Dénitrification

La dénitrification est une respiration microbienne qui réduit successivement le nitrate (NO₃⁻) en nitrite, monoxyde d’azote, protoxyde d’azote (N₂O) puis diazote (N₂). Elle transforme ainsi une partie de l’azote réactif dissous en produits gazeux. Présente dans les sols, sédiments, eaux souterraines et biofilms, elle participe au cycle naturel de l’azote et au traitement des eaux usées.

Conditions et fonctionnement

La voie classique est assurée par des microorganismes qui utilisent le nitrate ou le nitrite comme accepteur final d’électrons lorsque l’oxygène devient limitant. Une source d’électrons est également nécessaire : elle provient souvent de matière organique, mais certaines espèces utilisent des composés minéraux réduits. La vitesse du processus dépend notamment de la disponibilité du nitrate et du carbone, de la température, du pH, de l’état d’oxydoréduction et de l’organisation des communautés microbiennes.

La séquence peut être incomplète. Du nitrite, du monoxyde d’azote ou du N₂O s’accumule alors au lieu d’être entièrement réduit en N₂. Le N₂O est un puissant gaz à effet de serre, ce qui distingue une élimination complète de l’azote réactif d’une simple diminution du nitrate mesuré.

Processus voisins

La dénitrification se distingue de la nitrification, qui oxyde l’ammonium vers le nitrite puis le nitrate, et de l’assimilation, qui incorpore l’azote dans la biomasse sans le retirer durablement du système. Elle diffère aussi de la réduction dissimilatrice du nitrate en ammonium, qui conserve l’azote sous une forme réactive, et de l’anammox, où l’ammonium et le nitrite sont convertis en N₂. Dans un filtre ou un sédiment, ces voies peuvent coexister à quelques millimètres de distance le long d’un gradient d’oxygène.