daibangxanh
Cây cổ thụ
Anammox ( Anaerobic Ammonia Oxidation )
Năm 1995, một phản ứng chuyển hóa nitơ mới chưa được biết đến trước đó về cả lý thuyết và thực nghiệm đã đựơc phát hiện. Đó là phản ứng oxy hóa kỵ khí ammonium (Anaerobic Ammonium Oxidation, viết tắt là AnAmmOx ). Trong đó ammonium được oxy hóa bởi nitrit trong điều kiện kỵ khí, không cần cung cấp chất hưu cơ, để tạo thành nitơ phân tử (Strouss và cs.,1995).
Sự phát hiện phản ứng anammox đã mở ra các hướng phát triển kỹ thuật xử lý nitơ mới, đặc biệt là đối với các nước thải có hàm lượng nitơ cao. Trong vòng 2 thập niên qua, đã bùng nổ các nghiên cứu có liên quan đến anammox và ứng dụng của nó. Trên bình diện lý thuyết, chu trình nitơ tự nhiên trong sãh giáo khoa đã được bổ sung một mắt xích mới, còn trên bình diện công nghệ, đã có nhà máy xử lý nitơ phi truyền thống được xây dựng và vận hành.
Thật ra, phản ứng anammox đã được dự báo từ trước khi phát hiện ra nó (Broda,1977).Trên cơ sở tính tóan nhiệt động học, Broda đã dự báo về sự tồn tại của vi khuẩn hóa tự dưỡng có khả năng oxy hóa ammonium bởi nitrat, nitrit và thậm chí về mặt năng lượng còn dễ xả ra hơn sự oxy hóa bởi oxy phân tử:
NH4+ + NO2- N2 + 2H2O G0 = -357 Kj/mol
5NH4+ + 3NO3- 4N2 + 9H2O + 2H+ G0 = -297 Kj/mol
NH4+ + 1.5O2 NO2- +2H+ +H2O G0 = -275 Kj/mol
Mãi 17 năm sau bằng chứng thực tế đầu tiên của phản ứng anammox mới được thực hiện ở một bể denitrat hóa dùng để xử lý nước lắng của bể phân hủy bùn tại Gist-brocades (Deft,Hà Lan) (Mulder et al., 1995). Qua theo dõi sự cân bằng nitơ, các tác giả đã phát hiện thấy sự giãm đồng thời nồng độ ammonium và nồng độ nitrat, nitrit cùng sự tạo thành nitơ phân tử ở điều kiện kỵ khí.
Nhóm các nhà khoa học thuộc Đạinhọc Kỹ thuật Deft (TU- Deft) sau đó đã tiến hành các nghiên cứu mô tả và xác nhận ban đầu về quá trình anammox(van de Graaf et al., 1995,1996và 1997). Theo đó, anammox được xác định là một quá trình sinh học, trong đó ammonium được oxy hóa trong điều kiện kỵ khí với nitrit là yếu tố nhận điện tử để tạo thành nitơ phân tử.
Tiếp theo đó phản ứng anammox cũng đã lần lượt được phát hiện và nhận dạng tại các hệ thống xử lý nước thải bởi các nhà khoa học Đức (Schmid et al., 2000), Nhật bản (Furukawa et al., 2000), Thụy sĩ (Egli et al., 2001), Bỉ (Pynaert et al., 2002), và Anh (Schmid et al., 2003).
Từ sự phát hiện trên (trong các hệ xử lý nước thải) các nhà khoa học đi đến việc tìm kiếm vi khuẩn anammox tại các hệ sinh thái tự nhiên. Thực vậy, đã chứng minh được rằng phản ứng anammox giữ 50% vai trò tạo khí nitơ trong tầm tích biển Baltic (Thamdrup và Dalsgaard,2002), trong vùng nước thiếu khí dưới đáy đại dương ở Costa Rica (Dalsgaard et al., 2003). Các vi khẩn anammox thuộc một chi mới cũng vừa mới phát hiện được trong vùng nước gần đáy Biển Đen (Kuypers et al., 2003).
Trên cơ sở các phát hiện mới về phản ứng anammox và các vi khuẩn tham gia mà chu trình chuyển hóa nitơ tự nhiên ghi nhận trong các sách giáo khoa trước đây nay đã được bổ sung một mắc xích mới và viết lại
Vào những thập niên 80-90 của thế kỷ 20, một số nghiên cứu ở Đức và Hà Lan đã cho thấy rằng quá trình nitrate hoá và khử nitrate không phải là cơ chế duy nhất cho quá trình khử nitơ trong nước thải. Đến năm 1995, Mulder và các cộng sự đã tìm ra một cơ chế khác của quá trình khử nitơ và gọi tên là Anammox với chủng vi khuẩn chủ yếu của quá trình là Planctomycetables với 3 nhóm: Scalindua, Brocadia anammoxidans và Kuenenia stuttgartiensis.
