Evenzo zijn denitrificerende bacteriën in staat nitraten en nitrieten te reduceren tot zijn natuurlijk voorkomende diatomische vorm stikstofgas. Door dit proces worden atmosferische stikstofniveaus geregenereerd tot de normale concentratie.
De denitrificatiereactie wordt hieronder geïllustreerd.
NEE3– → NEE2–→ NEE + N2O → N2 (g)
Wat zijn de overeenkomsten tussen anammox en denitrificatie?
- Anammox en denitrificatie zijn twee belangrijke onderdelen van de stikstofcyclus.
- Deze processen produceren stikstofgas.
- Bacteriën zijn de belangrijkste micro-organismen die beide processen uitvoeren.
Wat is het verschil tussen anammox en denitrificatie?
Anammox is de anaërobe ammoniumoxidatie, de reactie die ammonium en nitrieten onder anoxische omstandigheden omzet in stikstofgas. Denitrificatie daarentegen is de reductie van nitraat tot gasvormige stikstof door denitrificerende bacteriën. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen anammox en denitrificatie. Bovendien is het anammox-proces de reactie van NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O, terwijl denitrificatie de reactie is van NO3 – → NEE2– → NEE + N2 O → N2 (g). Daarom is dit een ander verschil tussen anammox en denitrificatie.
Bovendien wordt de anammox-reactie uitgevoerd door bacteriën die behoren tot de planctomyceten (soorten Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia en Scalindua). Daarentegen wordt denitrificatie gedaan door bacteriën zoals Pseudomonas, Clostridium, Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, enz. Dit is dus ook een belangrijk verschil tussen anammox en denitrificatie.
Samenvatting – Anammox versus denitrificatie
Anammox is de reactie die ammonium en nitrieten omzet in stikstofgas onder anoxische omstandigheden door anammox-bacteriën, terwijl denitrificatie het proces is waarbij nitraat en nitriet worden gereduceerd tot stikstofgas door bacteriën te denitrificeren. Zowel anammox als denitrificatie zijn belangrijke processen in de biochemische stikstofcyclus. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen anammox en denitrificatie.
