0 引言

随着国内外大量生物成因气藏的发现，使煤地质微生物成气的研究逐渐成为研究热点。国外对煤地质微生物的研究已经有30多年的历史，对产甲烷菌的研究也已经深入到分子化学水平，且更多的是关注煤层水中存在的活性产甲烷菌群研究[1-3]；国内对煤地质微生物的研究主要集中在厌氧细菌的计数、分离、富集培养和成气模拟实验等方面，也取得了一些成果[4-6]。

煤地质微生物成气是很多种微生物共同作用形成的，包括水解性细菌、纤维素分解菌、产乙酸菌、产甲烷菌等微生物菌群，产甲烷菌是整个生成过程中关键的微生物类型[7-8]。产甲烷菌是严格厌氧微生物，在严格厌氧技术未出现时，产甲烷菌的分离培养研究进展缓慢，随着厌氧技术的改进，结合先进的分析方法，更多种类的产甲烷菌菌株被鉴定出来，产甲烷菌的厌氧发酵过程和代谢方式也逐渐成为学者们关注的问题[9-10]。国内外对于微生物成气的机理，基本上沿用传统的厌氧发酵理论，甲烷的产生最终由产甲烷菌通过CO2还原和乙酸发酵作用形成[11-12]。研究表明，自然界中的生物成因甲烷超过2/3是以乙酸发酵产生的，另外1/3是以CO2/H2 转化形成的。

煤炭和石油中赋存的部分甲烷也是由微生物产生的，利用微生物技术将煤炭转化为甲烷是近年国内外研究的热点[13-16]。随着全球能源局势的持续紧张，煤炭微生物成气技术将是未来新能源技术发展的新方向。为进一步探讨不同菌源产甲烷菌的产气效果和代谢途径，在实验室模拟了产甲烷菌产气实验，研究了不同菌源代谢乙酸的产气效果和产气规律，并对其代谢途径进行了初步分析。

1 试验

1.1 材料

(1)试验用菌源。试验用菌源有2种，菌源1取自煤矿区煤层水，是在严格厌氧并确保无其他细菌污染的环境下富集培养得到的产甲烷菌群，该菌群产气稳定，并且经扩大培养后其浓度为3.95×108个/mL；菌源2是从煤矿区污水处理厂污泥中提取，采用上述条件富集培养后该菌群培养后浓度为3.75×108个/mL。

(2)主要仪器及材料。7890A气相色谱仪、高压灭菌锅、LRH-500F 恒温培养箱、THZ-82B气浴恒温振荡器、DWS 厌氧操作箱、气体流量计、pH-211微电脑pH计、FA2104A电子分析天平、500 mL厌氧瓶、10 mL离心管、10 mL注射器、针头微孔过滤器以及磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等主要试剂。

元明时期“过”表“结束”“曾经”用例增多，特别在明代时期，“过”表“结束”或“曾经”的用法已经大量的出现在各类文献中，尤其在白话小说中使用频繁，繁盛至近代。至此动态助词“过”表示“动作的完成和结束”的“过1”或“过去曾经有过这样的事情”的“过2”产生。

1.2 培养基的配制

实验产生的气体组分采用7890A型气相色谱仪进行测定。色谱柱为Agilent Carbonplot(60 m×320 μm)，载气为高纯氮气。填充柱进样口温度为150 ℃，隔垫吹扫流量3 mL/min，进样量0.5 mL，柱箱温度25 ℃，保持7.5 min，检测器为TCD，检测温度为200 ℃，参比流量为40 mL/min，尾吹流量为8 mL/min。标气中各组分浓度：CH4为10%，CO2为40%，H2为10%，其他用N2平衡。

