अनाइट्रीकरण: Difference between revisions

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* {{chem}} {{chem}}[[नाइट्रस-ऑक्साइड रिडक्टेस|-]]प्रतिक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जहां नाइट्रेट (NO<sub>3</sub><sup>−</sup>) डाइनाइट्रोजन में पूरी तरह से अपचित हो जाता है (N<sub>2</sub>)
* {{chem}} {{chem}}[[नाइट्रस-ऑक्साइड रिडक्टेस|-]]इसे प्रतिक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है जहां नाइट्रेट डाइनाइट्रोजन में पूरी तरह से अपचयित हो जाता है ।


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=== अनाइट्रीकरण की शर्तें ===
=== अनाइट्रीकरण की शर्तें ===
प्रकृति में, विनाइट्रीकरण स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र दोनों में हो सकता है।<ref name=":0">{{cite journal|last1=Seitzinger|first1=S.|last2=Harrison|first2=J. A.|last3=Bohlke|first3=J. K.|last4=Bouwman|first4=A. F.|last5=Lowrance|first5=R.|last6=Peterson|first6=B.|last7=Tobias|first7=C.|last8=Drecht|first8=G. V.|year=2006|title=Denitrification Across Landscapes and Waterscapes: A Synthesis|journal=Ecological Applications|volume=16|issue=6|pages=2064–2090|doi=10.1890/1051-0761(2006)016[2064:dalawa]2.0.co;2|pmid=17205890|hdl=1912/4707|hdl-access=free}}</ref> विशिष्ट रूप से, विनाइट्रीकरण अनॉक्सी वातावरण में होता है, जहां घुलित और मुक्त रूप से उपलब्ध ऑक्सीजन की सांद्रता कम हो जाती है। इन क्षेत्रों में नाइट्रेट (NO<sub>3</sub><sup>−</sup>) या नाइट्राइट ({{chem|NO|2}}<sup>−</sup>) का उपयोग [[ऑक्सीजन]] के बजाय एक स्थानापन्न टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में किया जा सकता है (O<sub>2</sub>), एक अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता। टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता एक यौगिक है जो इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके प्रतिक्रिया में कम हो जाता है। अनॉक्सी वातावरण के उदाहरणों में [[मिट्टी]] शामिल हो सकती है,<ref name=":1">{{cite journal|last1=Scaglia|first1=J.|last2=Lensi|first2=R.|last3=Chalamet|first3=A.|s2cid=20602996|year=1985|title=रोपित मिट्टी में प्रकाश संश्लेषण और विकृतीकरण के बीच संबंध|journal=Plant and Soil|volume=84|issue=1|pages=37–43|doi=10.1007/BF02197865}}</ref> [[भूजल]],<ref name=":2">{{cite journal|last=Korom|first=Scott F.|year=1992|title=Natural Denitrification in the Saturated Zone: A Review|journal=Water Resources Research|volume=28|issue=6|pages=1657–1668|bibcode=1992WRR....28.1657K|doi=10.1029/92WR00252}}</ref> आर्द्रभूमि, तेल जलाशय,<ref name=":3">{{Cite journal|last1=Cornish Shartau|first1=S. L.|last2=Yurkiw|first2=M.|last3=Lin|first3=S.|last4=Grigoryan|first4=A. A.|last5=Lambo|first5=A.|last6=Park|first6=H. S.|last7=Lomans|first7=B. P.|last8=Van Der Biezen|first8=E.|last9=Jetten|first9=M. S. M.|year=2010|title=नाइट्रेट इंजेक्शन के अधीन एक मेसोथर्मिक तेल क्षेत्र से उत्पादित जल में अमोनियम सांद्रता विनाइट्रीकरण बायोमास और एनामॉक्स गतिविधि के गठन के माध्यम से घट जाती है|journal=Applied and Environmental Microbiology|volume=76|issue=15|pages=4977–4987|doi=10.1128/AEM.00596-10|pmc=2916462|pmid=20562276|last10=Voordouw|first10=G.|bibcode=2010ApEnM..76.4977C}}</ref> समुद्र के खराब हवादार कोने और समुद्र तल तलछट।
प्रकृति में विनाइट्रीकरण स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र दोनों में हो सकता है <ref name=":0">{{cite journal|last1=Seitzinger|first1=S.|last2=Harrison|first2=J. A.|last3=Bohlke|first3=J. K.|last4=Bouwman|first4=A. F.|last5=Lowrance|first5=R.|last6=Peterson|first6=B.|last7=Tobias|first7=C.|last8=Drecht|first8=G. V.|year=2006|title=Denitrification Across Landscapes and Waterscapes: A Synthesis|journal=Ecological Applications|volume=16|issue=6|pages=2064–2090|doi=10.1890/1051-0761(2006)016[2064:dalawa]2.0.co;2|pmid=17205890|hdl=1912/4707|hdl-access=free}}</ref> विशिष्ट रूप से विनाइट्रीकरण अनॉक्सी वातावरण में होता है जहां घुलित और मुक्त रूप से उपलब्ध ऑक्सीजन की सांद्रता कम हो जाती है इन क्षेत्रों में नाइट्रेट या नाइट्राइट ({{chem}}<sup>−</sup>) का उपयोग [[ऑक्सीजन]] के अलावा एक स्थानापन्न टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में किया जा सकता है एक अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता तथा टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता एक यौगिक है जो इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके प्रतिक्रिया में कम करता है अनॉक्सी वातावरण के उदाहरणों में [[मिट्टी]] <ref name=":1">{{cite journal|last1=Scaglia|first1=J.|last2=Lensi|first2=R.|last3=Chalamet|first3=A.|s2cid=20602996|year=1985|title=रोपित मिट्टी में प्रकाश संश्लेषण और विकृतीकरण के बीच संबंध|journal=Plant and Soil|volume=84|issue=1|pages=37–43|doi=10.1007/BF02197865}}</ref> [[भूजल]]<ref name=":2">{{cite journal|last=Korom|first=Scott F.|year=1992|title=Natural Denitrification in the Saturated Zone: A Review|journal=Water Resources Research|volume=28|issue=6|pages=1657–1668|bibcode=1992WRR....28.1657K|doi=10.1029/92WR00252}}</ref> आर्द्रभूमि तेल जलाशय <ref name=":3">{{Cite journal|last1=Cornish Shartau|first1=S. L.|last2=Yurkiw|first2=M.|last3=Lin|first3=S.|last4=Grigoryan|first4=A. A.|last5=Lambo|first5=A.|last6=Park|first6=H. S.|last7=Lomans|first7=B. P.|last8=Van Der Biezen|first8=E.|last9=Jetten|first9=M. S. M.|year=2010|title=नाइट्रेट इंजेक्शन के अधीन एक मेसोथर्मिक तेल क्षेत्र से उत्पादित जल में अमोनियम सांद्रता विनाइट्रीकरण बायोमास और एनामॉक्स गतिविधि के गठन के माध्यम से घट जाती है|journal=Applied and Environmental Microbiology|volume=76|issue=15|pages=4977–4987|doi=10.1128/AEM.00596-10|pmc=2916462|pmid=20562276|last10=Voordouw|first10=G.|bibcode=2010ApEnM..76.4977C}}</ref> समुद्र के हवादार कोने और समुद्र तल तलछट भी सम्मिलित हैं।


