A. 硫酸鹽還原菌
硫酸鹽還原菌是指一類能把硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等硫氧化以及元素硫還原形成H2S的生理特性細菌的統稱。由它的定義就知道硫酸鹽還原菌能對所有的亞硫酸鹽還原成硫化氫!
B. 硫還原細菌和硫酸鹽還原細菌是一樣的嗎
硫細菌(sulfur bacteria)定義
在生長過程中
硫細菌
能利用溶解的硫的化合物,從中獲得能量,且能把硫化氫氧化為硫,並再將硫氧化為硫酸鹽的細菌。從名稱上看,它包括了硫氧化菌和硫酸鹽還原菌,但通常僅指硫氧化菌(sulphur-oxidising bacteria)。
硫酸鹽還原菌硫酸鹽還原菌 ( Sulfate-Recing Bacteria,簡稱SRB) 是一種厭氧的微生物;廣泛存在於土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環境中。在伯傑細菌鑒定手冊第九版中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。
硫還原細菌應該是硫酸鹽還原細菌的口頭簡稱,書面上無此說法。
C. 硫酸鹽還原菌的培養條件
雖然從理論上講,SRB為嚴格的厭氧菌,但隨著研究的深入,已有研究結果表明SRB並非嚴格意義上的絕對厭氧,而是兼性厭氧。
但總體上來說,SRB對氧還是極其敏感的,因此對其培養與分離關鍵要採用嚴格的厭氧技術培養SRB不僅僅要求周圍生長的環境是無氧的,還有培養基中氧化還原電位必須在-100mV以下。
所以通常在培養基中加入一些強還原劑,如巰基乙醇、抗壞血酸、L2半胱氨酸鹽酸鹽,這些物質受熱容易分解,所以要採用過濾除菌的方法單獨滅菌 ⑴中溫型:30-40 ℃ 之 間
⑵高溫型:55-60 ℃ 之 間 ⑴稀釋搖管法
稀釋搖管法是稀釋倒平板法的一種變通形式,先將一系列盛有無菌瓊脂培養基的試管加熱使瓊脂熔化並保持在50℃左右,將已稀釋成不同梯度的菌液加入到這些已熔化好的瓊脂試管中,迅速充分混勻。待凝後,在瓊脂柱表面倒一層滅菌的液體石蠟和固體石蠟的混合物,使培養基盡量隔絕空氣。培養後,菌落形成在瓊脂柱的中間。
困難之處在於菌落的挑取,首先需用一隻滅菌針將覆蓋的石蠟蓋取出,然後再用一隻毛細管插入瓊脂和管壁之間,吹入無菌無氧氣體,將瓊脂柱吸出,放在培養皿中,最後用無菌刀將瓊脂柱切成薄片進行觀察並轉移菌落。
該法的不足之處是觀察與挑取菌落比較困難,但在缺乏專業設備的條件下,此法仍是一種方便有效地進行厭氧微生物分離、純化和培養的低成該方法
⑵疊皿夾層法
疊皿夾層法實質是將菌夾在上下兩層培養基之間,使其造成一個相對無氧的環境,從而使SRB能在夾縫中生長。
具體做法是將已經富集好的菌液採用無菌操作技術稀釋成不同濃度。將含有質量分數為2%瓊脂的固體培養基熔化並保持在50℃左右,在無菌條件下,向培養皿(90mm×15mm)的皿蓋中倒入約1/3高度的固體培養基,待其剛剛冷凝後,將不同濃度的稀釋液吸取適量,快速塗布平板上,使稀釋液滲透約30s後,在培養皿的中間位置倒入同種營養型固體培養基,直到將溢未溢的突起狀態,隨後迅速蓋上皿蓋並往下壓,最終皿內不能有氣泡。
去掉培養皿內外兩層側壁間多餘的瓊脂,並在其中灌入適量熔化的石蠟,使培養皿側壁縫隙被石蠟密封,盡量不要留有氣泡。培養一周後,在加有二價鐵離子的平板中會長出黑色的SRB菌落,在酒精燈旁加熱使固體石蠟熔化,由於上下兩層培養基凝固時間不同,所以當移去內皿後,用鑷子很容易將上層培養基揭起,從而露出下層培養基的菌落。當需要進行菌落挑取時,可以對其進行切塊轉移,放入液體培養基時搗碎即可。
該方法的優點是培養物均採用塗布或劃線生長於營養瓊脂夾層中,取菌落時可很方便地做到定點取菌,同時該方法不需要另外創建一個無氧環境,故省時、省力,具備了所有好氧、厭氧分離方法的優點。
⑶Hungate滾管技術
Hungate滾管技術是培養厭氧菌最佳的方法。滾管技術是美國微生物學家亨蓋特於1950年首次提出並應用於瘤胃厭氧微生物研究的一種厭氧培養技術。這項技術又經歷了幾十年的不斷改進,從而使亨蓋特厭氧技術日趨完善,並逐漸發展成為研究厭氧微生物的一套完整技術。目前國內外很多專門做厭氧培養的實驗室大都採用此技術。
