硝化细菌的作用是什么？

Question

如题所述

Answer 1

硝化细菌是一类能降解氨和亚硝酸盐的自养型细菌，包括亚硝化菌属和硝化杆菌属两个生理亚群，它们归属于一个独立的科——硝化杆菌科。硝化细菌通过硝化作用氧化无机化合物获取能量来满足自身的代谢需求，并且以CO2作为唯一的碳源，是典型的化能无机营养菌。硝化细菌具有硝化作用，所谓硝化作用指的是硝化细菌在好氧条件下将NH3氧化为NO-，并进一步氧化为NO-3，从中获得生长所需能源的过程。硝化作用可以分为两个相对独立而又联系紧密的阶段。前一阶段NH3氧化为NO-2，称为亚硝化作用或氨氧化作用，由亚硝化细菌完成；后一阶段是NO-2氧化为NO-3的过程，称为硝化作用，由硝化细菌完成。因此，常讲的硝化作用实际上包括了由亚硝化细菌完成的亚硝化作用和由硝化细菌完成的硝化作用两个阶段。硝化细菌是养殖水体生态系统中不可或缺的成员，在水产养殖上具有比较重要的应用价值。在水产养殖上的应用是硝化细菌氨氮氧化、亚硝酸盐氧化的运用，养殖水体中的三氮（NH3-N、NO2-N、NO3-N）中，NH3-N和NO2-N具有很强的毒性，硝化细菌可将亚硝酸盐转化为硝酸盐而被藻类利用，从而起到净化水质的作用；与此同时，硝化细菌在合成自身物质时可同化和异化硫化氢，达到水质净化，改良池塘底质，维护良好的水产养殖生态环境的作用。但由于硝化细菌的生长代时比较长，从而限制了其在水产养殖上的广泛应用。

Answer 2

经常听养鱼的人提起硝化细菌，硝化细菌跟养鱼有什么关系？要理解这个问题，我们就要深入了解硝化细菌，并探索硝化细菌和环境有什么关系。

1.什么是硝化细菌？

根据官方的介绍，硝化细菌是一类细菌的统称，这类细菌有何特征呢？简言之是一群好氧的化能自养生物。

好氧我们好理解，就是生活中有氧环境中。那么化能自养是什么意思呢？

一般我们把细菌分为两类，一类是化能生物，另一类是光能生物，顾名思义，化能生物只通过化学物质来产生自己的“身体”（有机物），而光能生物则是依靠阳光为能量来源，并加上化学物质共同反应的（比如光合细菌）。

有自养就有异养，根据化学物质是否含碳元素，又将其分为两类，其中含碳的称作有机物，不含碳的称作无机物。而自养的意思就是依靠无机物生存的生物，异养的意思就是依靠有机物生存的生物。

所以好氧的化能自养生物也就不难理解了，这是一种只通过化学反应，依靠无机物和氧气进行生存的细菌。

2.硝化细菌有什么作用？

硝化细菌顾名思义，就是能不断产生硝酸盐的细菌，而硝化细菌的“食物”就是氨（NH3，数字为下标），所以在有大量氨的地方，就会存在大量的硝化细菌，比如鱼缸中，鱼的排泄物就含有大量的氨。

过量的氨会污染土壤和水质，而硝化细菌的出现就解决了这一问题，所以在氮循环（氨的化学分子式中的N表示氮）和水质净化中起着非常重要的作用。

3.硝化细菌具体是怎样处理环境中的氨的？

硝化细菌对于生存环境要求极为苛刻，比如只在偏碱性的条件下才能存活，并且生活环境周围要有大量的氨。

硝化细菌又可以分为两类，分别是亚硝化菌和硝化菌。

这二者如同分工合作的两种人，亚硝化菌的工作是把氨经过代谢，生存亚硝酸，而硝化菌的工作是，把亚硝酸代谢为硝酸。所以这二者的工作一前一后，结合得十分紧密，缺一不可。

假如只有亚硝化菌，那么土壤中就会生成大量亚硝酸，而亚硝酸和一些金属离子结合后，会生成亚硝酸盐，而亚硝酸盐，我们都比较熟悉，这是致癌物，因为有氨的地方一般还有胺。而胺是氨的离子形态，所以亚硝酸盐还会继续跟胺类结合，生成亚硝胺，而亚硝胺是四大食品污染物之一（另外四种是：苯并芘、丙烯酰胺、黄曲霉素、亚硝胺），具有强致癌性。