该试验按照菌源不同设置2大组试验，每大组试验设置5组平行试验和1组对照试验，具体试验方案见表1。配制新鲜的培养基分装到500 mL的厌氧瓶中，每个300 mL，分装完成后用封口膜将厌氧瓶封口，121 ℃湿热灭菌，瓶盖、离心管、注射器、镊子、针头微孔过滤器、枪头等配件工具也要灭菌；利用注射器及微孔过滤器分别向每个厌氧瓶中添加1 mL过滤后的半胱氨酸溶液，半胱氨酸溶液浓度为1 g/L，然后重新用封口膜将厌氧瓶封口，静止除氧；待厌氧瓶中营养液变为无色后，分别向两大组中的实验组依次加入15，150，1 500，3 000，6 000 μL的乙酸，2个对照组不加；取煤层水菌源和污泥菌源，分别向每个对照组及实验组中加入菌液5 mL；盖好瓶塞后将厌氧瓶置于30 ℃恒温箱中培养8周，每周定时检测产生的气体量和气体组分。

产气量随时间变化的曲线如图2所示。由图2可知，煤层水降解乙酸出现了产气量缓慢增加—急剧增加—相对稳定3个阶段，并且大量产气主要出现在21～42 d。

1.3 生物成气试验

为乡村振兴发挥土地最大效能 .........................................................................................................................10-1

 

表1 试验方案Tab.1 Test scheme

  

煤层水菌源组对照组A0实验组A1实验组A2实验组A3实验组A4实验组A5污泥菌源组对照组B0实验组B1实验组B2实验组B3实验组B4实验组B5乙酸/μL0151501 5003 0006 000

注：营养液300 mL；菌液5 mL。

1.4 气体组分含量测定

试验用培养基成分：K2HPO4为2.9 g/L，KH2PO4为1.5 g/L，NH4Cl为1.8 g/L，MgCl2为0.4 g/L，YE(酵母抽提物)2.0 g/L。

管理组实施护理质量管理后体检者对于环境质量与服务质量的评分均优于传统组，组间各数据比较，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

各组分含量=实际出峰面积×影响因子

这款智能门锁功能太多了。出门时，若是你不肯定自己是否锁门了，看看手机就一清二楚。如果没锁，你可以通过手机应用在远处控制门锁的开关。还有，它可以与你的手机绑定，你每次回家靠近门口时，它会通过蓝牙与你的手机建立联系，进行自动开锁，你无须承受忘记带钥匙的烦恼。而当它被钥匙手动打开时，就会向你绑定的手机发来信息提醒你，让你知道开锁的是否为小偷。如果有人敲门时，它还会发信息通知你。

试验过程中的产气量体积采用气体流量计测定，每7 d测定一次产气量，记录阶段产气量和累计产气量。

1.5 产气量体积测量

影响因子=标气中气体浓度/标气中平均峰面积

2 结果与讨论

2.1 乙酸浓度对产气的影响

为了分析2种菌源的代谢途径，选择2种菌源产气效果都明显的实验组A2和B2进行分析，主要是分析2种菌源产气中的CH4 、H2、CO2含量。

由于目前的企业大多属于经营权和所属权背离，所以公司的董事会与监理会需要展现其应该具备的功能，对管理阶层开展的工作实施监管，严谨预防管理阶层造假，蒙蔽审计者，导致企业在信誉层面出现亏空，同时给公司长久的发展收益带来影响。另外作为企业的董事层，需要多加入企业的人才挑选与培养，重视公司财务近期的情况的时候，针对财务部门用人机制需要严格把控，严谨防止一人多岗，岗位不划分的状况出现。

  

图1 煤层水菌源代谢乙酸的累计产气量Fig.1 Gas production of bacteria source in coalbed water metabolize acetic acid

与传统“公共领域”相比，推特大大降低了政治参与的成本。推特“公共领域”在保留类似俱乐部式的实时双向互动交流的同时，实现了物理场所与社交场所、言论与参与者的分离。人们无需到场，无需付费，甚至无需离开沙发即可发表具有政治影响力的言论。政治参与成为普通老百姓在时间和金钱上负担得起的活动，过去专属于新兴资产阶级的“公共领域”如今也对草根平民开放；平民凭借数量优势，可形成颇具分量的政治观点和不容忽视的政治力量，普通老百姓实际上或可发挥游说政府的作用。

  

