硫化细菌的特征及其应用进展
油田硫酸盐还原菌的危害及防治
油田硫酸盐还原菌的危害及防治吕红梅;王彪;朱霞【摘要】在油田生产系统存在的腐蚀问题中,相当一部分是由微生物硫酸盐还原菌(SRB)造成的,其腐蚀特征为点蚀、坑蚀.SRB在各个油田大量繁殖造成严重危害,不仅腐蚀管线设备,其腐蚀产物FeS也会使地层堵塞,还可导致三次采油工作的失败,造成严重的环境问题.针对上述危害综述了SRB防治措施的近期研究状况.其中物理防治方法成本高,应用较少;目前最常用的是化学手段,但使用化学杀菌剂时会产生抗药性,长期使用效果仍不理想;而微生物方法防治SRB不仅使用效果好,有效期长,成本也较低.因此,微生物防治方法是目前研究较广且行之有效的方法.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(030)006【总页数】5页(P36-40)【关键词】硫酸盐还原菌;油田腐蚀;微生物防治【作者】吕红梅;王彪;朱霞【作者单位】中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司,江苏扬州225009;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司,江苏扬州225009;中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TE985硫酸盐还原菌(简称SRB)是微生物中对钢铁腐蚀最为严重的菌种，研究SRB的腐蚀已成为当前的热点课题之一。
在油田SRB大量存在于采油和注水的生产过程中，研究证实这些SRB造成了油管、抽油杆及注水管线等严重的腐蚀问题 [1]。
1 SRB介绍1.1 分类SRB是一类形态、营养多样化的微生物，单细胞、无色、无芽孢，以单根鞭毛运动，是革兰氏阴性的严格厌氧菌。
在缺氧条件下，SRB能将硫酸盐还原成硫化物，在广泛利用有机物的同时把硫酸盐、亚硫酸盐及硫代硫酸盐还原成硫化氢(见图1)。
图1 SRB的还原过程及典型形态Fig.1 Reduction process of SRB通过研究，对SRB进行了属、种分类[2]，并按照SRB对有机物利用性能的不同，将其归属为14个属[3](见表 1)。
微生物在自然生态系统中的作用.
II、微生物在生态系统中的作用（一）微生物在生态系统中扮演的角色生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分，通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。
生物成分按其在生态系统中的作用，可划分为三大类群：生产者、消费者和分解者。
微生物可以在多个方面但主要作为分解者而在生态系统中起重要作用。
1、微生物是有机物的主要分解者。
微生物最大的价值在于其分解功能。
它们分解生物圈内存在的动物、植物和微生物残体等复杂有机物质，并最后将其转化成最简单的无机物，再供初级生产者利用。
2、微生物是物质循环中的重要成员。
微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。
在一些物质的循环中，微生物是主要的成员，起主要作用；而一些过程只有微生物才能进行，起独特作用；而有的是循环中的关键过程，起关键作用。
3、微生物是生态系统中的初级生产者。
光能营养和化能营养微生物是生态系统的初级生产者，它们具有初级生产者所具有的二个明显特征，即可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源，另一方面其积累下来的能量又可以在食物链、食物网中流动。
4、微生物是物质和能量的贮存者。
微生物和动物、植物一样也是由物质组成和由能量维持的生命有机体。
在土壤、水体中有大量的微生物生物量，贮存着大量的物质和能量。
5、微生物是地球生物演化中的先锋种类。
微生物是最早出现的生物体，并进化成后来的动、植物。
藻类的产氧作用，改变大气圈中的化学组成，为后来动、植物出现打下基础。
6、微生物在土壤形成和发展中起着重要作用。
（二）微生物与生物地球化学循环生物地球化学循环(biogeochemical cycles)是指生物圈中的各种化学元素，经生物化学作用在生物圈中的转化和运动。
这种循环是地球化学循环的重要组成部分。
地球上的大部分元素都以不同的循环速率参与生物地球循环。
生命物质的主要组成元素(C、H、O、N、P、S)循环很快，少量元素(Mg、K、Na、卤素元素)和迹量元素(Al、B、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Se、V、Zn)则循环较慢。
反硝化脱硫菌的代谢特征及其环境应用研究进展_方圆
种属 硫杆菌属
代谢特征
参考文献
可在１０～３７ ℃、ｐＨ 为 ４．０～９．５ 的 条 件 下生长，最适生长温 度 为 ２８～３０ ℃，最 适 ｐＨ 为６．５～７．０；只能以 ＣＯ２ 或 无 机 碳 源 为能源进行生长代 谢；既 能 在 有 氧 条 件 下
生 长 ，也 能 在 无 氧 条 件 下 生 长