而硝化菌的出现则化解了这一危机，它把亚硝酸转化为了硝酸，而硝酸极容易形成硝酸盐，而硝酸盐对于植物而言，是一种营养物质。所以有排泄物的地方，就有硝化细菌，所以硝化细菌跟人类生活关系十分密切。

想不到小如此不起眼的细菌，竟然在生物循环中扮演这样重要的角色，大自然真是奇妙啊，让不同物种之间达到了一种完美的和谐。

Answer 3

现在步入正题，谈谈大家即熟悉又陌生的硝化细菌 第一步： 鱼类的排泄物和未吃过的食物将会转变为氨（俗称阿摩尼亚）；那是因为在这些东西里需要氧的细菌会令蛋白质分裂。而氨是有毒的。 第二步： 生存于氧气中的硝化细菌，能把氨会转变为亚硝酸盐（NO2）；亚硝酸盐虽然含较少的毒素，但仍对鱼类有致命的毒害。 第三步： 亚硝酸盐及后又被第二种硝化细菌转变为硝酸盐（NO3）；而这硝酸盐几乎是无毒的，但突然或长期暴露在高浓度的硝酸盐里是有害的。但幸运地，硝酸盐的浓度是可以靠更换鱼缸的水来降低。 第四步： 硝酸盐及后会被不依附氧气而生存的细菌（厌氧性细菌）变为氮气而升华，这就是一个完整的「氮化合物循环」。 2、么叫做硝化细菌 硝化细菌 ，俗称A菌( nitrifying ) 是一种好气性细菌，能在有氧的水中或砂层中生长，并在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。它们包括形态互异类型的一种杆菌、球菌或螺旋菌。属于自营性细菌的一类，包括两种完全不同代谢群：亚硝酸菌属 ( nitrosomonas ) 及硝酸菌属 ( nitrobacter )。 亚硝酸菌属细菌一般被称为「铵之氧化者」，因其所维生的唯一食物来源是铵，铵和氧化合所生成的化学能足以使其生存。什么是铵？这须要解释一下。其实铵是一种氨气 ( nh3 ) 溶于水中所生成的阳离子 ( nh4+ )，因为它在化学上的行为就好象是一种金属离子，故命名为「铵」。气体的氨具有刺鼻的臭味，而离子态的铵则无特别的气味，故很容易加以辨认。 在有空气存在时，铵可被亚硝酸菌属细菌吸收利用。它们将其氢原子氧化成水，用氧取代之，所以铵变成水及溶于水中的氧化氮，后者化学家称为「亚硝酸」，其反应式如下： 藉由氧将铵氧化为亚硝酸 ( no2- ) 可以产生能量，亚硝酸菌可利用该能量从二氧化碳或碱度 ( 如 co32- 或 hco3- ) 中制造有机物，所以这类细菌根本不需要有机物就能生存及繁衍。 硝酸菌属细菌一般被称为「亚硝酸之氧化者」，因其所维生的主要食物来源是亚硝酸，亚硝酸和氧化合所生成的化学能足以使其生存，而且生成硝酸为氮循环的终产物，其反应式如下： 硝酸菌可利用此反应所产生之能量，用于合成自己所需之有机物，故这类细菌同样不需要摄取有机物也能生存及增殖。 铵被硝化细菌氧化成亚硝酸，随后又被氧化成硝酸的反应被化学家称为「硝化反应」。这个反应系由两种不同的细菌所进行的，须密切配合，才不致使反应的中间物 no2- 滞留累积于水中。 3、如何提高足量的硝化细菌？ 在养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种有毒的物质可由硝化细菌所消耗，并生成无毒性的硝酸，硝酸又是藻类的最佳氮肥，能被藻类所吸收及同化。因此，在养殖池中绝对不可缺少硝化细菌，如果硝化细菌缺乏，水中的氨含量将急速增加，使池水内的鱼虾有致死的危险。许多人通常不了解这个问题的重要性，以致于常遭遇到养殖失败的命运。这说明如果您不去了解这个问题的症结所在，并谋求改善的话，既使是有经验的业者，都可能会败在硝化细菌不足的危害之下。 从池水的生态观点来说，我们是无法防止氨的产生的，但是却可以设法提高硝化细菌的数量来消耗池水中大量的氨。