इसके अलावा, विमुद्रीकरण ऑक्सी वातावरण में भी हो सकता है। इंटरटाइडल ज़ोन में डेनिट्रिफ़ायर की उच्च गतिविधि देखी जा सकती है, जहाँ ज्वारीय चक्र रेतीले तटीय तलछट में ऑक्सीजन सांद्रता के उतार-चढ़ाव का कारण बनते हैं।<ref>{{Cite journal|last=Merchant|display-authors=et al|date=2017|title=तटीय तलछट में विनाइट्रीकरण समुदाय एक साथ एरोबिक और एनारोबिक श्वसन करता है|pmid=28463234|pmc=5520038|journal=The ISME Journal|volume=11|issue=8|pages=1799–1812|doi=10.1038/ismej.2017.51}}</ref> उदाहरण के लिए, जीवाणु प्रजाति Paracoccus denitrificans एक साथ ऑक्सी और एनोक्सिक दोनों स्थितियों के तहत विनाइट्रीकरण में संलग्न है। ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर, बैक्टीरिया नाइट्रस-ऑक्साइड रिडक्टेस का उपयोग करने में सक्षम होता है, एक एंजाइम जो विनाइट्रीकरण के अंतिम चरण को उत्प्रेरित करता है।<ref>{{Cite journal|last=Qu|display-authors=et al|date=2016|title=Paracoccus denitrificans में डिनाइट्रिफिकेशन का ट्रांसक्रिप्शनल और मेटाबॉलिक रेगुलेशन ऑक्सिक परिस्थितियों में नाइट्रस ऑक्साइड रिडक्टेस की कम लेकिन महत्वपूर्ण गतिविधि की अनुमति देता है|pmid=26568281|journal=Environmental Microbiology|volume=18|issue=9|pages=2951–63|doi=10.1111/1462-2920.13128}}</ref> एरोबिक डेनाइट्रिफ़ायर मुख्य रूप से फ़ाइलम प्रोटोबैक्टीरिया में ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया हैं। एंजाइम एनएपीएबी, एनआईआरएस, एनआईआरके और एनओएसजेड पेरिप्लासम में स्थित हैं, साइटोप्लाज्मिक और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में बाहरी झिल्ली से घिरा एक विस्तृत स्थान है।<ref name=":4">{{Cite journal|last1=Ji|first1=Bin|last2=Yang|first2=Kai|last3=Zhu|first3=Lei|last4=Jiang|first4=Yu|last5=Wang|first5=Hongyu|last6=Zhou|first6=Jun|last7=Zhang|first7=Huining|s2cid=85744076|date=2015|title=Aerobic denitrification: A review of important advances of the last 30 years|journal=Biotechnology and Bioprocess Engineering|volume=20|issue=4|pages=643–651|doi=10.1007/s12257-015-0009-0}}</ref>
विमुद्रीकरण ऑक्सी वातावरण में भी हो सकता है अंतरंगी क्षेत्र में विनित्रीकरण की उच्च गतिविधि देखी जा सकती है जहाँ ज्वारीय चक्र रेतीले तटीय तलछट में ऑक्सीजन सांद्रता के उतार-चढ़ाव का कारण बनते हैं <ref>{{Cite journal|last=Merchant|display-authors=et al|date=2017|title=तटीय तलछट में विनाइट्रीकरण समुदाय एक साथ एरोबिक और एनारोबिक श्वसन करता है|pmid=28463234|pmc=5520038|journal=The ISME Journal|volume=11|issue=8|pages=1799–1812|doi=10.1038/ismej.2017.51}}</ref> उदाहरण के लिए जीवाणु प्रजाति विनित्रीकरण के साथ ऑक्सी और एनोक्सिक दोनों स्थितियों के तहत विनाइट्रीकरण में संलग्न है ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर बैक्टीरिया नाइट्रस-ऑक्साइड की कमी का उपयोग करने में सक्षम होता है एक एंजाइम जो विनाइट्रीकरण के अंतिम चरण को उत्प्रेरित करता है <ref>{{Cite journal|last=Qu|display-authors=et al|date=2016|title=Paracoccus denitrificans में डिनाइट्रिफिकेशन का ट्रांसक्रिप्शनल और मेटाबॉलिक रेगुलेशन ऑक्सिक परिस्थितियों में नाइट्रस ऑक्साइड रिडक्टेस की कम लेकिन महत्वपूर्ण गतिविधि की अनुमति देता है|pmid=26568281|journal=Environmental Microbiology|volume=18|issue=9|pages=2951–63|doi=10.1111/1462-2920.13128}}</ref> तथा विनित्रीकरण मुख्य रूप से प्रोटोबैक्टीरिया में एंजाइम एनएपीएबी एनआईआरएस एनआईआरके और एनओएसजेड में स्थित हैं नाइट्रोजन के दो स्थिर समस्थानिक <sup>14N</sup> और <sup>15N</sup> दोनों तलछट प्रोफाइल में पाए जाते हैं नाइट्रोजन का हल्का समस्थानिक, <sup>14</sup>N विनाइट्रीकरण के दौरान पसंद किया जाता है जिससे भारी नाइट्रोजन समस्थानिक निकल जाता है <sup>15</sup>N अवशिष्ट पदार्थ में यह चयनात्मकता के संवर्धन की ओर जाता है <sup>14N</sup> की तुलना में बायोमास में <sup>15N</sup> <ref>{{Cite journal|author=Dähnke K. |author2=Thamdrup B.|date=2013|title=बोकनिस एक, बाल्टिक सागर में तलछटी विकृतीकरण के दौरान नाइट्रोजन समस्थानिक गतिशीलता और विभाजन|journal=Biogeosciences|volume=10|issue=5|pages=3079–3088|via=Copernicus Publications|doi=10.5194/bg-10-3079-2013|bibcode=2013BGeo...10.3079D|doi-access=free}}</ref> इसके सापेक्ष बहुतायत <sup>14N</sup> का विश्लेषण प्रकृति में अन्य प्रक्रियाओं से विमुद्रीकरण को अलग करने के लिए किया जा सकता है।
विनाइट्रीकरण से मिट्टी के वातावरण में [[आइसोटोप विभाजन]] नामक स्थिति हो सकती है। नाइट्रोजन के दो स्थिर समस्थानिक, <sup>14</sup>एन और <sup>15</sup>एन दोनों तलछट प्रोफाइल में पाए जाते हैं। नाइट्रोजन का हल्का समस्थानिक, <sup>14</sup>N, विनाइट्रीकरण के दौरान पसंद किया जाता है, जिससे भारी नाइट्रोजन समस्थानिक निकल जाता है, <sup>15</sup>N, अवशिष्ट पदार्थ में। यह चयनात्मकता के संवर्धन की ओर जाता है <sup>14</sup>एन की तुलना में बायोमास में <sup>15</sup>एन.<ref>{{Cite journal|author=Dähnke K. |author2=Thamdrup B.|date=2013|title=बोकनिस एक, बाल्टिक सागर में तलछटी विकृतीकरण के दौरान नाइट्रोजन समस्थानिक गतिशीलता और विभाजन|journal=Biogeosciences|volume=10|issue=5|pages=3079–3088|via=Copernicus Publications|doi=10.5194/bg-10-3079-2013|bibcode=2013BGeo...10.3079D|doi-access=free}}</ref> इसके अलावा, की सापेक्ष बहुतायत <sup>14</sup>एन का विश्लेषण प्रकृति में अन्य प्रक्रियाओं से विमुद्रीकरण को अलग करने के लिए किया जा सकता है।


