厌氧氨氧化菌

厌氧氧化菌是厌氧铵氧化的首字母缩写词。 厌氧氨氧化是与氮循环相关的生物过程。

顾名思义，厌氧氨氧化是一种在没有氧气的情况下发生的氧化过程（厌氧）。 此处，铵 (NH4) 在厌氧条件下与亚硝酸盐 (NO2) 发生同比例反应，形成分子氮 (N2)：

NH4 + NO2 → N2 + 2 H2O

在标准条件下，每摩尔氧化铵释放 357.8 kJ 的能量（ΔG = −357.8 kJ）。

根据基因组，巴西坎迪达虫 显然是其中一种细菌，但这种微生物的细胞器实际上只在更复杂的真核生物（具有细胞核的生物）中常见。 另一方面，紫色细菌的细胞壁类似于古细菌。 厌氧布罗卡迪亚 利用氧化氢氧化菌反应产生能量，产生有毒的中间体肼。 该反应的关键酶是一种羟胺氧化还原酶，它位于一种特殊的细胞器，即氧化氢氧化菌小体中。 具有稠合环丁烷环的脂质，由于其阶梯状结构而被称为“阶梯烷”，赋予了肾氧化菌胞体的膜特别致密的结构。 最初人们认为这可以防止肼从细胞器中逸出。 然而，这种屏障作用已被实验驳斥，梯烷也存在于逆氧氢化菌细菌的其他膜系统中。

三价铁被还原为二价铁，二价铁易溶于水，因此可供其他生物利用。 硝基还原甲烷 还可以将硝酸盐还原为铵，进而在无氧气的氧化氢氧化菌反应中形成元素氮 (N2)。 因此，在含有两种微生物的生物反应器中，废水中的铵、甲烷和硝酸盐可以同时转化为无害的元素氮和二氧化碳，其中二氧化碳的气候活性低于甲烷。

阴氧氧化菌过程不仅具有学术意义，而且为污水处理厂去除氮化合物的经典方法提供了一种有前途的替代方法。 可能正是出于这个原因，多项专利已被授予与抗氧氧氧化菌工艺相关的专利。 与生物澄清阶段的典型微生物相比，厌氧布罗卡迪亚不需要氧气，而且还会消耗温室气体二氧化碳。 由于减少了通风能耗，因此产生了巨大的节约潜力。 由于在主流中使用该工艺时缺乏操作经验，因此没有可靠的数据，但预计可节省高达 10% 的成本，同时减少高达 88% 的二氧化碳排放量。 对于生物过程的发展，在 1990 年代对xxx/反xxx之间的微生物学关系进行的调查，特别是对氮转化抑制机制的了解的增加，为使用这些机制开发适应性过程奠定了基础有针对性的方式。

厌氧氨氧化的另一个尚未探索的变体是使用生物电系统的阳极进行氧化。 这样的系统可以是微生物燃料电池或微生物电解电池。 在没有氧气和亚硝酸盐或硝酸盐的情况下，居住在阳极半电池中的微生物可以将铵氧化为二氮 (N2)。 反应产物与经典的氧化氢氧化菌工艺相同。 同时，释放的电子被转移到阳极，从而产生电流。 然后可以将其直接用于燃料电池模式或电解模式以产生氢气和甲烷气体。 虽然反应机制仍不清楚，但有人提出亚硝酸盐、硝酸盐或一氧化二氮作为中间体发挥作用。 然而，由于该过程也在非常低的电化学势下发生，因此其他推测的反应机制似乎也是可能的。

到目前为止，人们一直认为所谓的反xxx作用（在缺氧的情况下，有机物质逐渐将硝酸盐细菌还原为氮气）是氮释放的xxx原因。 因此，细菌厌氧氨氧化的发现对科学理解氮循环具有深远的影响。 海洋中的阴氧化菌对全球氮循环特别重要。

描述全球氮平衡的数学模型现在必须修改，因为这个新发现的营养库对碳循环的计算有直接影响，从而对长期气候评估有直接影响。