Vi khuẩn hiếu khí chuyển đổi amoniac (NH3) thành nitrat (NO3), vi khuẩn kỵ khí chuyển nitrat thành khí nitơ (N2). Vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí chịu trách nhiệm cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong bể cá của chúng ta. Mỗi loại vi khuẩn loại bỏ một số hợp chất nhất định tạo ra môi trường phù hợp cho động thực vật sinh sống trong bể. Để giải thích sự khác biệt của chúng, điều quan trọng là phải hiểu cách thức hoạt động của những vi khuẩn này. Trong bể cá cảnh thủy sinh có một quá trình hóa học được gọi là quá trình oxy hóa cho phép vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí tiêu thụ năng lượng từ nguồn thức ăn của chúng. Tác nhân oxy hóa (oxy hoặc nitrat) thu hút các electron từ một hợp chất hóa học (chất khử) để tạo thành một hợp chất hóa học mới. Quá trình này giải phóng năng lượng dự trữ trong chất khử mà vi khuẩn tiêu thụ.
Vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy làm tác nhân oxy hóa
Vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy để oxy hóa amoniac thành nitrit, rồi từ nitrit thành nitrat, đây là chu trình nitơ mà hầu hết những người chơi thủy sinh quen thuộc.
Vi khuẩn hiếu khí có khả năng cư trú trong bể cá của chúng ta vì nước có chứa oxy. Amoniac được tạo ra khi phân cá, thực vật thối rữa hoặc thức ăn dư thừa của cá bị thối rữa. Vi khuẩn oxy hóa amoniac được gọi là nitrosomonas chuyển đổi amoniac thành nitrit . Sau đó, một vi khuẩn hiếu khí khác là nitrobacter chuyển đổi nitrit thành nitrat.
Vi khuẩn kỵ khí sử dụng một thứ khác ngoài oxy làm tác nhân oxy hóa
Amoniac và nitrit gây độc cho cá ở nồng độ thấp, Nitrat cũng độc hại khi nó đạt đến nồng độ trên 40ppm (40mg/l). Đối với hầu hết những người chăm sóc bể cá cảnh, sẽ phải tiến hành thay nước định kỳ để giảm nồng độ nitrat thủ công. Tuy nhiên, bể cá có chứa vi khuẩn kỵ khí có thể khử nitrat này, vi khuẩn kỵ khí chuyển đổi nitrat thành khí nitơ, sau đó nổi lên bề mặt của bể cá và thải khí vào khí quyển. Nghĩa là vi khuẩn khử nitrat làm giảm nhu cầu thay nước vì chúng làm giảm nồng độ nitrat một cách tự nhiên..
Vi khuẩn kỵ khí sống trong môi trường rất ít hoặc không có oxy, chúng tiến hóa để sử dụng các nguyên tố khác ngoài oxy như nitơ làm chất oxy hóa. Trên thực tế, sự hiện diện của oxy sẽ ngăn cản các enzym quan trọng không cho phép quá trình khử nitrat xảy ra. Một cách để tạo ra vi khuẩn kỵ khí trong bể cá là setup nền sâu hoặc sử dụng các lò khử đặc biệt được kiểm soát vận tốc dòng chảy thấp.
Sự khác nhau giữ vi khuẩn kỵ khí và hiếu khí
Sự khác biệt chính là vi khuẩn hiếu khí cần oxy, trong khi vi khuẩn kỵ khí phải sống trong môi trường có ít hoặc không có oxy
+ Vi khuẩn hiếu khí sử dụng Oxy làm chất oxy hóa nguồn thức ăn của chúng là Amoniac và Nitrit
+ Vi khuẩn kỵ khí sử dụng NO3 (nitrat) làm chất oxy hóa nguồn thức ăn của chúng là các hợp chất carbon hữu cơ (chẳng hạn như chất thải của cá, xác thực vật thối rữa và chất thải từ đời sống vi sinh vật khác sống trong chất nền)