［４］
巨大 丝状菌
Ｂｅｇｇｉａｔｏａ Ｔｈｉｏｐｌｏｃａ
贝格阿托氏菌属 硫辫菌属
丝状硫氧化菌，可以 用 液 泡 贮 存 大 量 的 硝 酸盐，用于 硫 化 物 的 厌 氧 自 养 氧 化，多 存 在于海洋中
［４］
芽孢杆菌，经鉴定发 现 其 分 别 与 专 性 嗜 碱 芽 孢 杆 菌 （Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｓｅｕｄｏｆｉｒｍｕｓ）、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｌｏｓｉ－ ｌｙｔｕｓ、嗜 碱 芽 孢 杆 菌 （Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｈａｌｏｄｕｒａｎｓ）最 为 接 近。苍白杆菌也被成功应用于废水的同步反硝化脱 硫，其最 适 生 长 ｐＨ 与 温 度 分 别 为 ６．５～７．０ 和 ３０ ℃ 。 ［１０］ 王爱杰等 从 ［１１］ 土 壤 中 分 离 到 一 株 能 够 同 时 利用硫化物和硝酸 盐 的 化 能 自 养 型 兼 性 厌 氧 菌，通 过 分 子 学 鉴 定 其 为 红 平 红 球 菌 （Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ ｅｒｙｔｈ－ ｒｏｐｏｌｉｓ），它的硫代硫 酸 盐、硝 酸 盐 利 用 率 分 别 超 过 ９４％、７５％，代谢 产 物 以 Ｓ０ 和 Ｎ２ 为 主，含 少 量 硫 酸 盐。目前，研 究 最 多 的ＮＲ－ＳＯＢ主 要 为 脱 氮 硫 杆 菌 和脱氮硫微螺菌。 ＮＲ－ＳＯＢ的 硫、氮 同 步 代 谢 过 程 如 图 １ 所 示。 含硫有机物（ＯＣＳ）或 硫 酸 盐 在 ＳＲＢ 的 作 用 下 代 谢 形成硫化物 ，硝酸盐可被硝酸盐还原菌（ＮＲＢ）代 谢
硫磺菌 化学式-概述说明以及解释
硫磺菌化学式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硫磺菌是一类微生物，属于真菌门硫磺菌科。
它们以硫和磷为主要代谢产物，在自然界中广泛存在。
硫磺菌具有较高的适应能力，能够在各种极端环境下生存和繁殖，包括火山口、温泉、矿山等硫磺含量较高的地方。
硫磺菌的化学式主要包括硫和磷元素。
其中，硫元素是硫磺菌最重要的成分之一，它参与了硫磺菌的代谢过程和生物合成反应。
而磷元素则是构成硫磺菌DNA和RNA等核酸的重要组成部分。
硫磺菌的组成主要由细胞壁、细胞质、细胞膜、核酸和蛋白质等构成。
细胞壁是硫磺菌细胞的外层保护结构，由多种多糖和蛋白质组成。
细胞质则是细胞内液体的基质，其中包含了多种有机物质和无机离子。
细胞膜则是细胞的质量保持及物质交换的关键部位，它由磷脂双分子层和蛋白质组成。
核酸是硫磺菌的遗传物质，通过DNA和RNA的复制和转录来传递基因信息。
蛋白质则是构成硫磺菌细胞的主要结构材料，它参与了细胞的代谢活动和信号传导等重要功能。
总之，硫磺菌是一类具有重要生物学功能和广泛应用价值的微生物。
了解硫磺菌的化学式和组成有助于我们更深入地了解其生物特性和在工业、农业等领域中的应用潜力。
在接下来的文章中，我们将进一步讨论硫磺菌的分类、重要性以及其未来的研究方向。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文将按照以下几个方面来展开对硫磺菌的讨论：1. 硫磺菌的定义和分类：首先介绍硫磺菌的概念和基本特征，包括其生长环境、形态特征、生物学特性等方面的内容。
同时，对硫磺菌的分类进行介绍，包括主要的分类方法和代表性的硫磺菌种类。
2. 硫磺菌的化学式和组成：在本部分中，将详细阐述硫磺菌的化学式和组成。
首先介绍硫磺菌的化学式，包括硫磺菌所含元素和原子比例等方面的内容。
然后，进一步介绍硫磺菌的组成，包括有机物和无机物等组成成分的详细描述。
3. 硫磺菌的重要性和应用：本节将探讨硫磺菌在生态系统、工业生产和医学等领域的重要性和应用。
微生物冶金中的自养菌的资料
自养菌Autotroph; autotrophic bacteria; autotrophic bacterium又称无机营养菌(liphotrophic bacteria)。
有两个含义:1.指环境中CO2作为其唯一或主要碳素来源的细菌,包括能利用少量的有机物如维生素等。
2.更为严格的含义是生长和繁殖完全不依赖于有机物的细菌,即CO2已能满足其碳素需要。
自养菌（autotroph）该类菌以简单的无机物为原料，如利用CO2、CO32―作为碳源，利用N2、NH3、NO2―、NO3―等作为氮源，合成菌体成分。
这类细菌所需能量来自无机物的氧化称为化能自养菌，或通过光合作用获得能量称为光能自养菌。
"化能自养菌" 英文对照：chemoautotroph;硫化细菌硫化细菌（thiobacillus）氧化还原态硫化物（H2S、S2O2-3）或元素硫为硫酸，菌体内无硫颗粒，专性化能自养，主要是硫杆菌属（Thiobacillus）中的一些种，如氧化硫硫杆菌（T.Thiooxidans），排硫硫杆菌（T.thioparus），氧化亚铁硫杆菌（T.ferrooxidans），脱氮硫杆菌（T.denitrificans）等。