== अपशिष्ट जल उपचार में प्रयोग करें ==
== अपशिष्ट जल उपचार में प्रयोग करें ==
{{Further|Sewage treatment}}
[[ मल |मल]] और नगरपालिका [[अपशिष्ट]] जल से नाइट्रोजन को हटाने के लिए विमुद्रीकरण का उपयोग किया जाता है यह निर्मित आर्द्रभूमि में एक सहायक प्रक्रिया भी है<ref>{{cite journal | last1 = Bachand | first1 = P. A. M. | last2 = Horne | first2 = A. J. | year = 1999 | title = Denitrification in constructed free-water surface wetlands: II. Effects of vegetation and temperature | journal = Ecological Engineering | volume = 14 | issue = 1–2| pages = 17–32 | doi=10.1016/s0925-8574(99)00017-8}}</ref> और [[ नदी तट |नदी तट]] क्षेत्र<ref>{{cite journal | last1 = Martin | first1 = T. L. | last2 = Kaushik | first2 = N. K. | last3 = Trevors | first3 = J. T. | last4 = Whiteley | first4 = H. R. | year = 1999 | title = Review: Denitrification in temperate climate riparian zones | journal = Water, Air, and Soil Pollution | volume = 111 | pages = 171–186 | doi=10.1023/a:1005015400607| bibcode = 1999WASP..111..171M | s2cid = 96384737 }}</ref> अत्यधिक कृषि या आवासीय [[उर्वरक]] उपयोग से उत्पन्न नाइट्रेट के साथ [[भूजल प्रदूषण]] की रोकथाम के लिए <ref>{{cite journal | last1 = Mulvaney | first1 = R. L. | last2 = Khan | first2 = S. A. | last3 = Mulvaney | first3 = C. S. | s2cid = 18518 | year = 1997 | title = नाइट्रोजन उर्वरक विनाइट्रीकरण को बढ़ावा देते हैं| journal = Biology and Fertility of Soils | volume = 24 | issue = 2| pages = 211–220 | doi=10.1007/s003740050233}}</ref>एक पर्यावरण पात्र को 2000 के दशक से अध्ययन किया गया है और कृषि से नाइट्रेट को हटाने में प्रभावी भी हैं<ref>{{cite journal | last1 = Ghane | first1 = E | last2 = Fausey | first2 = NR | last3 = Brown | first3 = LC | date = Jan 2015 | title = एक विनाइट्रीकरण बिस्तर में मॉडलिंग नाइट्रेट हटाने| journal = Water Res. | volume = 71C | pages = 294–305 | doi = 10.1016/j.watres.2014.10.039 | pmid = 25638338 }} {{subscription required}}</ref> अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण नामक प्रक्रिया के माध्यम से अनॉक्सी परिस्थितियों में कमी भी हो सकती है <ref>{{cite journal | last1 = Dalsgaard | first1 = T. | last2 = Thamdrup | first2 = B. | last3 = Canfield | first3 = D. E. | year = 2005 | title = समुद्री वातावरण में अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण (एनामॉक्स)।| journal = Research in Microbiology | volume = 156 | issue = 4| pages = 457–464 | doi=10.1016/j.resmic.2005.01.011| pmid = 15862442 }}</ref>
[[ मल ]] और नगरपालिका [[अपशिष्ट]] जल से नाइट्रोजन को हटाने के लिए आमतौर पर विमुद्रीकरण का उपयोग किया जाता है। यह निर्मित आर्द्रभूमि में एक सहायक प्रक्रिया भी है<ref>{{cite journal | last1 = Bachand | first1 = P. A. M. | last2 = Horne | first2 = A. J. | year = 1999 | title = Denitrification in constructed free-water surface wetlands: II. Effects of vegetation and temperature | journal = Ecological Engineering | volume = 14 | issue = 1–2| pages = 17–32 | doi=10.1016/s0925-8574(99)00017-8}}</ref> और [[ नदी तट ]] जोन<ref>{{cite journal | last1 = Martin | first1 = T. L. | last2 = Kaushik | first2 = N. K. | last3 = Trevors | first3 = J. T. | last4 = Whiteley | first4 = H. R. | year = 1999 | title = Review: Denitrification in temperate climate riparian zones | journal = Water, Air, and Soil Pollution | volume = 111 | pages = 171–186 | doi=10.1023/a:1005015400607| bibcode = 1999WASP..111..171M | s2cid = 96384737 }}</ref> अत्यधिक कृषि या आवासीय [[उर्वरक]] उपयोग से उत्पन्न नाइट्रेट के साथ [[भूजल प्रदूषण]] की रोकथाम के लिए।<ref>{{cite journal | last1 = Mulvaney | first1 = R. L. | last2 = Khan | first2 = S. A. | last3 = Mulvaney | first3 = C. S. | s2cid = 18518 | year = 1997 | title = नाइट्रोजन उर्वरक विनाइट्रीकरण को बढ़ावा देते हैं| journal = Biology and Fertility of Soils | volume = 24 | issue = 2| pages = 211–220 | doi=10.1007/s003740050233}}</ref>
:<sub>NH4</sub><sup>+</sup> +Nh2<sup>−</sup> → N<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>
वुडचिप्स # बायोरिएक्टर का 2000 के दशक से अध्ययन किया गया है और कृषि अपवाह से नाइट्रेट को हटाने में प्रभावी हैं<ref>{{cite journal | last1 = Ghane | first1 = E | last2 = Fausey | first2 = NR | last3 = Brown | first3 = LC | date = Jan 2015 | title = एक विनाइट्रीकरण बिस्तर में मॉडलिंग नाइट्रेट हटाने| journal = Water Res. | volume = 71C | pages = 294–305 | doi = 10.1016/j.watres.2014.10.039 | pmid = 25638338 }} {{subscription required}}</ref> और खाद भी।<ref>{{cite journal | last1 = Carney KN | first1 = Rodgers M | last2 = Lawlor | first2 = PG | last3 = Zhan | first3 = X | year = 2013 | title = वुडचिप बायोफिल्टर का उपयोग करके अलग किए गए पिगरी एनारोबिक डाइजेस्ट तरल का उपचार| journal = Environ Technology | volume = 34 | issue = 5–8| pages = 663–70 | doi = 10.1080/09593330.2012.710408 | pmid = 23837316 | s2cid = 10397713 }} {{subscription required}}</ref>
अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण ([[ anamox ]]) नामक प्रक्रिया के माध्यम से अनॉक्सी परिस्थितियों में कमी भी हो सकती है:<ref>{{cite journal | last1 = Dalsgaard | first1 = T. | last2 = Thamdrup | first2 = B. | last3 = Canfield | first3 = D. E. | year = 2005 | title = समुद्री वातावरण में अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण (एनामॉक्स)।| journal = Research in Microbiology | volume = 156 | issue = 4| pages = 457–464 | doi=10.1016/j.resmic.2005.01.011| pmid = 15862442 }}</ref>
:एनएच<sub>4</sub><sup>+</sup> + नहीं<sub>2</sub><sup>−</sup> → एन<sub>2</sub> + 2 एच<sub>2</sub>हे


