Nitrification - dénitrification
L'essentiel
Les mécanismes de nitrification et de dénitrification sont à la base du cycle de l'azote. Il s'agit de phénomènes biologiques qui conduisent à la formation de nitrates à partir d'ammoniac (nitrification), ou d'azote atmosphérique à partir des nitrates (dénitrification).
Pour aller plus loin
Les composés minéraux azotés
- NO3- : ion nitrate
- NO2- : ion nitrite
- NH4+ : ion ammoniac ou ammonium
- NH3 : ammoniac
- NH4OH : ammoniaque
- N2 : diazote
L'ammonification
L'ammonification est la production d'ammoniac par décomposition des matières organiques azotées (protéines, acides aminés, urée) par des bactéries ammonifiantes ou par hydrolyse enzymatique.
Une première étape de décomposition par voie enzymatique (protéases, etc.) permet de briser les liaisons peptidiques des protéines et de diviser celles-ci en acides aminés.
La nitrification
La nitrification conduit à la formation de nitrate à partir d'ammoniac.
La première étape est la nitritation, c'est-à-dire la transformation de l'ammoniac en nitrite par des bactéries (Nitrosomas, etc.) en présence d'oxygène. La seconde étape est la nitratation, conversion de l'ion nitrite en ion nitrate par des bactéries (Nitrobacter, etc.) en présence d'eau.
Il s'agit de mécanismes autotrophes, c'est-à-dire que ces réactions fournissent l'énergie nécessaire à l'assimilation du carbone par les bactéries.
La dénitrification
La dénitrification conduit à la formation de diazote à partir de nitrate. Il s'agit d'un processus biologique de respiration anaérobie, c'est-à-dire un mécanisme dans lequel l'accepteur final des électrons n'est pas le dioxygène, contrairement aux respirations aérobies, mais une autre substance minérale (ici le diazote).
Les bactéries dénitrificantes réduisent l'ion nitrate (NO3-) successivement en ion nitrite (NO2-), puis en monoxyde d'azote (NO), en protoxyde d'azote (N2O), et enfin en diazote (N2).
Le phénomène peut être incomplet, c'est-à-dire que la dénitrification peut être arrêtée à différents stades, d'où la production possible de N2O.
Traitement biologique des eaux usées
Le processus nitrification-dénitrification est couramment utilisé dans le traitement des eaux usées. L'objectif est de convertir l'ammoniac en diazote en suivant les deux étapes successivement.