化解能源危机的微生物1

1、化解能源危机的微生物化解能源危机的微生物化学化工学院 彭培培引言 随着社会的飞速发展和人口的不断增长，人类面临的资源危机日益加剧，能源的巨大消耗即将引发空前的能源危机。然而，世界经济的现代化得益于不可再生的化石能源。人类要解决能源危机这一严重问题，必然要从有限的非生物资源时代过渡到无限的生物资源时代。在生物资源中，微生物以其独特的生理代谢优势，在解决能源危机中发挥了重大作用。Main content 1996年美国能源部的测算资源，世界已探明的矿物燃料的可使用年限约为： 煤221年，天然气80年，石油39年 而中国已探明的矿物燃料使用年限却分别为： 煤85年，天然气69年，石油19年 能源危机

2、已成为制约中国经济发展的重要因素!Energy crisis 微生物(microbe)是一群形态结构多样的生物体，包括病毒和单细胞类群和一小部分多细胞结构的生物体。在不借助显微镜的情况下，多数微生物不为肉眼所见。microorganism我是微生物！ 微生物个体微小，大多数在微米级，需要用光学显微镜放大数百倍或数千倍才能看到。 各种微生物细胞具有其特定的形态结构，常见的有球形、杆形、螺旋形等； 微生物体积小且表面积大，有巨大的比表面积，所以微生物具有新陈代谢旺盛和生长繁殖速度快的特点 在短时间内科产生大量变异后代。 微生物在自然界中分布广泛，土壤、湖泊、矿层、人体、动植物体中都存在。 微生物的

3、种类多，有细菌、放线菌、立克次体、衣原体、支原体、螺旋体等，且每种微生物又有许多种。The characteristics of microorganismsnew times微生物冶金：微生物冶金：原理原理 通过微生物作用产生硫酸、硫酸铁，然后通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸出矿石中的有用的金属。收集含酸溶液，通过置换、萃取、点解或离子交换等，方法将各种金属加以浓缩和沉淀硫杆菌硫杆菌属属（ThiobacillusThiobacillus）钩钩端螺菌端螺菌属属（LeptopirillLeptopirillumum）硫化杆菌硫化杆菌属属（SulfobacillSulfobacillusus）硫球菌硫球

4、菌属属（SulfurococSulfurococcuscus）氧氧化化亚铁亚铁硫硫杆菌杆菌属属（T.ferrooxidaT.ferrooxidansns）氧氧化硫硫杆化硫硫杆菌菌属属（T.T. thiooxidansthiooxidans）氧氧化化亚铁钩亚铁钩端螺菌（端螺菌（L.ferrooxidaL.ferrooxidansns）最适最适温温度度28-3528-3528-2028-20303050-5550-557070最适最适PHPH2.5-2.82.5-2.82.0-3.52.0-3.52.5-3.02.5-3.01.7-2.41.7-2.42.0-3.02.0-3.0形形状状杆杆状状杆

5、杆状状螺旋螺旋状状杆杆状状球球状状大小大小0.50.5 mm（1.0-2.01.0-2.0） mm（0.2-0.40.2-0.4） mm（0.9-0.9-1.11.1） mm属属性性典型革典型革兰阴兰阴性菌性菌典型革典型革兰阴兰阴性菌性菌典型革典型革兰阴兰阴性菌性菌典型革典型革兰阳兰阳性菌性菌典型革典型革兰阴兰阴性菌性菌可可动动、严严格格好好氧氧可可动动，严严格格好好氧氧可可动动，严严格格好好氧氧严严格好格好氧氧不可不可动动，严严格好格好氧氧严严格无机化格无机化能自能自养养严严格无机化格无机化能自能自养养严严格无机化格无机化能自能自养养微生物制微生物制备备乙醇燃料乙醇燃料 以巴西国为例,由于该

6、国盛产甘蔗,乙醇发酵原料充足,到1988年时,88%的新轿车的发动机都使用乙醇作燃料,在1000万辆汽车中有120万辆用乙醇,其余的使用含23%的乙醇燃料。 这些足以说明,乙醇是有希望的替代能源。制制备备乙醇的微生物乙醇的微生物细菌乳酸杆菌、醋酸菌、丁酸菌T糖化菌（曲霉、根霉、拟内孢霉、红曲霉和毛霉）酒化菌（酵母菌）沼气发酵沼气发酵 不产生甲烷的微生物将原料中的脂肪、蛋白质、糖类等有机物通过水解和发酵作用，大部分转化为不同的脂肪酸等物质甲烷杆菌将脂肪酸等转化为CH4和CO2在在污污水、水、污污泥中主泥中主要是腐要是腐败败梭菌梭菌属属（C.putrefaciensC.putrefaciens），

7、在瘤胃中是，在瘤胃中是拟拟杆杆菌菌属属（BacteroidesBacteroides）、）、月形月形单细单细胞菌胞菌属属（SelenomonasSelenomonas）产氢产产氢产乙酸乙酸细细菌菌群群同型同型产产乙酸菌乙酸菌群群甲甲烷烷生生产产杆菌，杆菌，包括十七包括十七个属个属，七七个个主要主要类类群群分泌胞外酶，同分泌胞外酶，同时时形形成少量成少量H2H2和和CO2CO2，而，而又又称为发称为发酵型酵型细细菌群菌群将将第一第一类类菌群的菌群的产产物分解成乙酸物分解成乙酸、氢气氢气、二、二氧氧化化碳碳能能够将够将糖糖类发类发酵酵成乙酸或成乙酸或将将二二氧氧化化碳碳和和氢气氢气合成合成乙酸乙酸产产甲甲烷烷微生物采油机理微生物采油机理 :目前研究表明：微生物通过以下机理释出原油： 酸化地层、溶解围岩和增加他的孔隙度和渗透率 由于地层的气体作用，所引起的降低石油粘度和增加岩层压力及基岩的溶解 地层的溶剂或直接地作为辅助表面活性剂而降低界面张力和增加石油的流度 地层的表面活性剂、生物聚合物等促进了石油释放微生物的代谢