关于硫酸还原菌的特性及运用

摘要：本论文主要论述硫酸还原菌的特性及运用。硫酸还原菌自然界的作用是非常重大的，我们可以利用它的生态特性来改善我们的环境，研究开发以硫酸还原菌为基质的新工艺处理废水、废物，造福人类。

关键词：硫酸还原菌 特性及运用

硫酸盐还原菌(ＳＲＢ)是一类形态各异、营养类型多样、能利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌养菌。常见属有脱硫弧菌属，脱硫肠状菌属.因其参与自然界中的多种反应，所以愈来愈得到人们的关注。

1 ＳＲＢ的生活环境和条件

1.1 ＳＲＢ在环境中的分布

自然界中最常见的ＳＲＢ是嗜温的革兰氏阴性、不产芽孢的类型.在淡水及其他含盐量较低的环境中，易分离到革兰氏阳性、产芽孢的菌株。此外，在自然界中存在的还有革兰氏阴性嗜热真细菌、革兰氏阴性古细菌。ＳＲＢ是严格的厌氧菌。但是它分布广泛，ＳＲＢ可以存在于土壤、水稻田、海水、盐水、自来水、温泉水、地热地区，油井和天然气井,含硫沉积物,河底污泥、污水,绵羊瘤胃、动物肠道等。还可以从一些受污染的环境中检测到它

的存在,如厌氧的污水处理厂废物,被污染的食品中。

1.2 基本环境因子

ＳＲＢ可以在-5～75℃条件下生存，并能很快适应新的温度环境,。某些种可以在-5℃以下生长，具有芽孢的种可以耐受80℃的高温；在ｐＨ为5～9.5的范围内生存，最适ｐＨ值为7.0～7.8。盐分：在一些高盐的生态环境中，也能检测到它们的存在,如盐湖、死海等。在实验室中分离到的嗜盐菌多数是轻度嗜盐菌（适宜盐度范围为1%～4%），分离到中度嗜盐菌的报道不多，最适盐度为10%左右。Ｅｈ：其生长要求Ｅｈ低于-150ｍＶ。

1.3 ＳＲＢ生长所需的碳源、氮源

碳源：ＳＲＢ的不同菌属生长所利用的碳源是不同的，最普遍的是利用Ｃ3、Ｃ4脂肪酸,如乳酸盐、丙酮酸、苹果酸；此外还可以利用一些挥发性脂肪酸,如乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐；醇类，如乙醇，丙醇等；氮源：铵盐是大多ＳＲＢ生长所需的氮源。据一些报道，某些ＳＲＢ还能够固氮。一些菌种能够利用氨基酸中的氮作为氮源，少数菌种能通过异化还原硝酸盐和亚硝酸盐提供氮。

2.1 ＳＲＢ还原硫酸盐的过程及所涉及的酶系

ＳＲＢ还原硫酸盐主要有以下3个过程：①因为ＳＯ₄^2－/ＳＯ₃^2－对的氧化还原电位太低而使硫酸不能直接接受电子。在硫酸腺苷转移酶的作用下，以ATP为代价将硫酸激活。所产生的磷酸腺苷硫酸（APS^2-）是一个适合得多的氧化剂，因为APS^2-/AMP^2-+SO₃^2-对的氧化还原电位比ＳＯ₄^2－/ＳＯ₃^2－对的高出约420ｍＶ。此反应的第二个产物焦磷酸经水解生成二分子正磷酸,全部反应消耗二分子正磷酸(ATP+ SO₃^2-→APS^2--+ＰＰｉ)。②腺苷酰硫酸还原酶(APS还原酶)催化APS^2-还原为亚硫酸, APS酶是一种寡聚铁硫黄素蛋白，含有一分子FAD和12个原子的铁和不稳定硫。③亚硫酸盐的进一步还原是由各种属间特异性的亚硫酸盐还原酶催化的。已知的三种亚硫酸盐还原酶中都含有各为14个原子的铁和不稳定硫及二分子Siroheam (一种修饰过的原血红素)或其类似物。亚硫酸还原为硫化物可按以下两种方式进行:由亚硫酸还原酶催化的协调六电子反应(SO₃^2-+6ｅ^-+6Ｈ+→Ｓ^2-+3Ｈ₂Ｏ)和以三硫酸(Ｓ₃O₆^2-)和硫代硫酸为中间产物的三个连续的双电子传递(3SO₃^2-→Ｓ₃O₆^2-→Ｓ₂Ｏ₃^2-→Ｓ^2-)。此反应除了亚硫酸还原酶外,还需要三硫酸还原酶和硫代硫酸还原酶参与。

2.2 影响ＳＲＢ还原硫酸盐的因子

2.2.1 重金属　

从HusainagarLake分离出一株Desulforibrio，其对锌的敏感超过好氧菌,Ｃｄ对Ｚｎ的这种抑制作用有协同作用,可通过调节基质中的Ｃｌ、Ｃａ、磷酸盐、Ｆｅ和Ｍｎ的浓度来降低Ｃｄ和Ｚｎ的毒性。但是Ｍｏ是一种强抑制剂,即使在大量的磷酸盐存在的情况下,也会抑制硫酸盐的还原。

2.2.2 Ｈ2Ｓ浓度

Ｈ2Ｓ的浓度达到一定程度(16ｍｍｏｌ/ＬＨ2Ｓ),就会明显抑制ＳＲＢ的生长。

2.2.3 温度和磷酸盐浓度　

Okabes的试验得出,脱硫弧菌属的最佳生长和转化温度为43℃,最适宜的碳磷比是Ｃ:Ｐ=400:1～800:1。

2.3 ＳＲＢ与光合细菌(绿硫细菌)的共养作用

Ｈ2Ｓ作为强还原剂可以抑制一些好氧菌的正常代谢,但是可以作为某些硫细菌生长代谢所需的电子供体。绿硫细菌在光照下,同化有机物质如乙酸盐等,必须有ＣＯ2的存在和无机电子供体,所以依赖于ＳＲＢ提供的Ｈ2Ｓ。同样，绿硫菌产生的硫酸盐很快被ＳＲＢ在异化有机物时利用，被还原成Ｈ2Ｓ.硫作为两种微生物之间的电子传递体，参与了ＳＲＢ和绿硫菌的共养作用。硫循环中的共养关系不涉及紫硫菌,因为这类细菌的细胞内存贮硫元素,使硫不能被异养生物所利用。