アナモックスと脱窒の大きな違いは、アナモックスとは嫌気性アンモニア酸化のことで、無酸素状態でアンモニア性窒素と亜硝酸塩を窒素ガスに変換することである。一方、脱窒は、脱窒菌によって硝酸塩がN2に変換されることである。

窒素循環は、窒素がNH3、NH4+、NO2-、NO3-などの異なる化学形態に変換される重要な生物地球化学的サイクルである。固定化、アンモニア化、硝化、脱窒である。このようなプロセスの多くは、微生物、特に土壌中のバクテリアによって行われている。アナモックスは、窒素循環に新たに加わったプロセスの一つである。これが嫌気性アンモニア酸化の過程である。アナモックスにはアナモスという特殊な反応部位があるが、脱窒も嫌気性アンモニア酸化も最終的には窒素ガスを発生させる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. アナモックスとは 3. 脱窒とは 4. 嫌気性アンモニア酸化と脱窒の類似点 5. 横並びの比較 - アナモックスと脱窒の表形式 6. まとめ

嫌気性アンモニア酸化(アナモックス)は何ですか？

嫌気性アンモニア酸化と呼ばれる処理です。アンモニアと亜硝酸塩を電子受容体として、無酸素状態で窒素を生産する反応である。アナモックス反応は、生物化学的窒素循環に新たに加わった反応の一つである。主にプラナリアのような特殊な細菌群が駆動しています。このバクテリアは、酸素が全くない状態でアンモニウムと亜硝酸を窒素に変換し、増殖に必要なエネルギーを得ている。アナモクソームとは、細胞質内にある膜結合型の区画のことで、アナモックスプロセスのメカニズムを提供するものである。また、これらの細菌は、アナモックス過程の重要な異化反応を行う酵素を含むシトクロムc型タンパク質を豊富に含んでおり、細胞が著しく赤くなる。アナモックス細菌は非常にゆっくりと成長する。

図01：アナモックス

海洋環境では、放出される窒素の50％以上が嫌気性アンモニア酸化細菌によって生成される可能性があります。さらに、アナモックスプロセスは、アンモニア性窒素（NH4-N）の除去に魅力的な選択肢を提供するものである。また、窒素循環の硝化の75％、脱窒の100％を節約することができます。

脱窒は何ですか？

脱窒は、脱窒細菌が土壌中の硝酸塩を大気中の窒素に還元するプロセスである。硝化の反対である。脱窒は窒素循環の重要なステップであり、固定された窒素を大気中に放出して窒素循環を完結させる。

図02：窒素の除去

脱窒菌には、Pseudomonas、Clostridium、Denitrifying Thiobacillus、Denitrifying Micrococcusなどがあり、これらは単為生殖・従属栄養細菌である。氾濫した土壌のような嫌気性、無酸素性の条件下で機能する。彼らは硝酸塩を呼吸基質として利用し、その結果、硝酸塩はガス状窒素として大気中に放出される。同様に、脱窒菌は硝酸塩と亜硝酸塩を自然界に存在する二原子態の窒素に還元することができる。この過程で、大気中の窒素が正常な濃度に再生されるのです。

脱窒反応は下図のようになります。

NO3-→NO2-→NO+N2O→N2(g)

嫌気性アンモニア酸化(アナモックス)と脱窒の共通点

• 嫌気性アンモニア酸化と脱窒は、窒素循環の重要な構成要素である。
• これらの処理により、窒素ガスが発生する。
• この2つのプロセスを行う主な微生物がバクテリアである。

嫌気性アンモニア酸化(アナモックス)と脱窒の違い

アナモックスとは、嫌気性アンモニア酸化反応のことで、無酸素状態でアンモニウムと亜硝酸塩を窒素に変換することである。一方、脱窒は、脱窒菌によって硝酸塩をガス状窒素に還元することである。これがアナモックスと脱窒の決定的な違いなんですね。さらに、嫌気性アンモニア酸化プロセスはNH4+NO2~→N2+2H2Oの反応であり、脱窒はNO3-→NO2-→NO+N2O→N2（g）の反応である。したがって、この点もアナモックスと脱窒の違いと言えるでしょう。

また、アナモックス反応は、平板細菌（Brocadia属、Kuenenia属、anammoxoblus属、Jettenia属、Scalindua属）に属する細菌によって達成される。一方、脱窒はPseudomonas、Clostridium、脱窒Thiobacillus、脱窒Micrococcusなどの細菌によって行われ、これがアナモックスと脱窒の重要な違いである。

概要 - 嫌気性アンモニア酸化(アナモックス) vs. 脱窒

アナモックスとは、嫌気性細菌が無酸素状態でアンモニアと亜硝酸を窒素に変える反応であり、脱窒とは脱窒細菌が硝酸と亜硝酸を窒素に還元する過程である。嫌気性アンモニア酸化と脱窒は、ともに生物化学的窒素循環の重要なプロセスである。そこで、本稿では、アナモックスと脱窒の違いについてまとめた。

引用

1 Baolan Hu et al."Anaerobic ammonia oxidation (Anammox) in different natural ecosystem", Journal of Biochemical Society, US National Library of Medicine, December 2011, hereから入手可能です。"脱窒" ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年12月11日、ここで入手できます。 2 "脱窒" ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年12月11日、ここで入手できます。