Năm 1995, một phản ứng chuyển hóa nitơ mới chưa được biết đến trước đó về cả lý thuyết và thực nghiệm đã đựơc phát hiện. Đó là phản ứng oxy hóa kỵ khí ammonium (Anaerobic Ammonium Oxidation, viết tắt là AnAmmOx ). Trong đó ammonium được oxy hóa bởi nitrit trong điều kiện kỵ khí, không cần cung cấp chất hưu cơ, để tạo thành nitơ phân tử (Strouss và cs.,1995).
Sự phát hiện phản ứng anammox đã mở ra các hướng phát triển kỹ thuật xử lý nitơ mới, đặc biệt là đối với các nước thải có hàm lượng nitơ cao. Trong vòng 2 thập niên qua, đã bùng nổ các nghiên cứu có liên quan đến anammox và ứng dụng của nó. Trên bình diện lý thuyết, chu trình nitơ tự nhiên trong sãh giáo khoa đã được bổ sung một mắt xích mới, còn trên bình diện công nghệ, đã có nhà máy xử lý nitơ phi truyền thống được xây dựng và vận hành.
Thật ra, phản ứng anammox đã được dự báo từ trước khi phát hiện ra nó (Broda,1977).Trên cơ sở tính tóan nhiệt động học, Broda đã dự báo về sự tồn tại của vi khuẩn hóa tự dưỡng có khả năng oxy hóa ammonium bởi nitrat, nitrit và thậm chí về mặt năng lượng còn dễ xả ra hơn sự oxy hóa bởi oxy phân tử:
NH4+ + NO2- N2 + 2H2O G0 = -357 Kj/mol
5NH4+ + 3NO3- 4N2 + 9H2O + 2H+ G0 = -297 Kj/mol
NH4+ + 1.5O2 NO2- +2H+ +H2O G0 = -275 Kj/mol
Mãi 17 năm sau bằng chứng thực tế đầu tiên của phản ứng anammox mới được thực hiện ở một bể denitrat hóa dùng để xử lý nước lắng của bể phân hủy bùn tại Gist-brocades (Deft,Hà Lan) (Mulder et al., 1995). Qua theo dõi sự cân bằng nitơ, các tác giả đã phát hiện thấy sự giãm đồng thời nồng độ ammonium và nồng độ nitrat, nitrit cùng sự tạo thành nitơ phân tử ở điều kiện kỵ khí.
Nhóm các nhà khoa học thuộc Đạinhọc Kỹ thuật Deft (TU- Deft) sau đó đã tiến hành các nghiên cứu mô tả và xác nhận ban đầu về quá trình anammox(van de Graaf et al., 1995,1996và 1997). Theo đó, anammox được xác định là một quá trình sinh học, trong đó ammonium được oxy hóa trong điều kiện kỵ khí với nitrit là yếu tố nhận điện tử để tạo thành nitơ phân tử.
Tiếp theo đó phản ứng anammox cũng đã lần lượt được phát hiện và nhận dạng tại các hệ thống xử lý nước thải bởi các nhà khoa học Đức (Schmid et al., 2000), Nhật bản (Furukawa et al., 2000), Thụy sĩ (Egli et al., 2001), Bỉ (Pynaert et al., 2002), và Anh (Schmid et al., 2003).
Từ sự phát hiện trên (trong các hệ xử lý nước thải) các nhà khoa học đi đến việc tìm kiếm vi khuẩn anammox tại các hệ sinh thái tự nhiên. Thực vậy, đã chứng minh được rằng phản ứng anammox giữ 50% vai trò tạo khí nitơ trong tầm tích biển Baltic (Thamdrup và Dalsgaard,2002), trong vùng nước thiếu khí dưới đáy đại dương ở Costa Rica (Dalsgaard et al., 2003). Các vi khẩn anammox thuộc một chi mới cũng vừa mới phát hiện được trong vùng nước gần đáy Biển Đen (Kuypers et al., 2003).
Trên cơ sở các phát hiện mới về phản ứng anammox và các vi khuẩn tham gia mà chu trình chuyển hóa nitơ tự nhiên ghi nhận trong các sách giáo khoa trước đây nay đã được bổ sung một mắc xích mới và viết lại
Vào những thập niên 80-90 của thế kỷ 20, một số nghiên cứu ở Đức và Hà Lan đã cho thấy rằng quá trình nitrate hoá và khử nitrate không phải là cơ chế duy nhất cho quá trình khử nitơ trong nước thải. Đến năm 1995, Mulder và các cộng sự đã tìm ra một cơ chế khác của quá trình khử nitơ và gọi tên là Anammox với chủng vi khuẩn chủ yếu của quá trình là Planctomycetables với 3 nhóm: Scalindua, Brocadia anammoxidans và Kuenenia stuttgartiensis.