因为硝化细菌是消耗氨的克星，只要这类细菌的数量足够，它们就会很自然地消耗掉每天自产的氨，使氨不会在水中被大量的累积下来，成为水产养殖的隐形杀手。 至于我们应如何做才能提高硝化细菌的数量呢？从理论的角度而论，为硝化细菌塑造一个理想的繁殖场所是最根本的解决办法。怎么说呢？原来硝化细菌在繁衍过程中，有附着于固定物外表的倾向，若能在池水中安置若干多表面积的固定物供其附着，它就能迅速地附着在这些固定物的表面上，并开始增殖。 然而，要在池水中安置固定物通常是不可行的，理由是这种方式可能会阻碍鱼类的活动及不利于捞补。比较可行的处理方式是在过滤系统中安置「生化培养球」，这种产品是专门为硝化细菌提供一个繁衍场所而设计的，它通常是由黑色的塑料骨架所制成，大小约为 3 ~ 5 公分直径的空心球体，并有很大的表面积可供硝化细菌附着。它的原理是让硝化细菌成为「有壳蜗牛」，增加硝化细菌的生活空间，因此可让硝化细菌依附在这种人造的球体上进行硝化活动，使滤水中的氨及亚硝酸被硝化细菌所消耗。 添加硝化细菌制剂也是另一种可行的方法，尤其是在做水质检测发现水中氨浓度偏高时，采用这种方法最有效率。但这种方法只是治标方法，不是治本方法，因为这些制剂在水中被活化成为活菌之后，它们仍然多属「无壳蜗牛」，在池水中无法增殖，甚至因环境不适而逐渐死亡，故必须定期添加才能发挥预期效果。 4、如何正确使用生化培养球？ 生化培养球又称为生化过滤球，它是一种藉由生物化学的方法来除掉氨的一种特殊滤材，不过它并不是依靠滤材本身的作用将氨除去，而是藉由生活于滤材表面的硝化细菌来将氨给氧化掉，使之转化为无毒性的硝酸，以减少有毒物质的堆积，为养殖生物创造一个优良的生长环境。 生化培养球具有广大的表面积，且交错网孔构造可在表面达到完全通气效果，更由于生化培养球若彼此互相接获连接在一起，可在过滤系统中形成一个巨大的活动空间让硝化细菌居住及生活，并有利于硝化细菌大量的繁衍。 这种产品在使用时，最好与机械式过滤系统结合成一体，不宜单独使用，即可在机械式过滤系统的滤程后面，加设一个「生化培养球箱」，内置生化培养球，仅让滤水由上自动滴流而下，然后再经由滴流过程中的硝化作用，来达到最完美的生物自净作用。 如果将生化培养球单独使用，可能无法达到预期的效果，因为若直接把池水引入「生化培养球箱」，水中难免会夹带不少有机废物，由于它们不受硝化细菌所欢迎，若让这些有机废物附着于生化培养球上，则硝化细菌就很难在其表面着床生长。因此应将池水中的有机杂质先行滤除之后，再将滤水引入箱中，才是正确的使用方法。 5、硝化细菌制剂的使用 硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂，不仅使用相当方便，而且能发挥立竿见影的效果，故越来越受渔友的欢迎。使用时可直接将该剂散布于池中，不久即能发挥除铵的功效。 市售硝化细菌制剂可分为活菌及休眠菌两种，渔友可依自己的需要选购使用。前者是利用细菌的活体制成，在显微镜的观察下，可看到它们的活动情形。后者是利用休眠菌制成，在显微镜的观察中，则无法看到它们具有活动能力。 选择活菌的好处是除铵效果迅速，最适用于氨浓度过高的紧急情况。但是因活菌对氧气的要求十分严格，尤其是硝酸菌属的细菌只能在有充份氧气存在下才能生存，正因为如此，要将活菌保存并制成产品，常有保存上的困难，所以在购买这类产品时，要特别注意它的有效使用期限，如果使用过期产品，就除铵的观点而言，也是没有什么效率的。 择休眠菌的优点是能耐久藏，较不用担心失效的问题，但是因为由休眠菌变成活菌所需的活化时间可能需要数天之久，所以无法使用于紧急状况之处理，仅适用于日常的水质管理。