Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)

4. Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

109

Ez a reakcióút a nitritnél elágazhat, és anaerob körülmények között mikroorganizmusok N2-t, vagy N20-t szabadíthatnak fel. Ez, és csakis ez, a denitrifikáció folyamata.

4.4.8 Ammónia-ammónium egyensúly

Mikor az ammónia gáz molekulája vízben hidrolizál, lúgként viselkedik (protont tud felvenni), az ammónium-ion viszont savtermészetű (protont tud leadni).

NR + HOoOH' + NH;

3 2 4

nh; + h,o = h3o+ + nh3

A képletek alapján az ammóniának az oldat pH-jától függő arányban két formája létezik: az ammónium-ion és a disszociálatlan, ún. szabad ammónia (NH3). Az ammónium-ion számára az élő sejthártya átjárhatatlan, csak a szükségletnek megfelelő mennyiség jut a sejtbe, aktív felvétellel. A szabad ammónia viszont a sejtmembránon áthatol, sejtméregként szerepel, és azzal, hogy a vízi élővilágot veszélyezteti, környezettani jelentősége van. Bármilyen ammónia meghatározás a két forma összegét méri, amiből a mérgező, disszociálatlan NH3 %-os értékét az

NH3%=100/{l+num log(pKa-pH))

képlettel számítjuk ki, ahol a pKa az ionizáció állandójának negatív logaritmusa, értéke a hőmérséklet függvénye az alábbiak szerint:

°C 5 10 15 20 25 30

pKa 9,80 9,73 9,56 9,40 9,25 9,09

A különböző pH és hőmérsékleti értékekhez tartozó NH3% értékeket a 4.8. ábra mutatja.

Az ammónia mérgező hatását az oldott oxigén, a szabad szén-dioxid, a keménység, a lúgosság és a szalinitás is befolyásolja. Az ammónium-ion a legtöbb alga számára az első számú szervetlen N-forrás. Vannak törzsek, melyek nem vesznek fel nitrátot, amíg ammónium-ion van a vízben. A vízi virágos növények is hasznosítják a víz ammonium tartalmát, de az ammónium-ion legnagyobb részét a nit- rifikáló baktériumok két lépésben nitráttá oxidálják, miközben energiát nyernek kemoautotrofikus életük számára. Ezen folyamatokhoz a baktériumok számára foszfátion, oldott oxigén (0,3 mg/L), és megfelelő kationok (Na vagy Ca) szükségesek, hogy ez utóbbiak a keletkező salétromos- és salétromsavat közömbösítsék, és megakadályozzák a közeg kedvezőtlen elsavanyodását.