硫酸鹽還原細菌

硫酸鹽還原細菌

硫酸鹽還原細菌,是一類以乳酸或丙酮酸等有機物作為電子供體,在厭氧狀態下,把硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等還原為硫化氫的細菌總稱,已廣泛運用於廢水中硫酸鹽的去除。

這類細菌是專性厭氧菌,在無氧的條件下,硫酸鹽作為電子的末端受體而被還原,使特定的有機物或分子態氫被氧化,從而獲得能量。分兩屬,一屬菌體彎曲,具極毛,含細胞色素c3,為脫硫弧菌屬(De-sulfovibio),如脫硫弧菌
硫酸鹽還原細菌硫酸鹽還原細菌
(D.desulfuricans)和巨大脫硫弧菌(D.gigas)等;另一屬基本為桿狀,有周毛,可形成芽孢,含細胞色素b,稱脫硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)。可利用乳酸、蘋果酸、丙酮酸等有機酸,但一般積聚不完全氧比產物乙酸。幾乎不利用碳水化合物。也可能通過分子態氫和硫酸鹽之間的電子傳遞獲得能量,利用這些能量同化有機物進行生長,即成為化能合成無機氧化有機營養生物。硫酸鹽按以下反應過程還原:

焦磷酸+H2O→2正磷酸

腺苷醯硫酸+2e→AMP+SO32-

催化最後一步反應的是腺苷醯硫酸還原酶,其中含黃素和非血紅素鐵。生成的亞硫酸鹽通過亞硫酸鹽還原酶等的作用,經過若干中間步驟被還原成硫化氫。這一反應很複雜,並且由於細菌的種類和條件不同而不盡相同。在有機物或分子態氫作為電子供體而活動的電子傳遞過程中,除各種脫氫酶和氫化酶外,鐵氧還蛋白及細胞色素成為電子的中間傳遞體,不過其細節以及隨同電子傳遞而發生的磷酸化機制尚有許多不明之處。

在自然界,如果有硫酸鹽(例如施有硫酸銨肥料的土壤)存在,常因這類細菌產生硫化氫而對作物生長發生有害影響;另外可引起鐵製品的腐蝕。在伯傑細菌鑑定手冊第九版中SRB被歸納到第7類群中,有4組14個屬。早在1924年,BENGOUGH和MAY就認為SRB產生的H2S對埋在地下的鐵構件的腐蝕起著重要作用,1934年,荷蘭學者庫爾和維盧特提出了SRB對金屬腐蝕作用的機制;隨後,邦克(1939)、HEDELAI(1940)、史塔克和威特(1945)也證實腐蝕的主要細菌有鐵細菌(好氧)和SRB(厭氧),土壤中鋼鐵的腐蝕主要是後者[2]。研究表明在無氧或極少氧情況下,它能利用金屬表面的有機物作為碳源,並利用細菌生物膜內產生的氫,將硫酸鹽還原成硫化氫,從氧化還原反應中獲得生存的能量[3]。根據硫酸鹽還原菌的生長繁殖條件、腐蝕活動機制和作用對象等因素,SRB腐蝕的防治可以分為物理方法、化學方法、陰極保護方法、微生物保護方法和防腐材料保護方法等幾種[4]。但上述一些方法不是殺菌效率降低、就是花費較為昂貴。而且像某些化學方法(殺菌劑)的使用,也給環境治理帶來新的負擔。隨著人們環保意識日益加強,研製和開發新的高效環保型防治方法就顯得尤為重要,防止SRB腐蝕已是腐蝕科學和微生物學共同關注的課題。一些防腐專家認為從環境的角度考慮,SRB的防治有必要從微生物學自身去尋找新的方法。

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