कुछ सीवेज उपचार में, [[मेथनॉल]], [[इथेनॉल]], [[एसीटेट]], [[ग्लिसरीन]], या मालिकाना उत्पादों जैसे यौगिकों को अपशिष्ट जल में जोड़ा जाता है ताकि बैक्टीरिया को नष्ट करने के लिए कार्बन और इलेक्ट्रॉन स्रोत प्रदान किया जा सके।<ref>{{cite journal | last1 = Chen | first1 = K.-C. | last2 = Lin | first2 = Y.-F. | year = 1993 | title = अनुकूलित कीचड़ की मिश्रित संस्कृति प्रणाली में विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया और मेथनोजेनिक बैक्टीरिया के बीच संबंध| journal = Water Research | volume = 27 | issue = 12| pages = 1749–1759 | doi=10.1016/0043-1354(93)90113-v}}</ref> इस तरह के इंजीनियर डिनाइट्रीफिकेशन प्रक्रियाओं की माइक्रोबियल पारिस्थितिकी इलेक्ट्रॉन दाता की प्रकृति और प्रक्रिया संचालन स्थितियों द्वारा निर्धारित की जाती है।<ref>{{Cite journal|last1=Baytshtok|first1=Vladimir|last2=Lu|first2=Huijie|last3=Park|first3=Hongkeun|last4=Kim|first4=Sungpyo|last5=Yu|first5=Ran|last6=Chandran|first6=Kartik|date=2009-04-15|title=आणविक माइक्रोबियल पारिस्थितिकी और मेथिलोट्रोफिक डेनिट्रिफाइंग बैक्टीरिया के बायोकैनेटिक्स पर अलग-अलग इलेक्ट्रॉन दाताओं का प्रभाव|journal=Biotechnology and Bioengineering|volume=102|issue=6|pages=1527–1536|doi=10.1002/bit.22213|pmid=19097144|s2cid=6445650}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Lu|first1=Huijie|last2=Chandran|first2=Kartik|last3=Stensel|first3=David|date=November 2014|title=जैविक अपशिष्ट जल उपचार में विनाइट्रीकरण की माइक्रोबियल पारिस्थितिकी|journal=Water Research|volume=64|pages=237–254|doi=10.1016/j.watres.2014.06.042|pmid=25078442}}</ref> [[औद्योगिक अपशिष्ट जल]] के उपचार में विमुद्रीकरण प्रक्रियाओं का भी उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal | last1 = Constantin | first1 = H. | last2 = Fick | first2 = M. | year = 1997 | title = एक उच्च नाइट्रेट केंद्रित औद्योगिक अपशिष्ट जल के विकृतीकरण दर पर सी-स्रोतों का प्रभाव| journal = Water Research | volume = 31 | issue = 3| pages = 583–589 | doi=10.1016/s0043-1354(96)00268-0}}</ref> [[इलेक्ट्रो-बायोकेमिकल रिएक्टर]] | इलेक्ट्रो-बायोकेमिकल रिएक्टर (ईबीआर), मेम्ब्रेन बायोरिएक्टर (एमबीआर), और मूविंग बेड बायोरिएक्टर (एमबीबीआर) सहित औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए कई डिनाइट्रीफाइंग बायोरिएक्टर प्रकार और डिज़ाइन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं।
कुछ अपशिष्ट उपचार में [[मेथनॉल]] [[इथेनॉल]] [[एसीटेट]] [[ग्लिसरीन]] उत्पादों जैसे यौगिकों को अपशिष्ट जल में जोड़ा जाता है जिससे बैक्टीरिया को नष्ट करने के लिए कार्बन और इलेक्ट्रॉन स्रोत प्रदान किया जा सके <ref>{{cite journal | last1 = Chen | first1 = K.-C. | last2 = Lin | first2 = Y.-F. | year = 1993 | title = अनुकूलित कीचड़ की मिश्रित संस्कृति प्रणाली में विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया और मेथनोजेनिक बैक्टीरिया के बीच संबंध| journal = Water Research | volume = 27 | issue = 12| pages = 1749–1759 | doi=10.1016/0043-1354(93)90113-v}}</ref> इस तरह के इंजीनियर विनित्रीकरण प्रक्रियाओं के सूक्ष्मजैविक पारिस्थितिक इलेक्ट्रॉन दाता की प्रकृति और प्रक्रिया संचालन स्थितियों द्वारा निर्धारित की जाती है<ref>{{Cite journal|last1=Baytshtok|first1=Vladimir|last2=Lu|first2=Huijie|last3=Park|first3=Hongkeun|last4=Kim|first4=Sungpyo|last5=Yu|first5=Ran|last6=Chandran|first6=Kartik|date=2009-04-15|title=आणविक माइक्रोबियल पारिस्थितिकी और मेथिलोट्रोफिक डेनिट्रिफाइंग बैक्टीरिया के बायोकैनेटिक्स पर अलग-अलग इलेक्ट्रॉन दाताओं का प्रभाव|journal=Biotechnology and Bioengineering|volume=102|issue=6|pages=1527–1536|doi=10.1002/bit.22213|pmid=19097144|s2cid=6445650}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Lu|first1=Huijie|last2=Chandran|first2=Kartik|last3=Stensel|first3=David|date=November 2014|title=जैविक अपशिष्ट जल उपचार में विनाइट्रीकरण की माइक्रोबियल पारिस्थितिकी|journal=Water Research|volume=64|pages=237–254|doi=10.1016/j.watres.2014.06.042|pmid=25078442}}</ref> [[औद्योगिक अपशिष्ट जल]] के उपचार में विमुद्रीकरण प्रक्रियाओं का भी उपयोग किया जाता है <ref>{{cite journal | last1 = Constantin | first1 = H. | last2 = Fick | first2 = M. | year = 1997 | title = एक उच्च नाइट्रेट केंद्रित औद्योगिक अपशिष्ट जल के विकृतीकरण दर पर सी-स्रोतों का प्रभाव| journal = Water Research | volume = 31 | issue = 3| pages = 583–589 | doi=10.1016/s0043-1354(96)00268-0}}</ref> [[इलेक्ट्रो-बायोकेमिकल रिएक्टर|विद्युतीय-विनित्रीकरण]] अनुप्रयोगों के लिए कई अनात्रीकरण प्रकार की बनावट व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं


