Sobre as bactérias do ciclo do nitrogênio

Por Solange Nalenvajko – Julho/2017

Tempo atrás fiz uma pesquisa sobre as bactérias envolvidas no ciclo do nitrogênio e achei informações bem interessantes, principalmente em revisões bibliográficas de dissertações.

Segue um texto com o resumo destas informações.

A remoção biológica do nitrogênio em suas diversas formas até chegar ao nitrogênio molecular (N2, que será incorporado ao ar) se dá através de três processos:

1. Amonificação, que é a conversão do nitrogênio orgânico (N-org) em nitrogênio amoniacal (N-amon);
2. Nitrificação, que se divide em nitritação (oxidação da amônia NH3 para nitrito NO2) e nitratação (oxidação do nitrito NO2 para nitrato NO3);
3. Desnitrificação, que é a conversão de nitrato (NO3) para nitrogênio molecular (N2).

Estes três processos ocorrem basicamente por intermédio de bactérias.

Na amonificação atuam bactérias heterotróficas decompositoras, ou saprófitas, que conseguem seus alimentos decompondo materiais orgânicos mortos ou excretados pelos organismos, utilizando as proteínas e os aminoácidos como fonte para suas próprias proteínas e liberando o excesso de nitrogênio sob a forma de amônia (NH3).

Na nitrificação as bactérias atuantes pertencem a vários gêneros, sendo eles os seguintes:

• os que oxidam amônia: Nitrosococcus (quatro espécies), Nitrospira (três espécies) e Nitrosomonas (dez espécies)
• os que oxidam nitrito: Nitrobacter (quatro espécies), Nitrospira (três espécies), Nitrospina (uma espécie) e Nitrococcus (uma espécie).

Com relação a bactérias nitrificantes, podemos dizer que são:

• Autotróficas quimiossintetizantes, sintetizam seu alimento a partir de reações de compostos inorgânicos, produzindo energia química que é usada em seu metabolismo;
• Aeróbicas, necessitam de oxigênio;
• Fotossensíveis. Segundo um dos textos que consultei, “no aquário estas bactérias fazem este processo de nitrificação com luzes apagadas”. Segundo outro, “são fotossensíveis, devendo ser mantidas na escuridão”.

Alguns fatores externos interferem no crescimento das bactérias nitrificantes e entre eles estão o pH, oxigênio dissolvido e temperatura.

É citado como sendo a faixa ótima de pH para o crescimento das bactérias nitrificantes o intervalo entre 7,0 e 8,5.

A nitrificação fica completamente inibida em pH abaixo de 5,0 e acima de 9,0. Quanto mais próximos estes limites, menor a taxa de crescimento. O pH ótimo para Nitrosomonas é de 8,1 e para Nitrobacter é de 7,9.

Então não há o porquê preocupar-se com pH alcalino durante o processo de ciclagem.

O valor mínimo requerido de oxigênio dissolvido é de 2 mg/L, sendo que abaixo dele o crescimento é limitado. No caso dos peixes, o valor mínimo requerido é de 6 mg/L.

Curiosidade: durante a digestão dos peixes pode ocorrer um declínio do oxigênio dissolvido em função do aumento da respiração.

Quanto à temperatura, o intervalo ótimo se encontra entre 25 a 36°C.

Finalmente quanto à desnitrificação, as bactérias com capacidade para realiza-la transformando o nitrato em gás nitrogênio (N2) são bactérias aeróbias facultativas que atuam quando o nível de oxigênio é extremamente reduzido ou ausente (águas anóxicas ou fundo de substratos elevados, acima de 25 cm).

A maioria das bactérias desnitrificantes encontram-se no grupo conhecido como Proteobacteria.

Alguns lembretes:

• Não existe concentração segura de amônia para os peixes;
• O nitrito deve manter-se abaixo de 1mgL, pois ele se combina com a hemoglobina dando origem a metahemoglobina que não tem capacidade de fixar e transportar o oxigênio;
• O nitrato se acumula na água e torna-se tóxico em concentrações muito elevadas (acima de 300 mgL).

Fontes consultadas:

• Sem Nitrogênio não há vida – Panorama da Aquicultura
• Bactérias Nitrificantes e Denitrificantes
• Nitrificação em Sistemas de Lodo Ativado – Heraldo Antunes Silva Filho
• Estudos sobre Nitrificação em biofilmes de um biofiltro do tipo MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) operando em água salgada – Hugo Manuel da Silva Ribeiro