Cтраница 1
Метановые бактерии размножаются очень медленно. Время генерации для некоторых видов составляет несколько дней, поэтому они не в состоянии быстро увеличивать численность культуры, а содержание их в сыром осадке незначительно. Как только нейтрализующая способность бродящей массы ( запас щелочности) оказывается исчерпанной, рН резко снижается, что приводит к гибели метанообразующих бактерий. [1]
Метановые бактерии требуют для своей жизнедеятельности простых органических веществ. Предварительные и промежуточные стадии разложения осуществляются за счет других видов бактерий. Например, расщепление углеводов до более простых молекул происходит при участии бактерий молочнокислого и масля-нокислого брожения, дрожжей, кишечной палочки и других бактерий. Их обмен веществ приводит к жирным кислотам, спиртам, а также к углекислоте и водороду. Первые вещества разлагаются с образованием углекислоты и метана при действии сульфатре-дуцирующих, денитрифицирующих и метановых бактерий. [2]
Метановые бактерии требуют для своей жизнедеятельности простых органических веществ. Сложные органические соединения, например углеводы, разлагаются при участии бактерий молочнокислого, маслянокислого брожения и других микроорганизмов, образуя жирные кислоты, спирты, а также двуокись углерода и водород. Жирные кислоты разлагаются с образованием метана и углекислоты при действии сульфатредущирующих, денитрифицирующих и метановых - бактерий. [3]
Метановые бактерии в естественной обстановке существуют в небольшом количестве на самих отходах, а также в гумусовом слое плодородной почвы с нейтральной рН, поэтому переслаивание навоза небольшим количеством почвы дает определенную стимуляцию процесса. Однако применение особых видов и штаммов бактерий значительно ускоряет все реакции. [4]
Брожение осуществляется собственно метановыми бактериями. В отличие от бактерий первой фазы метановые бактерии - строгие ( обле-гатные) анаэробы, не образующие спор. [5]
Витамин Bi2 образуется метановыми бактериями. [6]
Кажется возможным, что метановые бактерии решили аналогичную проблему иным способом. Обычное решение не допускается их анаэробным образом жизни. Будучи лишены кислорода, они не могут получать энергию из самоокисления доступного субстрата. Поэтому в качестве окислителя они используют двуокись углерода. Мы знаем, что ни один из доступных окислению субстратов-ни ацетат, ни метиловый спирт или даже водород-не имеет достаточной восстанавливающей способности, чтобы произвести стехио-метрическое восстановление двуокиси углерода до углеводов. Но восстановление двуокиси углерода до метана требует меньше энергии на перенесенный водородный атом, чем половинное восстановление до углеводов; это объясняется тем, что реакции (5.36) - (5.42) экзотермичны, за исключением реакции (5.41), которая, однако, имеет положительную свободную энергию около 10 ккал. [7]
Последняя стадия разложения происходит под действием метановых бактерий. В настоящее время изучено 10 различных видов метановых бактерий. [8]
Использование радиоуглерода дало возможность установить, что метановые бактерии выделяют СН4 за счет полного восстановления СО2, а не органических веществ. [9]
Меньшее торможение распада белков и снижение жизнедеятельности метановых бактерий определяет появление в образующемся газе значительных количеств азота. [10]
Важную роль в очистке сточных вод в лагунах играют метановые бактерии. Метановые бактерии используют для роста муравьиную кислоту, метанол и другие вещества, имеющиеся в лагунах. [11]
Метановое брожеще осуществляется микроорганизмами рода Clostridium и четырьмя генерациями метановых бактерий - Methanobacterium, Methanobacfflus, Methanococcus и Methanosarcina. Оно протекает в две стадии. На второй стадии метанобактерии завершают деструкцию образованием метана, двуокиси углерода и аммиака, соотношения между которыми определяются качественно-количественным составом метаболитов первой стадии. [12]
На первый взгляд, восстановление двуокиси углерода до метана метановыми бактериями кажется непонятным, так как продукт выделяется в форме газа, унося с собой накопленную энергию. Но Бар - кеР Рубен и Камен отмечают, что около 10 % радиоактивности, доставленной в форме С 02, обнаруживается затем в клеточном веществе. Это показывает, что хотя большая часть восстановленной двуокиси углерода растрачивается, небольшой процент утилизируется для синтеза клеточного вещества. [13]
Метан поступает в атмосферу главным образом в результате деятельности обширной группы метановых бактерий, обитающих в лишенных кислорода ( анаэробных) зонах и использующих органическое вещество. Расширение орошаемых территорий, главным образом площадей, занятых рисом, обусловливает увеличение содержания метана в почвах. Этот процесс стимулируется и в глубинных частях водоемов при их загрязнении коммунальными и промышленными сточными водами, обогащенными органическими соединениями. [14]
Анаэробное разложение органических соединений в этих стоках ( в нейтрализованных стоках, куда добавлена смешанная культура метановых бактерий) до полного прекращения процессов биологической очистки происходит при температуре 35 в течение примерно 80 дней. Если сократить время пребывания стоков в метантенках примерно до 11 дней, эффективность очистки по большинству показателей понизится почти на / з, а при более высокой нагрузке степень очистки понизится еще более. [15]