紅菌

野生紅菌習性：又名正紅菇、真紅菇、，長於原始森林中的一種珍稀野生食用菌，其生長條件十分講究，只有在氣溫高，雨水多的夏秋季節原始森林中（楮、栲等樹木的根系）才有生長紅菌的可能，除此以外的其它山地便無法長出紅菇。

紅菌菌蓋呈扁半球形，中部下凹，深菜紅色、紫紅色，菌肉白色，湯色粉紅。生長環境無污染，夏秋人工採摘、曬乾，數量稀少 野生紅菌功能：味甘、性微濕，補血活血通經。有補血健體，祛濕防癌、抗血脂、防心臟病和軟化腦脈、降低血壓、減少膽固醇，治療腰腿酸痛、手足麻木、筋骨不適、四肢抽搐、清涼解毒及治療貧血、水腫、營養不良和產婦出血過多等疾病，還具有增加機體免疫力和抗癌等作用，經常食用，可使人皮膚細潤，對防治產婦貧血有獨到的效果（產後貧血、惡露不盡、白帶過多、月經不調等），是具有特殊食療價值的純天然綠色食品。

野生紅菌成分：紅菌含高蛋白及豐富的維生素B、D、E，碳水化合物，氨基酸，人體必須的微量元素（鐵、鋅、硒、錳等）等，紅菌的菌絲不能分離，故至今無法進行人工栽培，日見珍貴。紅菌身含有5種多糖、16種氨基酸和28種脂肪酸。多糖含量約為2.47%，其中單糖和寡糖佔總糖的33.9%，氨基酸含量14.7%，其中人體必需、半必需氨基酸占氨基酸含量的54.4%。

20世徠紀，全球人口增兩倍，人類用水則激增五倍，約12億人用水短缺，水資源短缺尤其是水質性缺水成了世界共同面對的資源危機，生活、工業、農業污水是污水主要來源，污水處理順理成章成為新興朝陽產業。污水生物處理的實質就是通過微生物的新陳代謝活動，將污水中的有機物分解，從而達到凈化污水的目的。污水處理在水質改善的同時，還要求所採用技術低能耗、少資源損耗，厭氧氨氧化與亞硝化工藝相結合的氮的完全自養轉換方式是一種最可持續的污水脫氮途徑。厭氧氨氧化菌就是這神奇途徑的承載者。

新聞報道中稱厭氧氨氧化菌叫紅菌，這是為什麼呢？厭氧氨氧化菌呈球形、卵形，直徑約0.8-1.1μm，在自然界以及廢水生物處理系統中, 厭氧氨氧化菌丰度很低，幾乎檢測不到其活性，當其在生物膜上有低活性的時候，污泥就不是通常的黑色了，呈現為灰色，馴化一段時間后，隨著菌數增加，污泥顏色轉變為紅棕色，由於厭氧氨氧化菌含有豐富的細胞色素, 當其成為優勢菌群時，成熟的厭氧氨氧化污泥呈現美麗的深紅色, 污泥顏色的變化也可用作厭氧氨氧化反應器啟動進程的指示。由於這與眾不同的紅色，污水處理廠的工人們就俗稱其為紅菌。

紅菌的發現之旅：用於污水處理的微生物一直存在於自然界，但進入污水領域大顯神通則因為人類的認識有早晚，則入門有先後。比如20 億年前就蓬勃存在的光合細菌，上世紀70 年代起就成功用於有機廢水工藝。但是一樣廣泛地存在於自然界中的厭氧氨氧化菌，其發現和應用就戲劇曲折多了。 1977 年，科學家推測自然界中可能存在化能自養微生物將NH4+ 氧化成N2 , 但一直沒有實驗證據支持，一直到上世紀80年代末，在荷蘭代夫爾特一個酵母廠的污水脫氮流化床反應器中，一個奇怪的現象被發現了，反應器中NH4+ 消失的同時有N2 生成，可以判斷這裡面存在之前科學家推測的厭氧氨氧化反應。科學家經過3年的重複，於1990年確證了這個代謝路徑的存在，與硝化作用相比，厭氧氨氧化以亞硝酸鹽取代氧，改變了末端電子受體；與反硝化作用相比，以氨取代有機物，改變了電子供體，化學反應式是這樣的： NH4+ + NO2- →N2+ 2H2O

但這種神奇的細菌不容易控制，採用傳統的系列稀釋分離、平板劃線分離、顯微單細胞分離等微生物分離方法都以失敗告終，1999 年，荷蘭科學家利用密度梯度離心的方法，第一次得到了厭氧氨氧化菌，約200到800個細胞中只含有1個污染細胞。遺憾的是時至今日，全世界都還未獲得厭氧氨氧化菌純培養菌株。慶幸的是眾多科學家協同攻關，在2006 年利用環境基因組學的方法完成了這一非純培養菌株厭氧氨氧化菌的全基因組序列測定，發現200 多個基因參與其氨氮的短程轉化代謝過程。

占細胞總體積的30% 以上的厭氧氨氧化體是厭氧氨氧化菌中最為重要的也是最獨特的細胞器，被假定為內共生起源的細胞能量產生體，這也是第一個從原核細胞中發現的獨立產能細胞器，類似於真核細胞中線粒體的功能。厭氧氨氧化菌在缺氧條件下，無需有機物參與，可以直接將氨氮和亞硝態氮氧化成氮氣，較之傳統硝化反硝化反應較繁瑣的電子傳遞過程, 大大降低了能耗，是最經濟的生物脫氮途徑，脫氮成本僅為傳統的十分之一，無疑成為污水脫氮處理的一個極富吸引力的方向。

在全球僅10餘座大型厭氧氨氧化廢水處理廠。2002年，歷經三年半的調試，荷蘭鹿特丹建成的世界上第一座生產性質的，完全厭氧氨氧化污水處理反應器才最終達到穩定運行狀態。厭氧氨氧化反應器啟動過程實質是其內微生物活化和增殖的過程，由於厭氧氨氧化菌11天才能完成一個倍增，污泥產率係數較低，活性又易受到氧的抑制，啟動時間通常要半年。之前世界上已建立大型厭氧氨氧化廢水處理工程10餘座，荷蘭、德國、日本、澳大利亞、瑞士、英國都有，國內也有幾家，北京高碑店厭氧氨氧化污水處理廠算是國比較大規模的。

儘管厭氧氨氧化污水脫氮處理技術有卓越的優勢，但作為生物處理，必然具有一般生物的局限性，比如抗衝擊能力差，受環境影響大，對廢水的有機物含量配比要求比較苛刻等。複合工程菌的開發與利用以及組合工藝的研究將成為厭氧氨氧化污水處理工藝未來的發展方向，細菌和微藻的協同作用也是一個熱點。