硫細菌

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(sulfur-oxidizing bacteria)。

能氧化硫化合物的細菌。按其取得能量的途徑可分為光能營養菌和化能營養菌兩類。光能營養菌產生細菌葉綠素和類胡蘿蔔素，呈粉紅、紫紅、橙、褐、綠等色，都是厭氧光合菌，多棲息於含硫化氫的厭氧水域中。化能營養菌都是不產色素的好氧菌，棲息於含硫化物和氧的水中，能將還原性硫化物氧化成硫酸。已獲得純培養的硫細菌有硫桿菌屬，硫微螺菌屬和硫化葉菌屬3屬。硫化葉菌屬是硫細菌中較特殊的一類。它不僅嗜酸（最適生長pH值範圍為pH2～3），而且還嗜熱（最適生長溫度為70～75℃）。硫細菌是自然界中硫元素循環中不可缺少的一環。

分佈於土壤、淡水、鹹水、溫泉和硫礦中。菌的類型多樣，有的是絲狀，如貝氏硫細菌（Beggiatoa），發硫菌（Thiothr ix），有的是單細胞，如一些無色硫細菌（Achromatium）；有的靠鞭毛運動，如硫小桿菌（Thiobacterium）、硫化葉菌（Sulfolobus），有的無鞭毛靠滑動進行運動，如某些貝氏硫細菌；有的是嚴格化能自養型，有的是兼性自養型；有的菌雖能氧化硫化物成硫酸，但在體內不積累硫磺粒，如硫桿菌（Thiobacillus）中的許多種屬此，習慣上稱這類菌為硫化細菌。而有的菌能在體內積累硫磺粒，當環境中缺少硫化氫等物時，體內硫磺進一步氧化成硫酸，這類菌習慣上稱為硫磺細菌。以上均為化能自養型。除外還有利用光能的自養型，菌體內含有光合色素，如紫硫細菌（Chromatium）和綠硫細菌（Chlorobium），它們在厭氧條件下，在利用光合色素進行不產氧的光合作用過程中，氧化硫化氫成硫酸，並能在細胞內或細胞外形成硫磺粒，故亦稱為硫磺細菌。通常在光線充足並含有硫化氫的厭氧環境中生長良好。土壤硫細菌的活動，能提高土壤各種礦物質的溶解性，並能同時抑制某些對酸敏感的病原菌的生長。某些土壤中施用硫磺，可通過促進硫細菌的活動提高土壤酸度，從而改良鹼性土壤。硫細菌還可用於細菌浸礦。

硫細菌能將自然界的還原性硫化物氧化成硫磺或硫酸，是自然界中硫元素循環中不可缺少的一環。由於含硫礦石和海底淤泥中富含硫水物，因而硫細菌的氧化作用則造成礦井內和海港等處的金屬構築物的腐蝕。另一方面也可利用硫桿菌屬內一些種對硫化物氧化作用提取銅、鈾等金屬和改良鹼性土壤。

2H2S+O2=硫細菌=2H2O+2S+能量(3)

2S+3O2+2H2O=硫細菌=2H2SO4+能量(4)

6CO2+6H2O=能量(3)(4) 酶=C6H12O6+6O2

菌落形態：菌落形態為乳白色、邊緣整齊、表面濕潤。

菌體形態：電子顯微鏡觀察下的硫細菌細胞星桿狀，長約0.8μm,寬約0.2μm。

燃煤脫硫技術首先被利用與上世紀五十年代工業發達的國家，按其脫硫的時間可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫。

煤的燃燒前脫硫方法有很多種類型。物理法脫硫是利用活性炭與含硫化合物的特性，去除煤中無機硫的方法，其過程簡單，操作方便，已經在生產中有一定的應用，但這種方法不能去除煤中的有機硫，有一定的局限性。化學法脫硫是通過氧化劑對硫進行氧化以達到脫硫的目的。它能夠高效的去除無機硫，甚至是有機硫，但是使用這種方法的前提條件是高溫、高壓，並且還需要使用腐蝕性瀝濾劑，能耗大、設備複雜，因成本過高而沒有廣泛使用。生物法脫硫是利用微生物氧化還原有機硫及無機硫，去除煤炭中的硫元素，反應條件溫和、設備簡單、成本低。煤炭燃燒中脫硫技術主要指添加固體脫硫劑技術或鈣系脫硫劑的技術。燃燒后脫硫技術又稱煙氣脫硫技術，包括干法脫硫及濕法脫硫。燃后脫硫技術在發達國家研究得較多，其效率高，主要採用石灰法、苛性鈉等濕法脫硫方法。生產應用中，微生物煙氣脫硫是和濕法脫硫相結合，使SO2轉化為硫酸鹽，然。后通過硫酸鹽還原菌將硫酸鹽還原成硫化物，最後再利用氧化硫細菌氧化硫化物為單質硫，從而將硫脫除。

隨著人民生活水平不斷提高，規模化畜禽養殖業迅速發展，同時也產生了大量的畜禽糞便，畜禽養殖已經成為我國新的污染大戶。生物瀝浸法是一種有效的金屬浸提技術，近年來已在國際上興起並得以應用。其主要原理是利用硫細菌的氧化性，將重金屬轉化為可溶性的金屬離子從固體瀝出轉化為液體，再用合適的方法回收。生物瀝浸指利用某類細菌的直接或其代謝產物的間接作用，通過氧化、吸附、絡合、或溶解等作用，把重金屬等污染物從固相中分離出來的一種技術。

機理：在環境中可用來進行生物瀝浸主要為硫桿菌屬等細菌，其中氧化硫硫桿菌(Thiobaillhus thiooxidans)和氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus frrooxidans)的應用最廣泛。

氧化亞鐵硫桿菌嗜好酸性較強的生長環境，適宜其生長的pH值範圍為不超過4，所以，若將其應用於生物瀝浸時，需要提前進行酸化處理來調節初始pH值。其生物瀝浸機制分為直接機制和間接機制，直接機制即氧化亞鐵硫桿菌直接將硫化物氧化成可溶解的硫酸鹽將重金屬瀝出；間接機制是通過細菌氧化的中間代謝產物來溶解重金屬。

生物冶金是指在一些特定微生物存在的條件下，由於微生物的催化氧化等生化作用，將礦物中金屬化合物中的金屬以離子形式進入到浸出液中，再回收的冶金方法，此法又稱“微生物漫礦”或“細菌浸出”，是從礦石中提取金屬的一項先進技術，也可用於除去礦物中的有害元素。利用生物技術從難處理礦石中提取目的礦物，操作簡便、經濟性高、耗能低、污染小。儘管對於生物冶金還處於試驗研究階段，但是已經改變了礦物工程中的一些傳統方法的思維模式，使傳統的選礦方法高科技化。