可进行以下反应：硫化细菌氧化硫化物获得能量，同化二氧化碳，其中的氧化亚铁硫杆菌，不仅能氧化元素硫和还原态硫化物，还能在氧化亚铁为高铁的过程中获得能量。
此种细菌常见于矿山的水坑中，可使金属硫化物氧化成硫酸，使矿物中的金属被溶解，已用于低品位铜矿等矿物的开采，称为细菌浸矿。
硫化细菌广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态硫素营养。
中温菌氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans, T.t)1922年由Waksman和Joffe分离得到，具有快速氧化单质硫以及还原态的硫化物的功能。
T.t是一种矿质化能自养菌,专性好氧,嗜酸,革兰氏阴性菌,棒状,大小为1×2mm,宽0.3~0.5μm,长1.0~2.0μm。
古细菌研究进展
古细菌研究进展摘要：主要对生物分类的三域学说，古细菌域生物的特征、形态做了简要介绍，并阐述了几类古细菌的分子机制及其研究进展与发展前景。
关键词：古细菌、生物分类的三域学说、嗜热菌、嗜盐菌和产甲烷菌。
多年来,科学家们一直认为地球上的生命由原核生物和真核生物两大类组成,到20世纪70年代后期,这个概念受到了Woese研究的挑战。
1977年Woese等选择了16SrRNA作为研究生物进化的分子计时器,因为它们为生物细胞所共有,其功能同源,且最为古老,即含保守序列,又含可变序列,分子大小也较适合操作,更重要的是它的序列变化速度与进化距离相适应。
Woese等在比较了来自不同原核生物及真核生物的16SrRNA序列的相似性后发现,原来被认为是细菌的甲烷球菌代表着一种即不同于真核生物,也不同于细菌的生命形式。
他们认为这是地球上的第三生命形式,并命名为古细菌。
据此,Woese于1990年提出了生物的三域分类学说, ,即认为生命是由细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核生物域(Eucarya)所构成,并由此构建了一个生命进化总树。
之后,人们将其他序列的生物大分子用于生命进化的研究中,如RNA聚合酶的亚基,延伸因子EF-Tu、ATPase等。
其研究结果也支持Woese的三域生命学说,进一步证明了古菌是地球上一种独特的生命形式。
从此人类开始了对古细菌研究的新篇章。
古菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞生物,多生活在各种极端的自然环境中,如海洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖等。
目前,可在实验室培养的古菌主要包括三大类:产甲烷菌、极端嗜热菌和极端嗜盐菌。
产甲烷菌生活于富含有机质且严格的无氧环境中,参与地球上的碳素循环,是能合成甲烷的生物;极端嗜盐菌生活于盐湖、盐田及盐腌制品表面,能够在盐饱和的环境中生长;极端嗜热菌通常分布于含硫或硫化物的陆相或水相地质热点,它们中绝大多数严格厌氧,在获得能量时完成硫的转化尽管不同的古菌生活习性大相径庭,但它们却有共同的、有别于其他生物的细胞学及生物化学特征。
硫氧化细菌的筛选及特性研究实验方案
硫氧化细菌的筛选及特性研究实验方案材料和方法(Materials and methods) 1 培养基与仪器表2 DM培养基主要药品和用量表3 微量元素溶液固体培养基:在液体分离培养基Ⅰ的基础上加入质量分数2%的琼脂粉.由于硫化物在偏酸性条件下变成硫化氢气体溢出，不方便检测，因此培养基中以硫代硫酸钠代替硫化物作为电子供体用以硫氧化细菌的生长代谢。
硫代硫酸钠过滤除菌，按50 g/L 加入到高温灭菌的不含硫代硫酸钠的培养基中。
培养基初始pH 用HCl 调整至6.8 左右，加入2 %的琼脂可制备固体琼脂平板。
菌株的筛选菌株的富集与分离筛选水样以10%接种量接到无机盐培养基中，30 ℃、160 r/min的摇床下振荡培养，待细菌生长活跃，以呈浓度梯度的硫化钠溶液进行驯化，选择经数次驯化，pH 和硫酸根变化效果明显的培养液，稀释涂布到固体平板上，待长出菌落，挑取单菌落进行画平板划线分离，挑取生长较好的菌落，进一步分离纯化7~8 次，得到纯化降解菌株. 将纯化好的降解菌株回接于以硫代硫酸根为底物的无机盐基础培养液中，验证其是否有降解能力，若出现混浊，则将其分离，接种于LB斜面培养基上, 培养24 h 后，置于4 ℃冰箱保存备用.1.3 菌株的Biolog系统鉴定菌株的Biolog实验参考文献[11]方法进行，采用GN2碳源板鉴定.富集培养与分离纯化富集：将1mL 振荡均匀的污泥接种到100mL 灭菌的DM培养液的锥形瓶中，置于恒温振荡培养箱中，在30℃、200r/min的条件下进行振荡培养2d。
作为第一代。
2d后，取出锥形瓶静置，取第一代上层液体5mL，接种至装有95mL灭菌的DM培养液锥形瓶中，在BSD-250恒温振荡培养箱摇床上以30℃、200r/min的条件下进行振荡培养2d。
作为第二代。
