Nitrifikasyon ve Bakterileri

Merhabalar ;

Bu makalede akvaryumlarımızdaki nitrifikasyon'u yapan bakteriler hakkında bilgi paylaşımı yapacağım.Fakat konuya ortadan girmemek adına önce biraz nitrifikasyondan bahsetmek istiyorum.

Nitrifikasyon

Ortamda bulunan aerobik bakterilerin çeşitli formlarının azot, amonyum ve nitriti kullanarak kademe kademe nitrata dönüştürmesine nitrifikasyon denir.Yani , artık yemler , balık dışkılarının vs. sayesinde oluşan amonyak , önce nitrite , daha sonra nitrata çevrilmektedirler.Amonyak düşük ph'ta amonyum'a dönmektedir.Nitrifikasyon organik bir süreçtir . Oluşabilmesi için ortamda öncelikle aerobik bakterilerin bulunması gerekir.

O₂ O₂NH₃ ----------------- NO₂ ------------------ NO₃nitrosomonas nitrobacter

Bu reaksiyonu gerçekleştiren bakterilerde nitrifikasyon bakterileri adın alır.

Amonyağın, Nitrite Çevrilmesi

      Sicaklik ° C

pH        22   -   24   -    26 -   28

7.8 -    2.8 -   3.2 -   3.6 -   4.0
8.0 -    4.3 -   5.0 -   5.6 -   6.2
8.2 -     6.7 -   7.7 -   8.5 -   9.3
8.4 -    10.2 - 11.6 - 12.9 -   14.0

Değişik yollardan suya ulaşan amonyak nitrosomonas gibi nitrit bakterileri tarafından parçalanır. Bu bakteriler amonyağı absorbe ederken ortama nitrit (NO2) iyonları bırakırlar. Bu işlem sırasında açığa çıkan enerji, bakterinin karbonhidratları sentez etmesinde kullanılır. Bakteri tarafından amonyaktan sentez edilen nitrit nitrobacter'ler tarafından oksitlenerek ekolojik açıdan büyük önem taşıyan nitrat meydana getirilir.

Nitritin Nitrata Çevrilmesi

Nitritin ortamda birikmesi nitrifikasyon bakterlerinin ölümüne neden olabilir. Bunun engellenmesi için nitritin (HNO2) nitrata (HNO3) çevrilmesi gerekir. Nitrat bakterileri nitriti, nitrata çevirir ve enerji kazanır.

HNO2 + O2 Nitratlaşma HNO3 + 43 kalori

Nitrit Nitrat kimyasal enerji

Yukardaki reaksiyonlarla açığa çıkan kimyasal enerji aynı bakteriler tarafından besin üretiminde kullanılır.

Nitrifikasyon Bakterileri

Bu gruptaki bakteriler, enerji kaynağı olarak indirgenmiş inorganik azot kaynaklarını kullanırlar. Bunlar da amonyak (NH3) ve nitrittir (NO2). Bu grubun üyeleri amonyağı nitrite ya da nitriti nitrata (NO3) yükseltgerler (okside ederler). Her iki kaynağı da okside edebilen bir tür yoktur. Bu canlılara kemolitotrof da denir.Nitrifikasyon bakterileri amonyağı nitrite, nitritide nitrata çevirir ve enerji kazanır.

Nitrobacter spp. Birçok nitrifikasyon bakterisinin hücre zarında, NH3 oksidasyonu için gereken amonyak monooksijenaz enzimi bulunur. Bu bakteriler toprakta ve suda bulunurlar. Amonyağın bolca bulunduğu lağımın döküldüğü bölgeler onlar için ideal yaşam alanlarıdır.

Grubun önemli cinsleri: Nitromonas, Nitrobacter'dir.

Atık suyun arıtımı için gerekli oksijenin belirli bir kısmı, amonyağın nitrata yükseltgenmesinde kullanılır. Ototrofik bakteriler olan Nitrosomonas ve Nitrobacter bu iki kademeli oksidasyondan sorumludur. Nitrifikasyon bakterileri, hücre büyümesi için, atıksudaki karbon dioksit ve onunla ilgili iyon türleri gibi oksitlenmiş karbon bileşiklerini kullanırlar. Bu nedenle, büyümeleri ve gelişmeleri için karbonlu maddelerin giderimi tamamlanmış olmalıdır. Nitrifikasyon bakterileri gerekli olan enerjilerini amonyağın önce nitrite ve nitritin de nitrata yükseltgenmesi sonucunda elde ederler. Bu reaksiyonlar sırasında açığa çıkan enerji miktarı oldukça az olduğundan ve ayrıca bu enerjinin karbon dioksitin hücresel karbona dönüştürülmesinde kullanılmasından dolayı, aktif çamur süreçlerindeki nitrifikasyon bakterisi sayısı oldukça azdır.

