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

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 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 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; application

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H

S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CO

2

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CO

2

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：

2H

2S+O

2

→2H

2

O+2S+能量

2FeS

2+7O

2

+2H

2

O→2FeSO

4

+2H

2

SO

4

+能量

2S+3O

2+2H

2

O→2H

2

SO

4

+能量

2S

2O

3

+3O

2

+4H

2

O→4H

2

SO

4

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H

2

S的过程为：

5HS-+8NO-+3H+→5SO

4

-

2+4N

2

+4H

2

O

光合硫化细菌属进行光合作用时以CO

2

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+H2O