同理培养至第五代。
划线：（一）、右手持接种环，经火焰灭菌，待凉后，挑取第五代富集培养样品少许。
（二）、左手斜持琼脂平板，皿盖留在桌上，于火焰近處將菌塗于瓊脂平板上端，來回劃線，涂成薄膜（约占平板总表面积的十分之一），划线时接种环与平板表面成30~40o角，轻轻接触，以腕力在平板表面行轻快地滑移动作，接种环不应划破培养基表面。
刘金成 硫化细菌.ppt
制作：313宿舍
Байду номын сангаас
• 硫化细菌：是一类能进行硫化作用，将硫化物、 亚硫酸盐、硫代硫酸盐等氧化为硫酸盐的细菌。 由于硫化细菌的这种特性，在石油汽脱硫、工业 废气脱硫、煤炭微生物脱硫、烟道气微生物脱硫 等诸多领域都引起了重视。
• 经微生物脱硫后，可较大程度的减少燃烧过程中 SO2的产生，还可以从工业废气中回收单质硫，减 少H2S对设备的腐蚀。影响脱硫效果的因素是多方 面的，包括温度、pH值、溶解氧、反应器容积负 荷、底物浓度等。
• 2．有色硫细菌 有色硫细菌主要指含有光合 色素的利用光能营养的硫细菌，它们从光 中获得能量，依靠体内含有特殊的光合色 素，进行光合作用同化CO2。主要分为光能 自养型和光能异养型。
• （1）光能自养型 这类光合细菌在进行光合作用 时，能以元素硫和硫化物作为同化CO2的电子供体， 常见的如着色菌科和绿菌科中的有关种（俗称紫 硫菌和绿硫菌）。
为反硫化作用。参与这一过程的微生物称为硫酸 盐还原菌。反硫化作用具有高度特异性，主要是 由脱硫弧菌属来完成。如脱硫脱硫弧菌是一典型 反硫化作用的代表菌，其反应式为： • C6H12O6＋3H2SO4→6CO2＋6H2O＋3H2S+能量 • 产生的H2S与铁化学氧化产生的Fe2+形成FeS和Fe （OH）2，这是造成铁锈蚀的主要原因。
• 无色硫杆菌中除脱氮硫杆菌时兼性厌氧菌外，其 余的都是需氧菌。生长最适温度为28—30℃。有 的硫杆菌能忍耐很酸的环境，甚至嗜酸。常见的 有氧化硫硫杆菌、氧化铁硫杆菌和排硫杆菌。
• （2）丝状硫磺细菌 它们属化能自养菌，有的 也能营腐生生活。生存于含硫的水中，能将H2S 氧化为元素硫。主要有两个属，即贝氏硫菌属和 发硫菌属，前者丝状体游离，后者丝状体通常固 着于固体基质上。此外，菌体螺旋状的硫螺菌属、 球形细胞带有裂片的硫化叶菌属、细胞圆形到卵 圆形的卵硫菌属等胞内都含硫粒，也都能代谢硫 磺。
刘金成硫化细菌-文档资料
氨基酸，然后分解出硫化氢，这才在好氧型硫化
细菌的作用下氧化成硫酸。硫化作用产生的硫酸
与其他盐类作用生成的硫酸盐，可供植物利用。
但当硫化作用过于强烈时，在热带滨海地区可形
成强酸性的“反酸田”，对作物生长不利。
• 1．无色硫细菌 养菌。 • （1）硫杆菌
其中包括化能自养菌和化能异
土壤与水中最重要的化能自养硫
物主要是硫细菌，可分为无色硫细菌和有色硫细
菌两大类。
• 其氧化硫化氢的过程为：
• 2H2S+O2→2H2O+S2+能量
• S2+3O2+2H2O→+2H2SO4+能量
• 该过程需要在氧气充足的条件下进行。含硫有机 质是土壤硫素的重要来源，其转化，首先含硫蛋 白质在分解者微生物的分解作用下水解生成含硫
• 该菌在固体培养基生活较短，一般为3—10天，在硫磺粉
液培养基中，5℃时可维持8周以上。
3、脱氮硫杆菌
• 该菌培养时很难淘汰杂菌（包括各种自氧和异氧杂菌）， 故对脱氮硫杆菌的菌落也不易辨别。比较可靠的分离方法
是通过划线厌气培养和半固体穿刺培养交替进行。将划线
厌气培养后获得的各种菌落全部穿刺进半固体培养基试管 中，凡在半固体培养基试管中生长形成气泡的菌体，可初 步确定为脱氮硫杆菌，再通过划线厌气培养和半固体穿刺 培养可获得纯种。
主讲：刘金成
制作：313宿舍
• 硫化细菌：是一类能进行硫化作用，将硫化物、
亚硫酸盐、硫代硫酸盐等氧化为硫酸盐的细菌。
由于硫化细菌的这种特性，在石油汽脱硫、工业
废气脱硫、煤炭微生物脱硫、烟道气微生物脱硫
等诸多领域都引起了重视。
• 经微生物脱硫后，可较大程度的减少燃烧过程中
硫循环磷循环铁锰循环(20)
（2）汞循环显示复杂过程包括：颗粒物的迁移；干、 湿物的沉降；火山挥发进入大气；入水沉积污泥中；在 细菌作用下生成甲基汞；进入生物体；在生物体内累积
（3）生物甲基化：在微生物的作用下，金属汞和二价 离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞，这种转化 称为汞的生物甲基化作用。
河流、海岸、港口码头钢桩的腐蚀是硫酸盐和硫化氢腐 蚀的结果。在建造码头前，要测表面水、中部水和底部 泥层中每毫升水或每克土含硫酸盐还原菌的个数，判定 硫酸盐污染的严重程度，从而制定防腐蚀措施。一般是 通电提高氧化还原电位，达到防腐蚀。
第五节 磷循环
元素磷是所有生物细胞都必不可少的。磷存在于一切核 甘酸结构中，三磷酸腺苷（ATP）与生物体内能量转化 密切相关。在生物圈内，磷主要以三种状态存在，即以 可溶解状态存在与水溶液中；在生物体内结合；不溶解 的磷酸盐大部分存在于沉积物内。微生物对磷的转化起 着重要作用。天然水体中可溶性磷酸盐浓度过大会造成 水体富营养化。
三、进行铁、锰氧化的微生物