एरोबिक विनाइट्रीकरण, एरोबिक डेनिट्रिफायर द्वारा संचालित, अलग टैंकों की आवश्यकता को समाप्त करने और कीचड़ उपज को कम करने की क्षमता प्रदान कर सकता है। कम कठोर क्षारीय आवश्यकताएं हैं क्योंकि विमुद्रीकरण के दौरान उत्पन्न क्षारीयता आंशिक रूप से नाइट्रीकरण में क्षारीयता की खपत के लिए क्षतिपूर्ति कर सकती है।<ref name=":4" />
विनाइट्रीकरण अलग टैंकों की आवश्यकता को समाप्त करने और कीचड़ उपज को कम करने की क्षमता प्रदान कर सकता है क्योंकि विमुद्रीकरण के दौरान उत्पन्न क्षारीयता आंशिक रूप से नाइट्रीकरण में क्षारीयता की खपत के लिए क्षतिपूर्ति होती है।<ref name=":4">{{Cite journal|last1=Ji|first1=Bin|last2=Yang|first2=Kai|last3=Zhu|first3=Lei|last4=Jiang|first4=Yu|last5=Wang|first5=Hongyu|last6=Zhou|first6=Jun|last7=Zhang|first7=Huining|s2cid=85744076|date=2015|title=Aerobic denitrification: A review of important advances of the last 30 years|journal=Biotechnology and Bioprocess Engineering|volume=20|issue=4|pages=643–651|doi=10.1007/s12257-015-0009-0}}</ref>




