嫌気的環境下での脱窒細菌による、硝酸塩還元（脱窒作用）による有機物の酸化分解について

質問

地下水の水質を勉強していたところ、下記のような反応があることを知りました。

「嫌気的環境下では、脱窒細菌によって、硝酸塩還元（硝酸イオンを亜硝酸イオンに還元）により、有機物が酸化分解され、アンモニアが発生する。」

　私は生物の専門ではないので、よくわからないのです。すみませんが、教えていただけますでしょうか。（もし質問が「トンチンカン」であれば、その点も教えていただけますでしょうか。）

１）いくつかの水質化学の教科書を読んでみたのですが、この反応については、ほとんど書かれていません。この反応は、微生物の生育（活動というのでしょうか？）条件さえ整えば、一般的に起きる反応と考えて良いのでしょうか。
２）この反応で、「嫌気的」という条件以外に、他に条件はあるのでしょうか。例えばpH,水温など。もし具体的にわかるようでしたら、出典も含めて教えていただけませんか。
３）この反応で「嫌気的」というのは、Eh(またはpE、またはORP(vsNHE))では何ボルトぐらいのことを言うのでしょうか。（窒素のpe-pHダイヤグラムを見ても、生成されるアンモニアは「嫌気的とは思えない」領域で安定しています。）
４）この反応は化学式で表すことができるのでしょうか。もしできるのでしたら、教えて下さい。
５）私の質問した内容について、参考書または文献があれば、新旧を問わず、教えて下さいませんか

以上よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#21649

1.
「脱窒細菌」は「硝酸塩還元により、有機物が酸化分解され、アンモニアが発生する」事で.生命維持に必要なエネルギーを取得しています。
したがって.脱窒細菌が生育できる「条件」ならば.必ず発生する物事です。

だから「一般的」の範囲をどのように考えているのか.で.回答の内容が変わります。「一般的」の定義をお知らせください。

2.
１に同じ。菌の種類によって結構変化しますので.「条件」といわれても.困ります。ただし.下水処理場の処理となると.原料の下水が比較的高温であること.高温の方がBOD処理量が多い事から.意図的に温度を高い状態で保ち.この環境で生育できるきんたいを特に選んで育てています。ですから.条件を決めて.その名かで生育する菌を見つけて来るといったほうが適切かもしれません。

3.
pEの意味が知らないので答えようがなし。菌の培養条件というのと.チッソ置換か.（部質名忘却）での脱酸素か...の問題で.酸素濃度なんて実質はかれない（コロニー内部の酸素濃度が問題。コロニーを作って外部から酸素が入らない壁を作っているため）

4.
化学式をうまくかけない（酵素等の矢印を記載する必要があるため）ので.回答不能。
図書館で「生化学」という本を見つけてください。植物かきんたいのせいごうせい経路を記載している本ならば.この手の反応は比較的詳しく説明されているはずです。

5.
古くて良いのであれば
高等学校の生物の教科書
高等学校の生物の副読本（書名忘却.理科学習表のような表題。子供のおもちゃに買ってやったので.現在は行方不明）
岩波講座　生物（現在まで3冊発行になっています。どれでも乗っています）
土壌肥料学会の本（書名忘却）
日本生化学学会（だったと思いますが.化学は素人なので）の本（書名忘却）。この手の話題は最近載らないので30－50年前のないようになるかと思います。

お礼

どうもありがとうございます。
高校の生物とは盲点でした。
とりあえず、学習参考書をみてみます。