Nitrificazione

Il concetto di nitrificazione non fa parte del dizionario della Reale Accademia Spagnola (RAE). Il termine, tuttavia, è usato in chimica per riferirsi allo sviluppo aerobico di nitrati da sostanze organiche.

La nitrificazione fa parte del cosiddetto ciclo dell'azoto, che consiste di diverse fasi. Il processo inizia quando la decomposizione della materia organica provoca la degradazione di elementi complessi come aminoacidi e proteine attraverso l'azione di funghi e batteri.

Vari microrganismi sono responsabili del metabolismo di questi composti semplici, rilasciando l'azoto in eccesso come ammoniaca. In questo modo, la cosiddetta ammonificazione significa che l'azoto che si trova come gruppi amminici o imminici nella materia vivente viene trasformato in ammoniaca.

Il passo successivo è la nitrificazione. In questo caso, i microrganismi ossidano l'ammoniaca, generando energia che sfruttano. L'ossidazione dell'ammoniaca produce nitrito, che viene poi anch'esso ossidato per creare nitrato.

Si può quindi dire che la nitrificazione avviene in due fasi: la nitritazione, che alcuni batteri sviluppano formando nitrito dall'ammoniaca o dallo ione ammonio, e la nitrazione, che altri batteri realizzano ottenendo nitrato dal nitrito.

Infine, il nitrato e lo ione ammonio vengono assorbiti dalle piante attraverso le loro radici. Gli animali, nutrendosi di piante o altri animali, ottengono a loro volta l'azoto di cui hanno bisogno e scartano lo ione ammonio sotto forma di acido urico, urea o ammoniaca, a seconda della specie. Questi composti finiscono nell'acqua o nel suolo.

In questo contesto, dobbiamo anche parlare del processo di denitrificazione dopo la nitrificazione, che ha l'obiettivo di eliminare l'azoto residuo. Durante questo processo microbiologico, possiamo osservare: nitrificazione (i batteri autotrofi ossidano l'ammonio a nitrato con carbonio inorganico e ossigeno) e denitrificazione (i batteri eterotrofi riducono il nitrato a gas azoto molecolare, senza ossigeno ma con carbonio organico).

L'azoto molecolare citato nel paragrafo precedente è un gas inerte, che si trova nell'atmosfera in grandi quantità. I batteri autotrofi, d'altra parte, usano una fonte inorganica per ottenere il carbonio di cui hanno bisogno per la crescita (ad esempio, bicarbonato o anidride carbonica). I batteri eterotrofi, d'altra parte, usano composti organici per la loro crescita.

Diamo un'occhiata a ciò che il processo di nitrificazione-denitrificazione influenza:

* trasforma l'azoto organico e ammoniacale in un gas inerte e non inquinante;
* rimuove la materia organica;
* se non viene utilizzato correttamente, può influire sulla volatilizzazione dell'ammoniaca;
* riduce la formazione di odori sgradevoli;
* modifica l'alcalinità e il pH.

Per quanto riguarda i suoi vantaggi:

* rimuove l'azoto;
* riduce le emissioni di gas serra;
* rimuove la materia organica senza bisogno di ossigeno;
* purifica l'aria.

Gli svantaggi sono i seguenti:

* rende impossibile la chiusura del ciclo dell'azoto, cosa che non avviene nei processi di recupero;
* richiede un investimento economico relativamente elevato, in funzione della quantità di attrezzature da utilizzare;
* dato il gran numero di variabili coinvolte nel processo di nitrificazione-denitrificazione, è necessario un controllo costante ed esaustivo di aspetti come i carichi applicati, la composizione dei rifiuti, la temperatura e le popolazioni batteriche;
* è sensibile agli inibitori e alle sostanze tossiche, compreso il substrato stesso che si forma durante la nitrificazione;
* si produce un fango che deve essere gestito;
* non è possibile fare una pausa durante il processo;
* ogni escrezione deve fornire una quantità sufficiente di carbonio organico e inorganico.