Аммонийный азот, образующийся в результате аммонификации азотсодержащих соединений, в природных условиях может потребляться растительными организмами для построения клетки или окисляться бактериями до нитритов и нитратов в процессе нитрификации. В окислении аммония всегда участвуют две группы микроорганизмов: одни окисляют аммоний, образуют нитрит, а другие окисляют нитрит в нитрат. Нитрификация осуществляется нитрифицирующими, автотрофными микроорганизмами, принадлежащими к семейству Nitrobacteriaceae. По характеру окисляемых субстратов нитрифицирующие бактерии семейства Nitrobacteriaceae делятся на две группы: первую стадию нитрификации – окисление аммонийного азота до нитритов осуществляют бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus, Кроме NН4+-окисляющих бактерий в процесс окисления NH4+ Повлечены другие микроорганизмы. Процесс окисления NH4+ до NO2- могут осуществлять, например, также метанотрофные бактерии. При этом наблюдается также образование N2OH, осуществляемое метанмонооксигеназой. При повышенных концентрациях метана наблюдается подавление нитрификации – возможно, вследствие конкуренции за кислород между метанотрофами и бактериями, окисляющими аммоний, и/или конкуренции за минеральный азот между этими двумя группами микроорганизмов. Нитрификация может проходить на различных солях аммония – как неорганических, так и органических. В присутствии Pseudomonas происходит полная нитрификация гипоксантина и ксантина, потребляются углеродсодержащие части молекул аллантоина, гипоксантина и ксантина. Важную роль нитрификаторы выполняют в сточных водах. Совместно с денитрификаторами их деятельность способствует удалению неорганического азота из стоков. Нитрификация может осуществляться в любых аэрирующих сооружениях биологической очистки: в аэротенках, смесителях и вытеснителях, на биофильтрах и биодисках различных конструкций, в сооружениях с псевдоожиженным слоем. В очистных сооружениях одного из исследуемых предприятий NН4+-окисляющие бактерии составляли около 20% от всех бактерий. Поступление в водоемы азотсодержащих городскими промышленных сточных вод и поверхностного стока стимулирует рост автотрофных нитрифицирующих бактерий.
Нитрифицирующие бактерии развиваются в интервале рН 7,5–8,0. При значениях рН меньше 6 и выше 9,2 рост прекращается. С увеличением рН наблюдается превышение скорости окисления аммония над скоростью образования нитратов.
