硝化作用的主要区别(main difference nitrification) vs. 反硝化(denitrification)

氮是地球上生命的基本元素。它是蛋白质、核酸和许多其他重要化合物中的一种成分。氮通过氮循环在整个环境中循环。氮循环的主要步骤包括固氮、氮同化、氨化、硝化和反硝化。因此，硝化作用和反硝化作用是氮循环的两个重要阶段。硝化作用是将氨氮生物转化为硝酸盐。反硝化是将硝酸盐生物转化为氮气的过程。这是硝化和反硝化的主要区别。这两种转化都是生物性的，因为这些转化是由微生物完成的。

覆盖的关键领域

1.什么是硝化作用-定义、过程2.什么是反硝化作用-定义、过程、应用3.硝化作用和反硝化作用的区别是什么-关键区别的比较

关键词：氨、氨氧化微生物、反硝化、硝酸盐、硝化作用、硝化细菌、氮、氮循环、亚硝酸盐氧化微生物

什么是硝化作用(nitrification)？

硝化作用是氮循环的一个阶段，其中铵通过生物或化学方法转化为硝酸盐。硝化是一个氧化过程。在这里，还原态的无机氮和有机氮（主要是铵）被转化为硝酸盐，硝酸盐是氮的一种氧化态。

硝化是一种由微生物介导的生物过程。氮循环的这一阶段包括两个化学反应。第一步，铵被转化为亚硝酸盐，然后亚硝酸盐氧化为硝酸盐。这一过程对微生物有益，因为它们可以通过这些化学反应获得生长所需的能量。这些微生物被称为硝化微生物。

由于硝化过程包括两个化学反应，硝化过程中涉及到两类硝化微生物。一类是氨氧化剂，另一类是亚硝酸盐氧化微生物。

Figure 1: Nitrogen Cycle

氨氧化微生物

这类微生物包括专性自养菌和氨氧化古菌。在这个过程中最常见和最著名的细菌是亚硝基单胞菌。它们可以调节氨或铵转化为亚硝酸盐，如下所示。

NH4++1.5O2→ NO2–+H2O+H+

亚硝酸盐氧化微生物

这类细菌可以将亚硝酸盐转化为硝酸盐。在这个过程中最常见和最著名的细菌是亚硝基杆菌。反应如下。

二氧化氮–+0.5O2→ 3号-

硝化作用取决于几个因素。像大多数细菌一样，硝化细菌对温度敏感。硝化细菌在最适温度（0～35℃）下硝化速率最大。而且，这些细菌对低浓度的氧气极为敏感。在低氧浓度下硝化速率下降。pH值在8-9左右时硝化最快，此外，抑制物质的存在会限制硝化作用。这些因素都影响硝化细菌的生长。

什么是反硝化(denitrification)？

反硝化作用是氮循环的一个阶段，在这个阶段，氧化态氮通过生物或化学手段转化为氮气。这是还原反应。硝酸盐是氮的氧化形式，反硝化作用将这种氧化形式转化为还原形式：氮气。在这里，氮的氧化状态从+5变为0。

与硝化作用一样，反硝化作用也是一个生物过程。这是因为硝酸盐的转化是由微生物介导的。参与反硝化作用的主要细菌是兼性厌氧菌。经过反硝化作用的氮的氧化形式是硝酸盐和亚硝酸盐。

Figure 2: Denitrification by Biological Means

反硝化反应

3号-→ 氧化亚氮→ 氮气

反硝化技术的一个主要应用是水净化。反硝化可以去除水中以氮气形式存在的氮。反硝化可分为离子交换法、化学还原法和生物反硝化法。在离子交换过程中，不需要的离子如硝酸盐与其他离子交换，然后去除硝酸盐离子。在化学还原中，还原剂被用来将硝酸盐还原成氮气。生物脱氮利用硫杆菌和假单胞菌等反硝化微生物。

硝化作用(nitrification)和反硝化(denitrification)的区别

定义

硝化作用：硝化作用是氮循环的一个阶段，氨通过生物或化学方法转化为硝酸盐。

反硝化作用：反硝化作用是氮循环的一个阶段，通过生物或化学手段将氧化态氮转化为氮气。

过程

硝化作用：硝化作用包括还原态氮向氧化态氮的转化。

反硝化作用：反硝化作用包括氧化态氮向还原态氮的转化。

最终产品

硝化作用：硝化作用的最终产物是硝酸盐。

反硝化：脱硝的最终产物是氮气。

起始物种

硝化作用：硝化作用从氨或铵离子开始。

反硝化：反硝化从硝酸盐开始。

微生物

硝化：硝化是由硝化微生物如亚硝化胞菌、硝化菌介导的。

反硝化作用：反硝化作用是由反硝化微生物如硫杆菌和假单胞菌介导的。

结论

硝化和反硝化是氮循环的两个主要步骤。氮循环是氮在环境中的循环。硝化作用与反硝化作用的主要区别在于硝化作用是将氨氮转化为硝酸盐，而反硝化作用是将硝酸盐转化为氮气。

引用

1.“反硝化细菌”百科全书æ大英百科全书ædia Britannica，inc.，2011年12月14日，可在此处获取。2.“硝化作用〉，《生命科学百科全书》，可在这里找到。 2.“硝化作用”，《生命科学百科全书》，