Nitrifikasyon bakterilerinin büyüme hızlarını, iz elementlerin varlığı da etkiler. Kalsiyum, bakır, demir, magnezyum, mangan, fosfor, sodyum ve çinko gibi elementler büyüme için gereklidir. Bakır, amonyağın nitrite yükseltgenmesi kademesinde enzimleri aktive eden bir "ko-faktör"dür. Molibden Nitrobacterin büyümesini hızlandırır. Nitrifikasyon bakterileri evsel atıksularda bulunur. Bununla beraber, aktif çamur süreçlerinde birçok atıksu, sistem karbonlu maddelerin giderimini sağlayan organizmaların hızlı büyümesine göre tasarımlandığından dolayı nitrifiye edilemez. Katı alıkonma süresinin (KAS) arttırılması ile nitrifikasyon gerçekleşir. Yüksek KAS nitrifikasyon bakterilerinin belirli bir sayıda bulunmasını sağlar. Tam nitrifikasyon için gerekli olan oksijen miktarı oldukça fazladır. Evsel atıksuyun 20 ila 30 mg/L mertebesinde amonyak azotu içermesi ve 1 mg amonyak azotunun 4.3 ila 4.6 mg O2 / mg NO3-'lik oksijen gereksinimi, aktif çamur süreci için gerekli olan toplam oksijen gereksinimini ve dolayısı ile sistemin kurulu gücünü arttırır.

Nitrifikasyonun gerçekleşmesi için % 90'ın üzerinde bir amonyak azotu giderimi sözkonusudur. Daha önce de değinildiği gibi, nitrifikasyon KAS'ne bağlıdır ve en azından 10 gün'lük bir KAS gerektirir. Sabit bir sıcaklıkta, nitrifikasyon eldesi için gerekli havalandırma süresi, genellikle, giren BOI 5 konsantrasyonunun artması ile artar. Bunun nedeni, yüksek karbonlu madde nedeni ile artan karbonlu madde gideren organizma sayısı karşısında nispi nitrifikasyon bakterisi sayısının azalmasıdır. Nitrifikasyon için yüksek KAS gerektiğinden, azot oksidasyonu için iki kademeli aktif çamur sürecinin yapılması önerilmektedir. İlk kademede teşkil edilen yüksek hızlı aktif çamur sürecinde karbonlu madde giderimi gerçekleştirilir. İkinci kademede ise nitrifikasyon gerçekleştirilir. Her kademe ayrı bir çökeltme havuzuna ve geri çevrim oranına sahiptir.

Oksijen konsantrasyonunun 1 mg/L'den daha az olması nitrifikasyon bakterilerini inhibe eder. Yüksek KAS'nde ve düşük oksijen alım hızlarında, nitrifikasyon bakterileri için sistemde daha fazla oksijen bulunacaktır. Nitrifikasyon bakterilerinin büyümesi için gerekli olan optimum pH aralığı 8-9'dur. Nitrifikasyon için çok geniş bir sıcaklık aralığının verilmesine rağmen, sıcaklığın azalması ile nitrifikasyon hızı azalır. KAS'nin arttırılması ile düşük sıcaklığın etkisi karşılanabilir. Amonyağın nitrata yükseltgenmesi sırasında mineral asidite üretilir. Yeterli alkalinite yoksa, sistemin pH'ı düşer. Sonuçta nitrifikasyon inhibe edilebilir. Atıksuyun tamponlama kapasitesine bağlı olarak, oksitlenen 1 mg amonyak azotu başına 7.1 mg CaCO3 alkalinitesi tüketilir. pH'ı sabit tutmak için, oksitlenen 1 kg amonyak azotu başına 5.4 kg sulu kireç ilave edilmelidir. Nitrifikasyon süresince 50 mg/L'lik bir kalıntı alkalinitenin korunması gerekir.

Biyolojik filtrasyon hakkındaki bilgiler (Ntrifikasyon ve denitrifikasyon) sitemizin ana sayfasında bulunan makalelerde detaylı anlatımlar mevcuttur.

Biyolojik Filtrasyon I

http://www.akvaryum.com/makale.asp?id=21&alt_kat=199

Biyolojik Filtrasyon II

http://www.akvaryum.com/makale.asp?id=21&alt_kat=399

Saygılar

Kaynaklar:

biltek.tubitak.gov.tr
web.deu.edu.tr

osshazirlik.org

artuz.com

Ekleyen: Furkan CAN

YORUM YAZ

Yüzgeç Erimesi 2

05 Şubat 2009

Bakteriyel kökenli hastalıktır.Yüzgeç erimesi, balık hastalıkları arasında en genel olan ve en çok görünen hastalık çeşitidirBir çok bakterinin neden olduğu bastalık, diğer hastalıklarla eş zamanlı olarak görülebilir.Genelde tedavi edilebilen...