Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Estimation des taux d'activité enzymatique de dénitrification dans les sols humides avec quantification directe et simultanée de l'azote et de l'oxyde nitreux par spectrométrie de masse à membrane

Fred J. Genthner, Dragoslav T. Marcovich et John C. Lehrter

Le processus de dénitrification à médiation microbienne est une voie majeure pour l'élimination de l'azote réactif, un polluant dans les environnements naturels et les installations de traitement des déchets. Le potentiel de dénitrification, mesuré en tant qu'activité enzymatique de dénitrification (DEA), a été quantifié dans de nouveaux essais anaérobies à court terme (4 h) en utilisant une technique plus sensible et plus précise, la spectrométrie de masse à membrane (MIMS) plutôt que la méthode traditionnelle de chromatographie en phase gazeuse à capture d'électrons dans l'espace de tête (GC-ECD). En utilisant la MIMS, des modifications apportées à l'instrument et à la manipulation des échantillons ont permis la mesure simultanée et directe des produits de réaction, l'oxyde nitrique (N2O), un puissant gaz à effet de serre, et le diazote (N2), chimiquement non réactif. Les déterminations de taux ont été effectuées à partir de la pente d'une courbe linéaire générée en traçant des concentrations croissantes des produits de réaction au fil du temps. De solides preuves de la validité des taux de DEA mesurés par MIMS ont été fournies en montrant des accumulations linéaires cohérentes de N2O ou de N2 et une concordance étroite des taux des réactions répétées. Français Des réactions ont été réalisées en utilisant des sols de zones humides et des cultures de Pseudomonas aeruginosa et P. chloroaphis qui ont généré des produits finaux de dénitrification de N2 et N2O, respectivement. Sous inhibition par l'acétylène, P. aeruginosa a produit le produit final N2O à un taux équivalent au taux obtenu dans la réaction non inhibée qui a produit N2. Aucune différence significative (p> 0,05) n'a été observée entre MIMS ou espace de tête avec GC-ECD, DEA déterminé dans les réactions de sol de zone humide sous inhibition par l'acétylène. En raison des conditions anoxiques dans les récipients de réaction utilisés avec MIMS, des taux détectables d'accumulation de N2O n'ont été observés que dans les réactions bloquées par l'acétylène ou dans les cultures de P. chloroaphis. Cette méthode a des applications potentielles allant des mesures de processus de traitement des eaux usées en temps quasi réel aux études sur le terrain du cycle de l'azote. Le développement et l’application continus de ces types de méthodes sont nécessaires pour améliorer notre compréhension des mécanismes régulant la dénitrification et ses produits finaux bénins, N2, et nocifs, N2O.