Metaanin anaerobinen hapettuminen yhdistettynä denitrifikaatioon Muokkaa
Metaanin hapettumiseen yhdistetty anaerobinen denitrifikaatio havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2008, jolloin eristettiin metaania hapettava bakteerikanta, jonka havaittiin hapettavan metaania itsenäisesti. Prosessi käyttää metaanin hapettumisesta syntyviä ylimääräisiä elektroneja nitraattien pelkistämiseen, mikä poistaa tehokkaasti sekä kiinteää typpeä että metaania vesijärjestelmistä elinympäristöissä, jotka vaihtelevat sedimentistä turvesuohon ja kerrostuneisiin vesipatsaisiin.
Anaerobinen denitrifikaatio voi vaikuttaa merkittävästi globaaliin metaanin ja typen kiertokulkuun, etenkin kun otetaan huomioon molempien viimeaikainen lisääntyminen ihmisen aiheuttamien muutosten vuoksi. Ihmisen aiheuttaman metaanin vaikutuksen laajuuden ilmakehään tiedetään olevan merkittävä ilmastonmuutoksen aiheuttaja, ja kun otetaan huomioon, että se on moninkertaisesti voimakkaampaa kuin hiilidioksidi. Metaanin poistamista pidetään yleisesti hyödyllisenä ympäristölle, vaikka denitrifikaation osuutta metaanin globaalissa virrassa ei tunneta hyvin. Anaerobisen denitrifikaation mekanismina on osoitettu kykenevän poistamaan lannoitevalumien aiheuttamaa ylimääräistä nitraattia jopa hypoksisissa olosuhteissa.
Tämäntyyppistä aineenvaihduntaa käyttäviä mikro-organismeja voidaan lisäksi käyttää bioremediaatiossa, kuten vuonna 2006 tehdyssä tutkimuksessa, jossa tutkittiin hiilivetyjen aiheuttamaa kontaminaatiota Etelämantereella, sekä vuonna 2016 tehdyssä tutkimuksessa, jossa onnistuttiin lisäämään denitrifikaation nopeutta muuttamalla bakteereja asuttavaa ympäristöä. Denitrifioivien bakteerien sanotaan olevan korkealaatuisia bioremediatoijia, koska ne pystyvät sopeutumaan erilaisiin ympäristöihin ja koska niistä puuttuu myrkyllisiä tai ei-toivottuja jäämiä, kuten muista aineenvaihduntamuodoista jää.
Denitrifioivien bakteerien rooli metaanin nielijänäMuutos
Denitrifioivilla bakteereilla on havaittu olevan merkittävä rooli metaanin (CH4) hapettumisessa (jossa metaani muuttuu CO2:ksi, vedeksi ja energiaksi) syvissä makeanvedenvesistöissä. Tämä on tärkeää, koska metaani on toiseksi merkittävin ihmisen aiheuttama kasvihuonekaasu, jonka ilmaston lämpenemispotentiaali on 25 kertaa voimakkaampi kuin hiilidioksidin, ja makeat vedet ovat merkittävä tekijä maailmanlaajuisissa metaanipäästöissä.
Eurooppalaisella Bodenjärvellä tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että denitrifikaatioon kytkeytyvä anaerobinen metaanin hapettuminen – johon viitataan myös nimellä nitraatti/nitriitti-riittiriippuvainen anaerobinen metaanin hapettuminen (n-damo) – on metaanin pääasiallinen nielu syvissä järvissä. Pitkään uskottiin, että metaanipäästöjen vähentäminen johtui ainoastaan aerobisista metaanitrofisista bakteereista. Metaanin hapettumista tapahtuu kuitenkin myös makean veden anoksisilla eli hapettomilla vyöhykkeillä. Bodenjärven tapauksessa tämä tapahtuu M. oxyferan kaltaisten bakteerien toimesta. M. oxyfera-like -bakteerit ovat bakteereja, jotka muistuttavat Candidatus Methylomirabilis oxyfera -bakteeria, joka on bakteerilaji, joka toimii denitrifioivana metanotrofina.
Bodenjärvellä tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että nitraatti väheni vedessä samassa syvyydessä kuin metaani, mikä viittaa siihen, että metaanin hapettuminen oli kytketty denitrifikaatioon. Voidaan päätellä, että M. oxyfera -bakteerien kaltaiset bakteerit suorittivat metaanin hapettumisen, koska niiden runsaus oli suurimmillaan samassa syvyydessä, jossa metaani- ja nitraattiprofiilit kohtasivat. Tämä n-damo -prosessi on merkittävä, koska se auttaa vähentämään metaanipäästöjä syvissä makeissa vesistöissä ja se auttaa muuttamaan nitraatteja typpikaasuksi, mikä vähentää ylimääräisiä nitraatteja.