== गैर-जैविक विनाइट्रीकरण ==
== गैर-जैविक विनाइट्रीकरण ==


विभिन्न प्रकार के गैर-जैविक तरीके नाइट्रेट को हटा सकते हैं। इनमें ऐसी विधियाँ शामिल हैं जो नाइट्रोजन यौगिकों को नष्ट कर सकती हैं, जैसे कि रासायनिक और विद्युत रासायनिक विधियाँ, और वे जो चुनिंदा रूप से नाइट्रेट को एक केंद्रित अपशिष्ट धारा में स्थानांतरित करती हैं, जैसे आयन एक्सचेंज या रिवर्स ऑस्मोसिस। नाइट्रेट का रासायनिक निष्कासन उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है, हालांकि यह खतरनाक उप-उत्पादों का उत्पादन कर सकता है।<ref name="Rayaroth Aravindakumar Shah Boczkaj 2022 p=133002">{{cite journal | last=Rayaroth | first=Manoj P. | last2=Aravindakumar | first2=Charuvila T. | last3=Shah | first3=Noor S. | last4=Boczkaj | first4=Grzegorz | title=Advanced oxidation processes (AOPs) based wastewater treatment - unexpected nitration side reactions - a serious environmental issue: A review | journal=Chemical Engineering Journal | publisher=Elsevier BV | volume=430 | year=2022 | issn=1385-8947 | doi=10.1016/j.cej.2021.133002 | page=133002| doi-access=free }}</ref> आमतौर पर कैथोड पर होने वाली गिरावट के साथ इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके इलेक्ट्रोड पर लगाए गए वोल्टेज के माध्यम से नाइट्रेट को हटा सकते हैं। प्रभावी कैथोड सामग्री में ट्रांज़िशन मेटल्स, पोस्ट ट्रांज़िशन मेटल्स शामिल हैं,<ref name="NitrateElectroReview">{{cite journal | last=Rajmohan | first=K. S. | last2=Gopinath | first2=M. | last3=Chetty | first3=Raghuram | title=इलेक्ट्रोकेमिकल विधि का उपयोग करके अपशिष्ट जल से नाइट्रेट को हटाने में आने वाली चुनौतियों और अवसरों की समीक्षा करें| publisher=Triveni Enterprises | volume=37 | year=2016 | issn=2394-0379 | page=1519-1528}}</ref> और सेमी-कंडक्टर जैसे TiO2।<ref name="Ji Niu Xu Wang 2021 p=129706">{{cite journal | last=Ji | first=Yangyuan | last2=Niu | first2=Junfeng | last3=Xu | first3=Dong | last4=Wang | first4=Kaixuan | last5=Brejcha | first5=Jacob | last6=Jeon | first6=Seunghyo | last7=Warsinger | first7=David M | title=Efficient electrocatalysis for denitrification by using TiO2 nanotube arrays cathode and adding chloride ions | journal=Chemosphere | publisher=Elsevier BV | volume=274 | year=2021 | issn=0045-6535 | doi=10.1016/j.chemosphere.2021.129706 | page=129706}}</ref> इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके अक्सर महंगे रासायनिक योजक की आवश्यकता से बच सकते हैं, लेकिन पीएच और आयनों की उपस्थिति से उनकी प्रभावशीलता को बाधित किया जा सकता है। रिवर्स ऑस्मोसिस नाइट्रेट जैसे छोटे आवेशित विलेय को हटाने में अत्यधिक प्रभावी है, लेकिन यह वांछनीय पोषक तत्वों को भी हटा सकता है, अपशिष्ट जल की बड़ी मात्रा बना सकता है, और पंपिंग दबावों में वृद्धि की आवश्यकता होती है। आयन एक्सचेंज बड़ी अपशिष्ट धाराओं के बिना पानी से नाइट्रेट को चुनिंदा रूप से हटा सकता है, <रेफ नाम = क्रूगर 1949 पीपी। 482-487 >{{cite journal | last=Krueger | first=Gordon M. | title=शिशु फार्मूले में उपयोग करने से पहले पानी से नाइट्रेट निकालने की एक विधि| journal=The Journal of Pediatrics | publisher=Elsevier BV | volume=35 | issue=4 | year=1949 | issn=0022-3476 | doi=10.1016/s0022-3476(49)80063-1 | pages=482–487}}</ref> लेकिन पुनर्जनन की आवश्यकता होती है और अवांछित आयनों के अवशोषण के साथ चुनौतियों का सामना करना पड़ सकता है।
विभिन्न प्रकार के गैर-जैविक तरीके नाइट्रेट को हटा सकते हैं इनमें ऐसी विधियाँ सम्मिलित हैं जो नाइट्रोजन यौगिकों को नष्ट कर सकती हैं जैसे कि रासायनिक और विद्युत रासायनिक विधियाँ नाइट्रेट को एक केंद्रित अपशिष्ट धारा में स्थानांतरित करती हैं जैसे आयन नाइट्रेट का रासायनिक निष्कासन उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है जबकि यह खतरनाक उप-उत्पादों का उत्पादन कर सकता है <ref name="Rayaroth Aravindakumar Shah Boczkaj 2022 p=133002">{{cite journal | last=Rayaroth | first=Manoj P. | last2=Aravindakumar | first2=Charuvila T. | last3=Shah | first3=Noor S. | last4=Boczkaj | first4=Grzegorz | title=Advanced oxidation processes (AOPs) based wastewater treatment - unexpected nitration side reactions - a serious environmental issue: A review | journal=Chemical Engineering Journal | publisher=Elsevier BV | volume=430 | year=2022 | issn=1385-8947 | doi=10.1016/j.cej.2021.133002 | page=133002| doi-access=free }}</ref> कैथोड पर होने वाली गिरावट के साथ विद्युतीय तरीके के इलेक्ट्रोड लगाए गए वोल्टेज के माध्यम से नाइट्रेट को हटा सकते हैं प्रभावी कैथोड सामग्री में अधिकतर महंगे रासायनिक योजक की आवश्यकता हो सकती है लेकिन पीएच और आयनों की उपस्थिति से उनकी प्रभावशीलता को बाधित किया जा सकता है नाइट्रेट जैसे छोटे आवेशित विलेय को हटाने में अत्यधिक प्रभावी है लेकिन यह वांछनीय पोषक तत्वों को भी हटा सकता है तथा अपशिष्ट जल को और पंपिंग दबावों में वृद्धि की आवश्यकता होती है।  


