Анаэробное окисление аммония (анамокс) (англ. Anammox) — биохимический процесс окисления иона аммония нитрит-анионом микроорганизмами при анаэробных условий. Этот процесс служит источником энергии для фиксации углекислого газа. Процесс описан в следующих родов бактерий: Brocadia, Kuenenia, Anammoxoglobus, Jettenia, Scalindua, все они относятся к планктомицетив (Planctomycetaceae).

Возможность такого процесса предусмотрел в 1977 году австрийский химик Энгельберт Брода, практически процесс открыт в 1986 году в анаэробных реакторах очистной станции компании «Gist Brocades» (сейчас — DSM) в Делфте. Сейчас разработана промышленная технология очистки сточных вод от соединений азота с помощью бактерий, осуществляющих анаэробное окисление аммония. Так, в Роттердаме (Нидерланды) была построена и запущена первая очистная станция на ее основе. Важными достоинствами данной технологии является уменьшение выбросов CO 2 в атмосферу на 85-90% по сравнению с традиционными методами, а также относительная дешевизна.

Биохимия процесса

Общее уравнение реакции анаэробного окисления аммония

NH + 4 + NO-2 → N 2 + 2H 2 O.

У бактерий, осуществляющих этот процесс, существует большая вакуоль, занимает до 2/3 объема клетки и называется анамоксисомою.

Первым этапом является восстановление нитрита при участии нитритредуктазы до NO. Затем ферментом гидрозингидролазою NO восстанавливается аммонием до гидрозина (N 2 H 4). Анаэробное окисление аммония — единственный биологический процесс, в ходе которого образуется гидрозина. Впоследствии фермент гидрозиноксидоредуктаза окисляет гидрозина к N 2. Окислителем при этом служит новый нитрит-анион, восстанавливается на первой стадии. Электроны к нему переносятся по короткому дыхательная цепь переноса электронов, локализованном в мембране анамоксисомы. Перенос сопровождается транспортом через мембрану протонов (ионов водорода), а полученный электрохимический потенциал на мембране используется АТФ-синтазой для образования АТФ.

Бактерии, осуществляющие процесс, являются автотрофами, фиксация CO 2 проводится в них по ацетил-КоА-пути. Скорость роста цтх организмов крайне низкая: на удвоение биомассы уходит около двух недель.

Условия протекания реакций

Ферменты анаэробного окисления аммония функционируют по температурами от 6 до 43 ° C и pH от 6,7 до 8,3 с оптимумом 8,0. По оптимальным условиям скорость процесса может достигать 55 мкмоль NH + 4 на грамм гидрозингидролазы в минуту. Окисления аммония ингибуется молекулярным кислородом в конценраций всего в 0,5% от атмосферной.

Видео по теме

Изображения по теме

  • Анаэробное окисление аммония