硝化作用
環境工学分野では主に、水中からの生物学的窒素除去(脱窒)の前段階として捉えられている。
関与するものはアンモニア酸化菌(もしくは亜硝酸生成菌)のNitrosomonas属、Nitorosococcus属、Nitrosospira属(Nitrosolobus属、Nitrosovibrio属を含む)亜硝酸酸化菌(もしくは硝酸生成菌)のNitrobacter属、Nitrospira属がよく知られ、合わせて単に硝化菌とも呼ばれる。これは好気的水処理工程で亜硝酸態窒素が容易に酸化されるほか、脱窒工程で厳密な区別が必要ないこと等による。この他にアンモニアを酸化する古細菌“Ca. Nitrosopumilus martimus”が発見されている。
硝化菌は基本的に通性好気化学合成独立栄養であり、アンモニア態窒素と炭酸を基質とする。これを利用し、廃水中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に酸化し、続く無酸素環境での硝酸塩呼吸による脱窒工程へと引き継ぐ。
反応方程式として下記があげられている。
N H 4 + + 0.103 C O 2 + 1.86 O 2 → 0.