Om kväverening i reningsverk - biologiska omvandlingar av kväve Tillgången på kväve i form av ammonium och nitrat begränsar ofta tillväxt av alger och bakterier i vattenmiljöer. För att minska utsläppen av kväve till havet finns eller kommer kväverening av avloppsvatten att införas i de reningsverk som ligger nära kusten. I denna rening kommer man att använda sig av de mikrobiella processerna nitrifikation och denitrifikation. Bakteriell nitrifikation omvandlar ammoniumjoner till nitratjoner, och denitrifikation omvandlar nitrat till kvävgas. Kväve i form av kvävgas är stabilt och otillgängligt för de flesta och bidrar därför inte till övergödningseffekter i naturen. I vissa fall kan dock slutprodukten vid denitrifikation bli lustgas istället för kvävgas. Lustgas bryter ner ozonlagret, bidrar till växthuseffekten och i viss utsträckning till försurning i mark och vatten. Möjliga faktorer som kan öka produktionen lustgas i denitrifierande aktivt slam i ett avloppsreningsverk undersöktes i en pilotanläggning vid Rya avloppsreningsverk i Göteborg. Lågt pH befanns vara en potentiell faktor som kunde ge en ökad lustgasproduktion. Vid pH runt 7, vilket var det normala pH-värdet i denitrifikationsbassängen, var lustgasproduktionen obetydlig men ökade när pH minskades. Den var maximal vid ungefär pH 5.5, varefter den åter minskade med minskande pH-värde på grund av minskad denitrifikationshastighet. Införande av kväverening i avloppsreningsverken kommer troligen ej att medföra ett större utsläpp av lustgas från denitrifikationssteget, eftersom man sällan har ett så lågt pH samt att lustgasproduktionen från denitrifikationsbassängen var låg eller negativ de flesta dagarna. För att bakterierna ska kunna denitrifiera behöver de förutom nitrat också organiska ämnen. I den undersökta anläggningen användes de organiska ämnen som fanns i det inkommande avloppsvattnet. De organiska ämnen som finns i avloppsvattnet när detta når reningsverket utgörs ofta av längre molekyler som måste brytas ner i mindre enheter innan de kan tas upp av bakterierna. Bakterierna producerar därför enzymer som transporteras ut ur cellen och bryter ner dessa långa molekyler till kortare som sedan kan användas av de denitrifierande bakterierna. Dessa enzymer produceras ofta i högre grad när det finns substrat för dessa enzymer närvarande. Aktiviteten av dessa enzymer användes för att mäta halten av olika sorters tillgängliga organiska ämnen. Den största aktiviteten uppmättes på enzym som bryter esterbindningar i ämnen med korta kolkedjor, varefter i minskande ordning kom kolhydrater, proteiner och långkedjade estrar såsom lipider. Enzymaktiviteten producerades av mikroorganismer i de olika reningsstegen och transporterades runt i systemet. Den aktivitet som fanns i denitrifikationsbassängen härrörde därför både från andra reningssteg, inkommande vatten och produktion i denitrifikationsbassängen. För att se vad som hände med den mikrobiella aktiviteten när enzymaktiviteten minskades gjordes försök att hämma ett av de kolhydratnedbrytande enzymen i renkulturer av bakterier. Av de tre bakteriesorter som användes hämmades enzymet i två. Även mikrobiell respiration hämmades i dessa två men ej i lika hög grad som enzymaktiviteten. Nitrifikationen i det studerade systemet utfördes av bakterier i en. I denna, liksom på alla ytor i naturlig miljö växer det bakterier som tillsammans med organiskt material och "högre" organismer bildar en s.k. biofilm. Nitrifikationsbakterier utnyttjar ammonimjonerna i vattnet för att få energi. Detta ger mindre energi än att utnyttja organiska ämnen som energikälla, vilket gör att dessa bakterier växer mycket långsamt. Nitrifikationssteget tar därför flera månader att starta upp innan full rening sker. Olika mikrobiologiska parametrar studerades under bildandet av en nitrifierande biofilm i syfte att öka kunskapen om uppbyggandet av en biofilm för att eventuellt kunna minska uppstarttiden.