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Lexikon
der Aquakulturtechnik
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Stickstoffkreislauf
Stickstoff bildet eine Vielzahl
anorganischer und organischer Verbindungen, die für chemische Reaktionen
in Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosystemen gleichermaßen wichtig sind.
In Aquakultursystemen sind Stickstoffverbindungen aufgrund der
Harnstoffausscheidungen der Fische, den Stickstoffkomponenten aus dem
Futter und Stoffwechselprodukten aus weiteren biologischen Prozessen von
besonderen Interesse. Gleichzeitig sind Stickstoffverbindungen
Bestandteile vieler lebenswichtiger Verbindungen der Fische (u. a.
Aminosäuren).
Bild:
Mikrobiologischer
Stickstoffkreislauf
Im Bild sind die wichtigsten Prozesse
des mikrobiologischen Stickstoffkreislauf dargestellt. Sie enthalten
neben Redoxvorgängen und Säure-Base-Reaktionen vor allem Chemismen, die
der Spaltung und Verbindung von C-N Verbindungen dienen.
Werden Stickstoffverbindungen über die
Stoffwechselprodukte der Fische (Harnstoff) in das Wasser gebracht,
katalysiert das
®Enzym Urease die Harnstoffhydrolyse und setzt so
Ammonium/Ammoniak frei.
CO(NH2)2
+ 2 H2O
®
NH4+ + NH3 + HCO3-
Mittels der
® Nitrifikation
und
wird das Ammonium zu Nitrat und anschließend zu atmosphärischen
Stickstoff (N2) umgewandelt
® Denitrifikation.
Diese Reaktionen werden bei der Produktionswasseraufbereitung bzw.
®Abwasserbehandlung technisch umgesetzt und genutzt.
Die biochemische Umwandlung gelöster
Nitrate erfolgt in natürlichen Gewässern nach zwei Mechanismen. Fungiert
das Nitrat als Nährstoff, erfolgt eine enzymatische Reaktion des Nitrats
zum Aufbau organischer Stickstoffverbindungen in der lebenden Zelle
(assimilatorische Nitratreduktion). Fakultativ anaerobe, heterotrophe
Mikroorganismen (Denitrifikanten) können Nitrat unter anoxischen
Bedingungen zum oxydativen Aufbau organischer Kohlenstoffverbindungen
verwenden.
Weitere Informationen:
®
Vorlesungsskript Stickstoff / Stickstoffkreislauf (Terramare)
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