铁锈嘉利翁氏菌是重要铁细菌，严格好氧和微好氧，仅 以Fe2＋作电子供体，化能自养。
铁细菌氧化亚铁产生能量合成细胞物质。当它们生活在 铸铁水管中时，常因水管中有酸性水而将铁转化为溶解 性的二价铁，铁细菌就转化二价铁为三价铁（铁锈）并 沉积于水管壁上，越积越多，以致阻塞水管，故经常要 更换水管。在含有机物和铁盐的阴沟和水管中一般都有 铁细菌存在，纤发菌和球衣菌更易发现。它们常以一端 固着于河岸边的固体物上旺盛生长成丛簇而悬垂于河水 中。
二、微生物对铁锰转化的重要影响
自然界有许多微生物对铁、锰的生物学转化，起着重要 作用。而且有些微生物即对铁又对锰起作用。
硫循环磷循环铁锰循环(20)
二、无机硫的转化
(一)硫化作用
在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为元素 硫，再进而氧化为硫酸，这一过程称为硫化作用。参于 硫化作用的微生物有硫化细菌和硫磺细菌。
1、硫化细菌
硫化细菌归于硫杆菌属，为革兰氏阴性杆菌，从氧化硫 化氢、元素硫，硫代硫酸盐、亚硫酸盐及多硫磺酸盐获 得能量，产生硫酸，同化二氧化碳合成有机物。它们多 半在细胞外积累硫，有些菌株也在细胞内积累硫。硫被 氧化为硫酸，使环境PH下降至2以下，同时产生能量。 硫杆菌广泛分布于土壤、淡水、海水、矿山排水沟中。
1975年由一位美国学者在海底泥中发现了趋磁性细菌。 为革兰氏阴性菌的原核生物。形态多种多样。趋磁性细 菌的游泳方向受磁场的影响，由鞭毛进行趋磁性运动。
趋磁性细菌永久性的磁性特征是由体内大小40～100的 铁氧化物单晶体包裹的磁体引起。
氧化锰的细菌中能氧化铁的有覆盖生金菌和共生生金菌， 还有土微菌属。它们能将氧化的锰、铁产物积累，包裹 在细胞表面或积累于细胞内。它们广泛分布于湖泥，淡 水湖浮游生物和南半球土壤中。化能有机营养或寄生在 真菌菌丝体上，为好氧菌，氧化来自各种盼望Mn2+的 锰矿沥滤的锰化合物。
4、第4类是在水层中生长部位较高，微需氧的丝状细 菌，如纤发菌属细菌，这类丝状菌是具衣鞘，衣鞘上有 铁的沉淀，广泛分布于地下水道和自来水管道中，可能 为自养细菌，也可能是不完全的自养细菌。当环境中存 在有少量铁时，衣鞘上就有颗粒的沉积。细胞经常离开 鞘。故在显微镜下经常出现空鞘。
由于微生物对铁和锰的氧化，与环境的PH有严格的、 密切的关系。所以我们可以根据环境中PH的情况，来 判断所出现的铁和锰的氧化作用是微生物的作用还是非 生物的化学作用。铁的生物氧化只发生在PH4.5以下的 环境中，主要是氧化亚铁硫杆菌的作用，最适PH为3。
硫化细菌的特征及其应用进展(2)
H 2 S 计,下同) , 水力停留时问为 22min, pH 值为 7- 8、溶解氧浓度为 5.0-5.5mg/L 时, 硫化物 的去除率可达 90%以上，被去除的硫化物几乎全部转化为单质硫,同时有机物的去除率约为 10%。杨秀山
11
利用厌氧-缺氧-好氧处理城市废水的中试规模系统，对其缺氧相中的脱氮硫
固定化包埋试验, 用上柱通气法测定其净化气相 SO2 的能力, 其氧化降解 SO2 的效率最高达 97.01%, 显示了利用固定化细菌净化低浓度 SO2 烟气的可行性。王勇川
14
等以电厂粉煤灰
治理烟气中的 SO 2 , 利用粉煤灰中的碱性氧化物进行初级脱硫, 同时使用脱硫细菌在适宜 条件下的迅速繁殖, 将粉煤灰水中的不溶性 Fe 2 O 3 离子化, 把微生物脱硫和 Fe 用结合起来, 在实验室内的模拟装置上, 脱硫效率能达到 80%以上。
提供了高效氧化剂,而氧化硫硫杆菌则显著降低了浸矿体系的 pH 值,对 UO22+的络合析出非 常有利。并得出氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对 U4+的浸出具有互补作用的结论。
3.2 硫化细菌在废水处理中的应用
在纺织业、医药业、农药生产、石油化工业等行业中都会存在含硫化物废水的排放。 然 而这些硫化物对环境的危害有时会很大，尤其是硫化氢的排放，硫化氢氢毒性较大,如果直 接排放入河流会对水生生物造成极大危害。此外,当含有硫化物的废水排放到水体中后,会与 水体中的铁类金属反应,使水体发臭发黑,因此含硫废水的处理显得尤为关键。废水中硫化物 去除的方法有很多。陶寅
1 前言
硫化细菌是微生物界较为常见的一类原核生物菌属， 广泛存在于土壤、 水、 含硫矿质中 。 它们可以将低价态硫转化为高价态的硫在自然界硫的循环中扮演十分重要的角色。 硫化细菌 在工业和环保领域具有重要的经济和社会意义。近年来，随着对硫化细菌不断深入研究， 硫 化细菌在工业和环保上的应用越来越广泛。 作为浸矿的主要菌属， 它们最早应用于低品味金 属矿的生产中。另外，硫化细菌在高浓度有机废水的处理、烟气脱硫、污泥中重金属的去除 等等方面都得到广泛应用。 针对硫化细菌的研究还在不断地加强加深以期探索出更多有益于 人类的工业生产和环保的应用。
硫细菌
硫细菌sulfur bacteria能氧化硫化合物的细菌。
按其取得能量的途径可分为光能营养菌和化能营养菌两种。
光能营养菌产生细菌叶绿素和类胡萝卜素，呈粉红、紫红、橙、褐、绿等色，都是厌氧光合菌，多栖息于含硫化氢的厌氧水域中。
