劉金成硫化細菌課件

1、劉金成硫化細菌課件劉金成硫化細菌課件 硫化細菌：是一類能進行硫化作用，將硫化物、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等氧化為硫酸鹽的細菌。由于硫化細菌的這種特性，在石油汽脫硫、工業(yè)廢氣脫硫、煤炭微生物脫硫、煙道氣微生物脫硫等諸多領(lǐng)域都引起了重視。劉金成硫化細菌課件 經(jīng)微生物脫硫后，可較大程度的減少燃燒過程中SO2的產(chǎn)生，還可以從工業(yè)廢氣中回收單質(zhì)硫，減少H2S對設(shè)備的腐蝕。影響脫硫效果的因素是多方面的，包括溫度、pH值、溶解氧、反應(yīng)器容積負荷、底物濃度等。劉金成硫化細菌課件 硫化細菌存在位置：細菌常見于礦山的水坑中，可使金屬硫化物氧化成硫酸，使礦物中的金屬被溶解，已用于低品位銅礦等礦物的開采，稱為細菌浸礦。硫

2、化細菌廣泛分布于土壤和水中，其氧化作用提供了植物可利用的硫酸態(tài)硫素營養(yǎng)。5lBetaproteobacteria硫單胞菌屬（Thiomonas）硫桿菌屬（Thiobacillus）lGammaproteobacteria貝日阿托菌屬（Beggiatoa）硫發(fā)菌屬（Thiothrix）硫小桿菌屬（Thiobacterium）無色硫菌屬（Achromatium）硫螺菌屬（Thiospira）硫微螺菌屬（Thiomicrospira）一、硫氧化細菌的分類地位6l硫氧化細菌的主要能源物質(zhì)是硫化物，產(chǎn)能代謝的產(chǎn)物是硫酸：用硫氧化細菌從低品位含硫金屬礦石中浸提金屬，稱為細菌冶金；硫氧化細菌代謝產(chǎn)生的大量硫

3、酸會造成礦井和海港等處的金屬構(gòu)件腐蝕，造成礦山廢水污染；硫氧化細菌的產(chǎn)能代謝能改良土壤；二、硫化作用及其應(yīng)用劉金成硫化細菌課件 硫化作用：還原態(tài)無機硫化物如H2S、S或FeS2等在微生物作用下進行氧化，最后生成硫酸及其鹽類的過程，稱為硫化作用，進行硫化作用的微生物主要是硫細菌，可分為無色硫細菌和有色硫細菌兩大類。 其氧化硫化氫的過程為： 2H2S+O22H2O+S2+能量 S2+3O2+2H2O+2H2SO4+能量劉金成硫化細菌課件 該過程需要在氧氣充足的條件下進行。含硫有機質(zhì)是土壤硫素的重要來源，其轉(zhuǎn)化，首先含硫蛋白質(zhì)在分解者微生物的分解作用下水解生成含硫氨基酸，然后分解出硫化氫，這才在好氧

4、型硫化細菌的作用下氧化成硫酸。硫化作用產(chǎn)生的硫酸與其他鹽類作用生成的硫酸鹽，可供植物利用。但當硫化作用過于強烈時，在熱帶濱海地區(qū)可形成強酸性的“反酸田”，對作物生長不利。劉金成硫化細菌課件 1無色硫細菌 其中包括化能自養(yǎng)菌和化能異養(yǎng)菌。 （1）硫桿菌 土壤與水中最重要的化能自養(yǎng)硫化細菌是硫桿菌屬，它們能夠氧化硫化氫、黃鐵礦、元素硫等形成硫酸，從氧化過程中獲取能量。 2H2SO22H2O2S+能量 2FeS27O22H2O2FeSO42H2SO4+能量 2S3O22H2O2H2SO4+能量 劉金成硫化細菌課件 無色硫桿菌中除脫氮硫桿菌時兼性厭氧菌外，其余的都是需氧菌。生長最適溫度為2830。有的

5、硫桿菌能忍耐很酸的環(huán)境，甚至嗜酸。常見的有氧化硫硫桿菌、氧化鐵硫桿菌和排硫桿菌。劉金成硫化細菌課件 （2）絲狀硫磺細菌 它們屬化能自養(yǎng)菌，有的也能營腐生生活。生存于含硫的水中，能將H2S氧化為元素硫。主要有兩個屬，即貝氏硫菌屬和發(fā)硫菌屬，前者絲狀體游離，后者絲狀體通常固著于固體基質(zhì)上。此外，菌體螺旋狀的硫螺菌屬、球形細胞帶有裂片的硫化葉菌屬、細胞圓形到卵圓形的卵硫菌屬等胞內(nèi)都含硫粒，也都能代謝硫磺。 劉金成硫化細菌課件 2有色硫細菌 有色硫細菌主要指含有光合色素的利用光能營養(yǎng)的硫細菌，它們從光中獲得能量，依靠體內(nèi)含有特殊的光合色素，進行光合作用同化CO2。主要分為光能自養(yǎng)型和光能異養(yǎng)型。劉金成