图2 实验组A2产气量随时间的变化Fig.2 Gas production changes in experimental group A2 with time

污泥菌源代谢乙酸的累计产气量如图3所示。从图3可看出，实验组B3、B4、B5产量显著低于其余几组且接近于0，说明在乙酸添加量在1 500～6 000 μL，也就是乙酸含量大于5‰时，产甲烷过程已受到抑制。剩下几组的产甲烷量由大到小排序：实验组B2>对照组B0>实验组B1，组间差异较大，说明乙酸的添加能影响产甲烷过程。

  

图3 污泥菌源代谢乙酸的累计产气量Fig.3 Gas production of bacteria source in sludge metabolize acetic acid

实验组B1、B2、B0产气量随时间变化如图4所示。从图4可看出，污泥降解乙酸同样出现了产气量缓慢增加—急剧增加—相对稳定3个阶段，大量产气基本也出现在21～42 d。

  

图4 实验组B1、B2、B0产气量随时间变化Fig.4 Gas production changes in experimental group B1，B2 and B0 with time

2.2 不同菌源产气的代谢途径

根据前人研究，产甲烷菌生成甲烷主要有2种方式：①产甲烷菌的CO2还原作用； ②乙酸发酵作用。反应关系式：

CO2还原作用：CO2+4H2CH4+2H2O

乙酸发酵作用：CH3COOHCH4+CO2

煤层水菌源代谢乙酸的产气量如图1所示。从图1可看出，煤层水中菌源代谢乙酸的效果并不好，只有实验组A2产生少量的气体，仅为11.7 mL，折算成纯甲烷只有0.3 mL，而此时乙酸的浓度为0.5‰。尽管如此仍可说明，乙酸可以被煤层水菌源降解，且在乙酸浓度为0.5‰产气最佳。

煤层水菌源产气中的各组分含量如图5所示。从图5中可看出，整个产气过程中的甲烷组分含量呈逐渐增加的趋势，只是因为产气效果不理想，甲烷浓度整体偏低；二氧化碳组分含量随着时间增加有降低趋势，趋势亦不明显；氢气组分随着时间增加逐渐减小。从三者的浓度变化可看出，该菌源的代谢是消耗了二氧化碳和氢气生成的甲烷，符合二氧化碳还原作用机理，所以煤层水菌源生成甲烷的代谢途径主要为二氧化碳还原。

  

图5 煤层水菌源产气中的各组分含量Fig.5 Component content of gas production by bacteria source in coalbed water

污泥菌源产气中的各组分含量如图6所示。由图6中可知，整个产气过程中的甲烷组分含量呈明显增加的趋势，二氧化碳组分含量也随着时间增加逐渐增大，趋势也很明显；而氢气组分在整个产气过程中基本为0，说明整个过程中并没有氢气生成，氢气也并没有参与到产气过程。从三者的浓度变化可以看出，该菌源的代谢生成了二氧化碳和甲烷，符合乙酸发酵产甲烷作用机理，而氢气组分含量低并不影响整个产气过程也侧面说明了污泥菌源的代谢过程并不是二氧化碳还原作用。所以，污泥菌源生成甲烷的代谢途径主要为乙酸发酵。这也是前述污泥菌源在乙酸最佳浓度的产气量可以达到很高的原因所在。

  

图6 污泥菌源产气中的各组分含量Fig.6 Component content of gas production by bacteria source in sludge

3 结论

(1)煤层水菌源和污泥菌源都能降解乙酸产气，乙酸浓度为0.5‰产气最佳，乙酸浓度大于5‰时，产甲烷过程受到抑制。

(2)煤层水菌源和污泥菌源降解乙酸的产气过程都经历3个阶段：产气量缓慢增加阶段—急剧增加阶段—相对稳定阶段，而且二者的大量产气基本都出现在21～42 d。

(3)对2种菌源产气中的甲烷、二氧化碳和氢气含量的分析发现，煤层水菌源生成甲烷的代谢途径主要为二氧化碳还原，污泥菌源生成甲烷的代谢途径主要为乙酸发酵。

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