化能营养菌都是不产色素的好氧菌，栖息于含硫化物和氧的水中，能将还原性硫化物氧化成硫酸。
已获得纯培养的硫细菌有硫杆菌属，硫微螺菌属和硫化叶菌属3属。
硫化叶菌属是硫细菌中较特殊的一类。
它不仅嗜酸（最适生长pH值范围为pH2～3），而且还嗜热（最适生长温度为70～75℃）。
硫细菌是自然界中硫元素循环中不可缺少的一环。
一种能在含有丰富硫化物环境中生长的细菌。
这类菌能氧化硫化氢、硫磺和其它硫化物为硫酸，并能利用在氧化硫或硫化物过程中释放的能量来同化二氧化碳进行生长。
分布于土壤、淡水、咸水、温泉和硫矿中。
菌的类型多样，有的是丝状，如贝氏硫细菌（Beggiatoa），发硫菌（Thiothrix），有的是单细胞，如一些无色硫细菌（Achromatium）；有的靠鞭毛运动，如硫小杆菌（Thiobacterium）、硫化叶菌（Sulfolobus），有的无鞭毛靠滑动进行运动，如某些贝氏硫细菌；有的是严格化能自养型，有的是兼性自养型；有的菌虽能氧化硫化物成硫酸，但在体内不积累硫磺粒，如硫杆菌（Thiobacillus）中的许多种属此，习惯上称这类菌为硫化细菌。
而有的菌能在体内积累硫磺粒，当环境中缺少硫化氢等物时，体内硫磺进一步氧化成硫酸，这类菌习惯上称为硫磺细菌。
以上均为化能自养型。
除外还有利用光能的自养型，菌体内含有光合色素，如紫硫细菌（Chromatium）和绿硫细菌（Chlorobium），它们在厌氧条件下，在利用光合色素进行不产氧的光合作用过程中，氧化硫化氢成硫酸，并能在细胞内或细胞外形成硫磺粒，故亦称为硫磺细菌。
通常在光线充足并含有硫化氢的厌氧环境中生长良好。
土壤硫细菌的活动，能提高土壤各种矿物质的溶解性，并能同时抑制某些对酸敏感的病原菌的生长。
硫化细菌的特征及其应用进展
硫化细菌的特征及其应用进展The characteristics and application progress of sulphur bacteria Abstract：Sulfur bacteria has important economic and social significance in the field of industry and environmental protection. There are many types of sulfide bacteria and their metabolism are miscellaneous , the application of these bacteria in the industry and environmental protection has the characteristics of low cost without secondarypollution. At present, sulfide bacteria has been widely used in many aspects, Like biological leaching mining, sewage treatment and flue gas desulfurization, removal of heavy metals in sludge, etc. The paper mainly summarizes the characteristics and applications of sulphur bacteria. Keywords：Sulfur bacteria; Characteristic; application1 前言硫化细菌是微生物界较为常见的一类原核生物菌属，广泛存在于土壤、水、含硫矿质中。
它们可以将低价态硫转化为高价态的硫在自然界硫的循环中扮演很重要的角色。
硫细菌有什么特性和危害
硫细菌有什么特性和危害
硫细菌为一种好氧性自养细菌，在无氧情况下不能生长，反之在氧非常多的环境中也不能生长，一般经常在氧与硫化氢同时存在的微氧环境下繁殖。
能够把硫、硫化物或硫代硫酸盐氧化成硫酸、从而获得能量而生存繁殖。
其反应式如下∶
生成的硫酸使水的 pH值降低。
在局部区域内甚至可能生产相当于10%浓度的硫酸，使 pH值降到1.0～1.4。
低 pH值使金属管或水泥管局部腐蚀破坏。
硫细菌也常与铁细菌共存。
硫细菌产生的黏质膜也可能堵塞管道，并使水产生臭气。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硫化细菌的特征及其应用进展魏伟（兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州100081）摘要：硫化细菌的种类繁多代谢方式多样，应用在工业及环境保护方面有着成本低无二次污染的特点。
目前，硫化细菌已在生物浸矿、污水处理、烟气脱硫、污泥中重金属的去除、煤的脱硫技术等诸多方面得到广泛应用。
本文综述了硫化细菌的特征及其应用进展。