一般言之，休眠菌的保存期限约为 1 ~ 2 年，使用时仍需注意商品所标明的使用期限，以免过期失效。另外，此种产品仅亚硝酸菌属之细菌能被制成制剂，故使用后可能会有多余的中间物 no2- 滞留累积于水中，使亚硝酸的浓度有暂时性突然提高的现象，惟对水质不会有明显之影响 6、硝化细菌的注意事项 水中有有机污染源,净水细菌是靠水中有机污染而存活的，如果因为水中没有污染源存在，它们就无法长期生存。因此，在新水阶段就加入细菌是否有效，是值得研讨的。 勿与消毒杀菌药剂同时使用 为了避免净水细菌被杀灭，切记勿与消毒杀菌药剂同时使用，如果必须使用杀菌药剂或治疗鱼病的药剂，需等药物使用至少一星期以上再进行使用净水细菌。 要注意调整适合细菌生长的温度 在净水细菌的使用过程中，能有效地控制在最适宜的水温条件下，当然其发挥的效果也是最理想的。例如：光合细菌在23-29℃的范围内均能正常生长繁殖，当水温低于23℃时，它们的生长逐渐停滞，因此低于23℃的水族箱使用这类细菌效果较差。 要注意调整适合细菌生长的ph值 在净水细菌的使用过程中，必须注意水质酸碱度ph的变化。例如：淡水硝化细菌在ph值等于中性时的效果最佳，在酸性水质中效果最差，因此若能将水族箱中的水质调整至中性或弱碱性，它的净水效果会好一些。而光合细菌在ph值8.2-8.6的水质中最具效果，所以它比较适合用于海水水族箱中的使用。 要注意细菌之间的共容性 若要同时放养不同的净水细菌应该注意细菌之间的共容性。例如：硝化细菌和光合细菌并不适合同时放养在同一水族箱内，因为它们净化水质的过程互有抑制作用，可能会降低其净化效果。 要为细菌提供足够的可居住空间 如果只让细菌生活于水族箱中可能无法满足其繁衍上的需要，这会严重限止细菌的数量使其无法增加。因此，我们应该配合生化过滤系统为细菌细菌再创造更多的可居住空间供它们繁衍，以期待它们加速降低有害物质以及加强它们分解能力。

Answer 4

硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。

硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂，不仅使用相当方便，而且能发挥立竿见影的效果，故越来越受鱼友的欢迎。使用时可直接将该剂散布于池中，不久即能发挥除氨的功效。

市售硝化细菌制剂可分为活菌及休眠菌两种，渔友可依自己的需要选购使用。前者是利用细菌的活体制成，在显微镜的观察下，可看到它们的活动情形。后者是利用休眠菌制成，在显微镜的观察中，则无法看到它们具有活动能力。

硝化细菌的存活条件：

硝化细菌的生存条件：硝化细菌广泛存在于自然环境中。它需要水和氧气才能生存，只有在同时满足水和氧的供应时，它才能生存。更适合于土壤、砂、生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等微孔滤料的大规模繁殖。

硝化细菌最适宜在弱碱性的水中生活，在温度达到25度左右时生长繁殖最快。它的繁殖不遵循分离定律和自由组合定律。

以上内容参考：百度百科—硝化细菌

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Answer 5

硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。 反硝化作用即硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。 构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。