金属依赖型厌氧甲烷氧化研究进展

甲烷(CH_(4))是一种温室气体,其温室效应是二氧化碳的26倍。减少甲烷排放,可以缓解温室效应,有助于保护大气环境。微生物介导的甲烷厌氧氧化是调节甲烷向大气排放的关键过程。金属氧化物或金属离子可以作为甲烷厌氧氧化的电子受体,且金属依赖的甲烷厌氧氧化是减小全球甲烷排放的一个重要途径。虽然研究表明金属依赖型厌氧甲烷营养古菌可以促进这一过程,但其菌种、代谢途径及胞外电子传递途径尚缺乏深入研究。文章从金属依赖型厌氧甲烷氧化菌、金属依赖型厌氧甲烷氧化机制及金属依赖型厌氧甲烷氧化菌胞外电子传递机制等方面对金属依赖型厌氧甲烷氧化研究现状进行了概述,分析了金属依赖型厌氧甲烷氧化研究存在的问题,并讨论了其今后的研究方向,为金属依赖型厌氧甲烷氧化研究提供参考。

微量金属元素对甲烷菌的激活作用

综述迄今有关微量金属元素对甲烷菌激活作用的研究成果。微量金属元素特别是 Fe,Co,Ni的加入能使反应器内甲烷菌的优势菌种发生变化 ,从而使乙酸利用率提高数倍 ;微量金属元素对毒性物质产生强烈的拮抗作用。厌氧消化过程中补充甲烷菌所需的无机营养元素 ,特别是微量金属元素是提高厌氧消化过程效率和稳定性的重要途径。

甲烷厌氧氧化及其微生物特性研究进展

甲烷是一种温室气体,其引起的温室效应是CO2的20倍。微生物通过甲烷厌氧氧化(AOM)可以减少自然环境中该温室气体的排放,对缓解全球温室效应具有重大作用。根据耦联反应的不同,可将AOM分为3类,包括硫酸盐还原型、反硝化型以及铁锰依赖型。系统地介绍了AOM的类型及参与的微生物的特性,并对未来更多的AOM微生物的发现以及机理的研究提出展望,以期为甲烷排放控制和管理提供依据。

水生生态系统中金属依赖型甲烷厌氧氧化过程的研究进展

甲烷是一种比CO2更活跃的温室气体,微生物驱动的甲烷厌氧氧化(anaerobicoxidationof methane,AOM)过程对于降低全球甲烷的排放有着重要意义。参与AOM反应的最终电子受体主要分为三类,即硫酸盐、亚硝酸盐/硝酸盐以及以Fe(III)、Mn(IV)等为代表的金属离子。可溶性金属物质和不溶性金属矿物都可以被用作AOM的电子受体,这大大提高了参与金属依赖型甲烷厌氧氧化(metal-dependent anaerobic oxidation of methane,Metal-AOM)微生物的生态价值。目前研究聚焦在功能菌群、生态分布等方面。部分甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)具有直接或间接参与Metal-AOM过程的能力。但由于功能菌群纯化富集和分离具有一定难度,有关其生理生化和生态学等特征的研究受到限制。同时,随着Metal-AOM被发现存在于不同水生生境中,其在污染治理领域的应用也被广泛讨论,但是河口生境尚缺乏深入研究。本文从Metal-AOM的发现入手,阐述了参与该过程的主要微生物及其在水域环境下的生态分布,并介绍了Metal-AOM的反应机制和在实际应用中的机遇与挑战。最后,根据现有研究结果,提出对功能菌群、机制及环保应用的研究展望,包括微生物分离纯化和影响因素、菌群代谢活性和作用机制的解析以及新型生产工艺的设计和发展应用,以期为今后的环境污染治理和工业应用提供借鉴意义。

海洋环境中甲烷厌氧氧化机理及环境效应

作为全球碳循环的重要环节之一,甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic Oxidation of Methane,AOM)不仅是微生物生态学领域最具科学魅力、充满学术争议的问题之一,也是调节地质历史时期地球环境和气候变化的重要因素之一。近年来,针对包括海洋在内的各种环境中的AOM展开了大量的研究,然而迄今为止,对该反应的运作机制仍缺乏足够了解,其中包括该作用对海洋环境和气候系统在过去、现在和未来的影响机理和程度问题,这说明对于甲烷最重要汇的了解还存在着盲区。以现代海洋地质环境中的AOM为研究对象,综述了其产生机理、反应底物、电子受体、以及涉及到其中的微生物等方面的最新研究成果,探讨了该作用对于地球环境、气候的影响意义及地质学启示,并尝试展望了需要进一步研究的几点方向,希望藉此能引起广大研究者的兴趣与重视。