Hungate滾管技術是指將適當稀釋度的菌液,在無菌無氧條件下接入含有瓊脂培養基的厭氧試管中,然後將其在滾管機或冰盤上均勻滾動,使含菌培養基均勻地凝固在試管內壁上。當瓊脂繞管壁完全凝固後,瓊脂試管即可垂直放置貯存,並可使少量的水分集中在底部,經過幾天的培養後,就可見到厭氧管內固體培養基內部和表面有菌落出現。挑取菌落時也很方便,可以在酒精燈旁用自製的玻璃細管接種針挑取生長狀態良好的菌落,快速接到液體培養基中富集培養。
Hungate滾管技術的優點在於,培養基可以在厭氧管內壁上形成一層均勻透明的薄層,同時菌落可以埋藏在培養基內部或生長在表面,同平板塗布法相比,與氧氣接觸的機會大大減少。
D. 影響硫酸鹽還原菌生長的主要因素有哪些
影響硫酸鹽還原菌生長的主要因素有:溫度、濕度、pH值、氧氣濃度、營養物質等。
細菌是指一大類細胞核無核膜包裹,只存在稱作擬核區(或擬核)的裸露DNA的原始單細胞生物,包括真細菌和古生菌兩大類群。人們通常所說的即為狹義的細菌,狹義的細菌為原核微生物的一類,是一類形狀細短,結構簡單,多以二分裂方式進行繁殖的原核生物,是在自然界分布最廣、個體數量最多的有機體,是大自然物質循環的主要參與者。
細菌的繁殖生長:
細菌可以以無性或者遺傳重組兩種方式繁殖,最主要的方式是以二分裂法這種無性繁殖的方式:一個細菌細胞細胞壁橫向分裂,形成兩個子代細胞。並且單個細胞也會通過如下幾種方式發生遺傳變異:突變(細胞自身的遺傳密碼發生隨機改變),轉化(無修飾的DNA從一個細菌轉移到溶液中另一個細菌中),轉染(病毒的或細菌的DNA,或者兩者的DNA,通過噬菌體轉移到另一個細菌中),細菌接合(一個細菌的DNA通過兩細菌間形成的特殊的蛋白質結構,接合菌毛,轉移到另一個細菌)。細菌可以通過這些方式獲得DNA,然後進行分裂,將重組的基因組傳給後代。許多細菌都含有包含染色體外DNA的質粒。
處於有利環境中時,細菌可以形成肉眼可見的集合體,例如菌簇。
E. 硫酸鹽還原菌的研究歷程
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。
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。
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。
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。
F. 硫酸鹽還原菌、鐵細菌、腐生菌的危害
前兩種利用它們的還原性氧化設備,後一種由於腐蝕動植物屍體有殘體會將管道堵塞。
G. 硫酸鹽還原菌的硫酸鹽還原速率與鋼鐵腐蝕具有相關性么
硫酸鹽還原菌的硫酸鹽還原速率與鋼鐵腐蝕具有相關性
硫酸鹽還原菌 (Sulfate-Recing Bacteria,簡稱SRB) 是一種厭氧的微生物。廣泛存在於土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環境中。
據不完全統計,S R B 目前已有1 2 個屬4 0 多個種 ,S R B 的分類學研究進展比較緩慢。目前已知的S R B 從生理學上分為兩大亞類
Ⅰ類
如脫硫弧菌屬、脫硫單胞菌屬、脫硫葉菌屬和脫硫腸狀菌屬,其特點是可利用乳酸、丙酮酸、乙醇或某些脂肪酸為碳源及能源,將硫酸鹽還原為硫化氫;
Ⅱ類
如脫硫菌屬、脫硫球菌屬、脫硫八疊球菌屬和脫硫線菌屬,它們的特別之處是可以氧化脂肪酸,並將硫酸鹽還原為硫。現在,隨著研究的進展,陸續又有一些新的種屬被命名。
H. 硫酸鹽還原菌怎麼應用於污水處理中
硫酸鹽還原菌在缺氧條件下會把硫酸鹽、亞硫酸鹽轉化為有毒的硫化氫,所以一般情況下污水處理中不是應用硫酸鹽還原菌,而是避免硫酸鹽還原菌的還原作用(通過曝氣等方法增加污水中的溶解氧,以避免出現缺氧環境)
I. 硫酸鹽還原細菌的特性
SRB不僅具有廣泛的基質譜,生長速度快,還含有不受氧毒害的酶系,因此可以在各種各樣的環境中生存,保證了SRB有較強生存能力。SRB的另一生理特性是硫酸鹽的存在能促進其生長,但不是其生存和生長的必要條件。在缺乏硫酸鹽的環境下,SRB通過進行無硫酸鹽參與的代謝方式生存和生長;當環境中出現了足量的硫酸鹽後SRB則以硫酸根離子為電子受體氧化有機物,通過對有機物的異化作用,獲得生存所需的能量,維持生命活動。