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[एरोबिक विनाइट्रीकरण]]
* [[एरोबिक विनाइट्रीकरण|वायुजीवी विनाइट्रीकरण।]]  
* [[अवायुश्वसन]]
*
* [[अवायुश्वसन|अवायुश्वसन।]]
* जैव उपचार
* जैव उपचार
* [[जलवायु परिवर्तन]]
* [[जलवायु परिवर्तन|जलवायु परिवर्तन।]]
* [[हाइपोक्सिया (पर्यावरण)]]
* [[हाइपोक्सिया (पर्यावरण)|विनित्रीकरण (पर्यावरण)।]]
* [[नाइट्रोजन नियतन]]
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* [[एक साथ नाइट्रिफिकेशन-डिनाइट्रिफिकेशन]]
* [[नाइट्रोजन नियतन|नाइट्रोजन नियतन।]]
* [[एक साथ नाइट्रिफिकेशन-डिनाइट्रिफिकेशन|एक साथ नाइट्रोफॉर्मेशन-विनित्रीकरण।]]


== संदर्भ ==
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[[Category: नाइट्रोजन चक्र]] [[Category: पर्यावरण सूक्ष्म जीव विज्ञान]]


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Latest revision as of 11:33, 13 April 2023

नाइट्रोजन चक्र।

विनित्रीकरण रोगाणुओं की एक सुगम प्रक्रिया है जो नाइट्रेट कम करता है और आणविक नाइट्रोजन मध्यवर्ती गैसीय नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्पादों की एक श्रृंखला के माध्यम से परिणामी अवायवीय जीवाणु एक प्रकार के श्वसन के रूप में विनित्रीकरण करते हैं जो कार्बनिक पदार्थ जैसे इलेक्ट्रॉन दाता के ऑक्सीकरण में नाइट्रोजन के ऑक्सीकृत रूपों को अपचयोपयच करता है तथा सबसे कम जलमग्न रूप से अनुकूलन के क्रम में नाइट्रोजन इलेक्ट्रॉन दाता में नाइट्रेट ,नाइट्राट , नाइट्रिक ऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड अंत में डाइनाइट्रोजन नाइट्रोजन चक्र पूरा करता है तथा विनित्रीकरण रोगाणुओं को 10 प्रतिशत से कम ऑक्सीजन सांद्रता की आवश्यकता होती है साथ ही ऊर्जा के लिए कार्बनिक यौगिक की भी आवश्यकता होती है इसलिए विनित्रीकरण को हटा दिया जाता है इसकी निच्छालन (कृषि) को भूजल में कम करके इसे उच्च नाइट्रोजन सामग्री के तरल अपशिष्ट जल या पशु अवशेषों के उपचार के लिए रणनीतिक रूप से उपयोग किया जा सकता है विनित्रीकरण एन को बहा सकता है जो एक ओजोन-क्षयकारी पदार्थ है और एक ग्रीनहाउस गैस है जो ग्लोबल वार्मिंग पर काफी प्रभाव डाल सकती है।

प्रक्रिया मुख्य रूप से परपोषी जीवाणु द्वारा की जाती है [1] जबकि स्वपोषी विनित्रीकरण की पहचान भी परपोषी जीवाणु ही करते हैं [2] सभी मुख्य पादप समूहों में विनित्रीकरण का प्रतिनिधित्व किया जाता है [3] जबकि बैक्टीरिया की कई प्रजातियां नाइट्रेट की एन में पूर्ण कमी में सम्मिलित होती हैं तथा एक से अधिक एंजाइमी मार्ग की पहचान की गई है [4] अनाइट्रीकरण प्रक्रिया नाइट्रोजन गैस में नाइट्रेट की कमी को ऊर्जा प्रदान करती है बल्कि कुछ अवायवीय ऑक्सीजन के जीवों में माइटोकॉन्ड्रिया के उपयोग के समान ऊर्जा प्राप्त करने के लिए विनित्रीकरण का उपयोग कर सकते हैं [5] नाइट्रेट से अमोनियम की कमी में असमान नाइट्रेट कमी के रूप में जानी जाने वाली एक प्रक्रिया[6] एनआरएफ-जीन वाले जीवों के लिए भी संभव है [7][8] यह नाइट्रेट की कमी के साधन के रूप में अधिकांश पारिस्थितिक तंत्रों में विनाइट्रीकरण से कम है जीन जो अनाइट्रीकरण करते हैं तथा उनमें एनआईआर और एनओएस सम्मिलित हैं। [3]