关键词：硫化细菌；特征；应用The characteristics and application progress of sulphur bacteriaAbstract：Sulfur bacteria has important economic and social significance in the field of industry and environmental protection. There are many types of sulfide bacteria and their metabolism are miscellaneous , the application of these bacteria in the industry and environmental protection has the characteristics of low cost without secondary pollution. At present, sulfide bacteria has been widely used in many aspects, Like biological leaching mining, sewage treatment and flue gas desulfurization, removal of heavy metals in sludge, etc. The paper mainly summarizes the characteristics and applications of sulphur bacteria.Keywords：Sulfur bacteria; Characteristic; application1 前言硫化细菌是微生物界较为常见的一类原核生物菌属，广泛存在于土壤、水、含硫矿质中。
它们可以将低价态硫转化为高价态的硫在自然界硫的循环中扮演很重要的角色。
硫化细菌在工业和环保领域具有重要的经济和社会意义。
近年来，随着对硫化细菌不断深入研究，硫化细菌在工业和环保上的应用越来越广泛。
作为浸矿的主要菌属，它们最早应用于在低品味金属矿的生产。
另外，硫化细菌在高浓度有机废水的处理、烟气脱硫、污泥中重金属的去除等等方面都得到广泛应用。
针对硫化细菌的还在不断地加强加深以期探索出更多有益于人类的工业生产和环保应用。
2 硫化细菌的特征硫化细菌的分类及生物学特性硫化细菌是微生物界较为常见的一类可将低价硫氧化成高价硫的原核生物菌属，它们可以分为两大类[]1：无色硫细菌和有色硫细菌。
无色硫细菌中包括硫杆菌属（Thiobacillus）它们是土壤和水中最重要的化能自养细菌能够氧化硫化氢、黄铁矿、元素硫等形成硫酸，从氧化过程中获取能量。
常见的有氧化硫硫杆菌（T．thiooxidans）和氧化亚铁硫杆菌（T．ferrooxidans），排硫硫杆菌（T．thioparus）等。
1904年，Beijerinck首先分离得到的脱氮硫杆菌（Thiobacillus denitrificans）短杆状，具有单根极生鞭毛。
脱氮硫杆菌可在10-37摄氏度，PH为到的条件下生长，最适生长温度为28-30摄氏度，最适PH为[]2。
无色硫细菌还包括丝状硫磺细菌它们属化能自养菌，有的也能营腐生生活。
生存于含硫的水中，能将HS氧化为元素硫。
主2要有两个属，即贝氏硫菌属（Beggiatoa）和发硫菌属（Thiothrix），前者丝状体游离，后者丝状体通常固着于固体基质上。
有色硫细菌主要指含有光合色素的利用光能营养的硫细菌，它们从光中获得能量，。
有色硫杆菌依靠体内含有特殊的光合色素，进行光合作用同化CO2包括光能自养型菌（这类光合细菌在进行光合作用时，能以元素硫和硫化物作为同化CO2的电子供体）常见的如着色菌科（Chromatiaceae）和绿菌科（Chlorobiaceae）中的有关种（俗称紫硫菌和绿硫菌）。
和光能异养型，该类光合细菌主要以简单的脂肪酸、醇等作为碳源或电子供体，也可以硫化物或硫代硫酸盐（但不能以元素硫）作为电子供体。
能进行光照厌氧或黑暗微好氧呼吸。
常见种类大多为红螺菌科（Rhodospirillaceae），如球形红杆菌（Rhodobacter spheroides），沼泽红杆（R．palustris）等。
硫化细菌参与自然界中硫元素循环硫在自然界中主要以元素硫，硫化氢，硫酸盐和有机硫化物4种形态存在。
自然界硫的循环体系中，大部分硫化细菌均以氧为电子受体氧化不同低价态的硫的化合物，从中获得能量。
硫杆菌属参与的硫氧化主要过程[]3[]4为：2H2S+O2→2H2O+2S+能量2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4+能量2S+3O2+2H2O→2H2SO4+能量2S2O3+3O2+4H2O→4H2SO4其中脱氮硫杆菌不仅可以参与硫的循环，在厌氧条件下还可以实现氮的反硝化作用其氧化H2S的过程为：5HS-+8NO-+3H+→5SO4-2+4N2+4H2O光合硫化细菌属进行光合作用时以CO2为电子受体，氧化低价态的硫元素。
主要反应过程为：CO2+2H2S→[CH2O]+2S+H2O2CO2+H2S+2H2O2→[CH2O]+H2SO43 硫化细菌的应用硫化细菌在微生物浸矿中的应用近几十年来，随着采矿业的不断发展，人们对矿产原料的需求量也在逐年增大，然而高品位富矿却日益匮乏，对低品位、细分散、难处理矿石和以前废弃的矿渣的利用显得尤为重要。