6、硫化細菌課件 （1）光能自養(yǎng)型 這類光合細菌在進行光合作用時，能以元素硫和硫化物作為同化CO2的電子供體，常見的如著色菌科和綠菌科中的有關(guān)種（俗稱紫硫菌和綠硫菌）。 劉金成硫化細菌課件 （2）光能異養(yǎng)型 該類光合細菌主要以簡單的脂肪酸、醇等作為碳源或電子供體，也可以硫化物或硫代硫酸鹽（但不能以元素硫）作為電子供體。能進行光照厭氧或黑暗微好氧呼吸。目前，多用于高濃度有機廢水的處理。常見種類大多為紅螺菌科，如球形紅桿菌、沼澤紅桿菌等。 劉金成硫化細菌課件 3、反硫化作用 在厭氧條件下微生物將硫酸鹽還原為H2S的過程稱為反硫化作用。參與這一過程的微生物稱為硫酸鹽還原菌。反硫化作用具有高度特異性，主要

7、是由脫硫弧菌屬來完成。如脫硫脫硫弧菌是一典型反硫化作用的代表菌，其反應(yīng)式為： C6H12O63H2SO46CO26H2O3H2S+能量 產(chǎn)生的H2S與鐵化學(xué)氧化產(chǎn)生的Fe2+形成FeS和Fe（OH）2，這是造成鐵銹蝕的主要原因。劉金成硫化細菌課件三、硫化細菌的分離培養(yǎng) 國外自1902年就開始了對硫化細菌分離培養(yǎng)研究，而我國從1957年才開始對這方面的研究，主要在于硫桿菌屬各個種的分離培養(yǎng)研究。主要有排硫桿菌、氧化硫桿菌、脫氮硫桿菌。劉金成硫化細菌課件1、排硫桿菌 該菌在分離培養(yǎng)過程中較容易辨別，在固體培養(yǎng)基上由較為明顯的硫磺積累，畫線培養(yǎng)后兩天即可見到培養(yǎng)皿邊緣稀疏的菌落及較早積累的硫黃顆粒。

8、菌落的中央最先積累硫磺，然后擴展到菌落的邊緣。 在固體培養(yǎng)基生長時，28下可維持1618天，5左右時可生長8周。 在液體培養(yǎng)基生長時，28下可維持48周，5時可長達20周。劉金成硫化細菌課件2、氧化硫桿菌 該菌分離主要根據(jù)其氧化硫磺形成硫酸，使培養(yǎng)基pH急劇下降來辨別，在配置固體培養(yǎng)基時，加入指示劑甲基橙，使最后濃度為1/10001/2000，以此培養(yǎng)基來分離氧化硫桿菌效果較好，菌落周圍由于產(chǎn)酸，培養(yǎng)基顏色由黃變紅，pH下降到3.0以下。 該菌在固體培養(yǎng)基生活較短，一般為310天，在硫磺粉液培養(yǎng)基中，5時可維持8周以上。劉金成硫化細菌課件3、脫氮硫桿菌 該菌培養(yǎng)時很難淘汰雜菌（包括各種自氧和異

9、氧雜菌），故對脫氮硫桿菌的菌落也不易辨別。比較可靠的分離方法是通過劃線厭氣培養(yǎng)和半固體穿刺培養(yǎng)交替進行。將劃線厭氣培養(yǎng)后獲得的各種菌落全部穿刺進半固體培養(yǎng)基試管中，凡在半固體培養(yǎng)基試管中生長形成氣泡的菌體，可初步確定為脫氮硫桿菌，再通過劃線厭氣培養(yǎng)和半固體穿刺培養(yǎng)可獲得純種。 脫氮硫桿菌在固體培養(yǎng)基可維持57周，在半固體穿刺培養(yǎng)基5以下時可維持1118周，28可維持1011周。劉金成硫化細菌課件四、硫化細菌對水體的作用 硫化細菌稱為“化能自養(yǎng)菌”，在海洋環(huán)境中這些“化能自養(yǎng)菌”對氮素循環(huán)、硫素循環(huán)起到重要作用。他們能直接分解一些海洋動、植物不能直接利用甚至有毒害作用的無機化合物，如：S、H2S等、從中獲取自身增值的能量。并且在該分解過程中同時生成有益于海洋植物生長的無機鹽類。 可見，海洋自養(yǎng)菌能起到凈化海洋環(huán)境，提高海洋營養(yǎng)水平的作用。劉金成硫化細菌課件 在魚的食物殘餌、糞便以及水草殘片中還含有硫，硫會產(chǎn)生具有臭雞蛋味的硫化物，在氧氣充足的條件下，硫化細菌會將這些硫化物氧化成硫酸鹽、水和自身能量，在缺氧的條件下，厭氧菌會將硫化物轉(zhuǎn)變成有毒的硫化氫氣體。因此，保持水族箱內(nèi)充足的氧氣和實施