सिंहावलोकन

आधी प्रतिक्रियाएं

विनाइट्रीकरण आधी प्रतिक्रियाओं के संयोजन के माध्यम से आगे बढ़ता है जिसमें एंजाइम कोष्ठक की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है

  • NO
    2    − + H2
  • H2+O2
  • -इसे प्रतिक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है जहां नाइट्रेट डाइनाइट्रोजन में पूरी तरह से अपचयित हो जाता है ।

अनाइट्रीकरण की शर्तें

प्रकृति में विनाइट्रीकरण स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र दोनों में हो सकता है [9] विशिष्ट रूप से विनाइट्रीकरण अनॉक्सी वातावरण में होता है जहां घुलित और मुक्त रूप से उपलब्ध ऑक्सीजन की सांद्रता कम हो जाती है इन क्षेत्रों में नाइट्रेट या नाइट्राइट (−) का उपयोग ऑक्सीजन के अलावा एक स्थानापन्न टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में किया जा सकता है एक अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता तथा टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता एक यौगिक है जो इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके प्रतिक्रिया में कम करता है अनॉक्सी वातावरण के उदाहरणों में मिट्टी [10] भूजल[11] आर्द्रभूमि तेल जलाशय [12] समुद्र के हवादार कोने और समुद्र तल तलछट भी सम्मिलित हैं।

विमुद्रीकरण ऑक्सी वातावरण में भी हो सकता है अंतरंगी क्षेत्र में विनित्रीकरण की उच्च गतिविधि देखी जा सकती है जहाँ ज्वारीय चक्र रेतीले तटीय तलछट में ऑक्सीजन सांद्रता के उतार-चढ़ाव का कारण बनते हैं [13] उदाहरण के लिए जीवाणु प्रजाति विनित्रीकरण के साथ ऑक्सी और एनोक्सिक दोनों स्थितियों के तहत विनाइट्रीकरण में संलग्न है ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर बैक्टीरिया नाइट्रस-ऑक्साइड की कमी का उपयोग करने में सक्षम होता है एक एंजाइम जो विनाइट्रीकरण के अंतिम चरण को उत्प्रेरित करता है [14] तथा विनित्रीकरण मुख्य रूप से प्रोटोबैक्टीरिया में एंजाइम एनएपीएबी एनआईआरएस एनआईआरके और एनओएसजेड में स्थित हैं नाइट्रोजन के दो स्थिर समस्थानिक 14N और 15N दोनों तलछट प्रोफाइल में पाए जाते हैं नाइट्रोजन का हल्का समस्थानिक, 14N विनाइट्रीकरण के दौरान पसंद किया जाता है जिससे भारी नाइट्रोजन समस्थानिक निकल जाता है 15N अवशिष्ट पदार्थ में यह चयनात्मकता के संवर्धन की ओर जाता है 14N की तुलना में बायोमास में 15N [15] इसके सापेक्ष बहुतायत 14N का विश्लेषण प्रकृति में अन्य प्रक्रियाओं से विमुद्रीकरण को अलग करने के लिए किया जा सकता है।

अपशिष्ट जल उपचार में प्रयोग करें

मल और नगरपालिका अपशिष्ट जल से नाइट्रोजन को हटाने के लिए विमुद्रीकरण का उपयोग किया जाता है यह निर्मित आर्द्रभूमि में एक सहायक प्रक्रिया भी है[16] और नदी तट क्षेत्र[17] अत्यधिक कृषि या आवासीय उर्वरक उपयोग से उत्पन्न नाइट्रेट के साथ भूजल प्रदूषण की रोकथाम के लिए [18]एक पर्यावरण पात्र को 2000 के दशक से अध्ययन किया गया है और कृषि से नाइट्रेट को हटाने में प्रभावी भी हैं[19] अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण नामक प्रक्रिया के माध्यम से अनॉक्सी परिस्थितियों में कमी भी हो सकती है [20]

NH4+ +Nh2− → N2 + 2 H2

कुछ अपशिष्ट उपचार में मेथनॉल इथेनॉल एसीटेट ग्लिसरीन उत्पादों जैसे यौगिकों को अपशिष्ट जल में जोड़ा जाता है जिससे बैक्टीरिया को नष्ट करने के लिए कार्बन और इलेक्ट्रॉन स्रोत प्रदान किया जा सके [21] इस तरह के इंजीनियर विनित्रीकरण प्रक्रियाओं के सूक्ष्मजैविक पारिस्थितिक इलेक्ट्रॉन दाता की प्रकृति और प्रक्रिया संचालन स्थितियों द्वारा निर्धारित की जाती है[22][23] औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार में विमुद्रीकरण प्रक्रियाओं का भी उपयोग किया जाता है [24] विद्युतीय-विनित्रीकरण अनुप्रयोगों के लिए कई अनात्रीकरण प्रकार की बनावट व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं

विनाइट्रीकरण अलग टैंकों की आवश्यकता को समाप्त करने और कीचड़ उपज को कम करने की क्षमता प्रदान कर सकता है क्योंकि विमुद्रीकरण के दौरान उत्पन्न क्षारीयता आंशिक रूप से नाइट्रीकरण में क्षारीयता की खपत के लिए क्षतिपूर्ति होती है।[25]


गैर-जैविक विनाइट्रीकरण

विभिन्न प्रकार के गैर-जैविक तरीके नाइट्रेट को हटा सकते हैं इनमें ऐसी विधियाँ सम्मिलित हैं जो नाइट्रोजन यौगिकों को नष्ट कर सकती हैं जैसे कि रासायनिक और विद्युत रासायनिक विधियाँ नाइट्रेट को एक केंद्रित अपशिष्ट धारा में स्थानांतरित करती हैं जैसे आयन नाइट्रेट का रासायनिक निष्कासन उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है जबकि यह खतरनाक उप-उत्पादों का उत्पादन कर सकता