生物浸矿的处理工艺相较于传统工艺而言具有简单、易操作、能耗低、成本低、无二次污染等特点。
目前，生物浸矿技术已在磷、铜、钴、铀、金等很多金属矿的提取方面获得成功应用[]5。
龚文琪[]6等从安徽某煤矿的酸性矿坑水中分离出能有效浸出低品位磷矿的氧化硫硫杆菌菌株,对其形态特征和培养特性进行了初步的研究,并通过初步试验浸磷率可达到%。
周吉奎[]7利用从硫化矿山分离得到氧化亚铁硫杆菌GZY-1菌株,进行了废弃线路板粉末中金属铜的浸出实验,并对浸出机理进行了分析,同时对浸出体系的pH值、氧化还原电位和细菌数量的变化进行了研究.结果表明:细菌具有将Fe2+不间断地氧化成为Fe+3的生物学特性;在浸出温度30℃及pH值、液固比10∶1、搅拌速率500r/min的条件下,经48h浸出,金属铜的浸出率达到%;李广悦等[]8采用广东某矿低品位铀矿石,在相同的培养条件下,研究了氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4+的浸出作用。
研究结果表明,在氧化亚铁硫杆菌作用下铀的浸出率比在氧化硫硫杆菌作用下高%;氧化亚铁硫杆菌为UO2的氧化提供了高效氧化剂,而氧化硫硫杆菌则显著降低了浸矿体系的pH值,对UO22+的络合析出非常有利。
并得出氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4+的浸出具有互补作用的结论。
硫化细菌在废水处理中的应用在纺织业、医药业、农药生产、石油化工业等行业中都会存在含硫化物废水的排放。
然而这些硫化物对环境的危害有时会很大，尤其是硫化氢的排放，硫化氢氢毒性较大,如果直接排放入河流会对水生生物造成极大危害。
此外,当含有硫化物的废水排放到水体中后,会与水体中的铁类金属反应,使水体发臭发黑,因此含硫废水的处理显得尤为关键。
废水中硫化物去除的方法有很多。
陶寅[]9综述介绍了回收利用法、汽提法、混凝沉淀法、氧化法、生化法和树脂法等六种去除废水中硫化物技术的特点、原理以及局限性。
其中的生化法主要就是利用硫化细菌的作用以期达到处理含硫废水的目的。
左剑恶、袁琳[]10等直接以硫酸盐还原相出水作为进水,采用升流式好抵生物膜反应器在室温(18-22C o) 条件下, 研究了利用好氧无色硫细菌去除水中硫化物的可行性。
试验表明, 当硫化物容积负荷达到12kg/(dm⋅3) (以H2S计,下同) , 水力停留时问为22min, pH值为7- 8、溶解氧浓度为时, 硫化物的去除率可达90%以上，被去除的硫化物几乎全部转化为单质硫,同时有机物的去除率约为10%。
杨秀山[]11利用厌氧-缺氧-好氧处理城市废水的中试规模系统，对其缺氧相中的脱氮硫杆菌进行了研究。
结果表明,S 的最高浓度、S-2的最高污脱氮硫杆菌的最高脱氮作用率、氧化Na2泥负荷率和污泥中脱氮硫杆菌的最高含量(MPN) 分别为NO3-/gVSS·h 、1750mg/L、25mg-S-2/g VSS·d 和gVSS。
脱氮硫杆菌在氧化二价硫成硫酸并还原硝酸为氮气的过程中起着相当有意义的作用。
硫化细菌在烟气脱硫中的应用煤炭燃烧生成的SO2随烟气进入大气, 可能会形成酸雨, 对人类生存环境产生极大的危害。
而目前我国的能源结构以煤炭为主, 占一次能源的75%,并且随着经济的增长, 在今后若干年内还有上升的趋势。
目前可以进入工业化的技术多为物理和化学方法, 与这些方法相比, 生物法脱硫去除率高、成本低、能耗少,有很广阔的应用前景。
王安，张永奎[]12等在实验室条件下, 选用氧化亚铁硫杆菌进行了烟气脱硫研究, 实验表明, 在适宜的液气比( L/m3以上)、二氧化硫体积分数(1 000～5000)×106-〕和三价铁离子质量浓度( g/L 以上) 下, 该菌的脱硫率达到98%。
宣群[]13等将分离得到的一株氧化亚铁硫杆菌用海藻酸钠进行固定化包埋试验, 用上柱通气法测定其净化气相SO2 的能力, 其氧化降解SO2的效率最高达%, 显示了利用固定化细菌净化低浓度SO2烟气的可行性。
王勇川[]14等以电厂粉煤灰治理烟气中的SO2, 利用粉煤灰中的碱性氧化物进行初级脱硫, 同时使用脱硫细菌在适宜条件下的迅速繁殖, 将粉煤灰水中的不溶性Fe2O3离子化, 把微生物脱硫和Fe+3的催化作用结合起来, 在实验室内的模拟装置上, 脱硫效率能达到80%以上。
硫化细菌去除污泥中的重金属污泥处理中重金属的去除一直是人们关注的重点。
采用生物法去除污泥中的重金属有成本低，污染小等特点。
李淑更[]15等以广州市城市污泥作为培养介质,利用以硫代硫酸钠作为生长基质进行生命活动的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌来淋滤去除污泥中的重金属,研究了不同底物含量及不同驯化污泥接菌量对重金属去除效果的影响。
结果表明,在无驯化污泥接种的条件下,最佳基质投配率为10g/L;驯化污泥接种培养可以缩短污泥的酸化周期,并且在相同投配比条件下,接种培养较不接种培养的去除效果明显提高。