不產甲烷菌為產甲烷菌創造適宜的氧化還原環境
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發布日期：2023-04-26
不產甲烷菌為產甲烷菌創造適宜的氧化還原環境
甲烷菌為嚴格厭氧微生物，只能生活在氧氣不能到達的地方。在厭氧生物處理初期，于進料而使空氣進入發酵池，原料、水本身也攜帶有空氣，這顯然對于產甲烷細菌是有害，它的去除需要依賴不產甲烷菌類群中那些需氧和兼性厭氧微生物的活動。一些厭氧微生并不是被氣態的氧所殺死，而是不能解除某些氧代謝產物而死亡。在氧還原成水的過程中，可形成某些有毒的中間產物，例如，過氧化氫(H2O2) 和羥自由基(·OH)等。好氧微生物具有降解這些產物的酶，如過氧化氫酶、超氧化物歧化酶等，而嚴格厭氧微生物則
缺乏這些酶。
MeCard等在1971測多種微生物的超氧化物歧化酶(SOD)
和過氧化氫酶活性。結果表明 :專性好氧微生物都含有超氧化物歧化酶和過氧化氫酶，過氧化氫酶是一種含鐵卟淋蛋白的酶，它可以催化過氧化氫分解成氧和水;某些兼性好氧微生物和耐氧厭氧微生物只有超氧化物歧化酶，但缺乏過氧化氫酶
; 大多數專性厭氧微生物同時缺乏這兩種酶，甲烷細菌更是如此。
各種厭氧性微生物適宜生長的氧化還原電位(Eh)不同，通過厭氧微生物有順序地交替生長和代謝活動，使發酵液氧化還原電位不斷下降，逐步為產甲烷菌生長和產甲烷創造適的氧化還原條件。一般只能在100m負值時才能生長。產甲烷菌生長適宜的 Eh在-300mV以下。而一般好氧微生物生長的Eh值為 300~400mV ，Eh值在100mV以上即可生長。厭氧微生物需要如此低的氧化還原電位主要因為它們的細胞中無高電位的細胞色素和細胞色素氧化酶，并且它們生長所必需的一個或多個酶的一 SH，只有在完全還原以后這些酶才能活化或活躍地起酶學功能。例如在淹水土壤，作為電子受體物質的氧、鐵、硝酸鹽和硫酸鹽被有順序地利用和代謝，使土壤的氧化還原電位降低到-200mV以下，最后才開始有甲烷形成，這時產甲烷細菌才旺盛活動。
在實驗室里進行人工培養甲烷菌實驗對無氧的要求十分嚴格。在通氣良好的曝氣池中或乙酸細 自然界的水域中氧化還原電位也并非均勻。例如細菌聚集成團其內部可產生局部厭氧環境，因而好氧活性污泥也可以測得產甲烷菌活性的存在，并且有人用好氧活性污泥來啟動厭氧消化器也得到成功。這些都是由于不產甲烷菌的活動在充滿氧氣的自然界里為嚴格厭氧微生物產甲烷菌創造了適宜的厭氧條件。
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