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化解能源危机的微生物 化学化工学院 彭培培 随着社会的飞速发展和人口的不断增长，人类面临的资源危机日益加剧，能源的巨大消耗即将引发空前的能源危机。然而，世界经济的现代化得益于不可再生的化石能源。人类要解决能源危机这一严重问题，必然要从有限的非生物资源时代过渡到无限的生物资源时代。在生物资源中，微生物以其独特的生理代谢优势，在解决能源危机中发挥了重大作用。 Main content 1996年美国能源部的测算资源，世界已探明的矿物燃料的可使用年限约为： 煤221年，天然气80年，石油39年 而中国已探明的矿物燃料使用年限却分别为： 煤85年，天然气69年，石油19年 能源危机已成为制约中国经济发展的重要因素! Energy crisis 微生物(microbe)是一群形态结构多样的生物体，包括病毒和单细胞类群和一小部分多细胞结构的生物体。在不借助显微镜的情况下，多数微生物不为肉眼所见。 microorganism 我是微生物！ 微生物个体微小，大多数在微米级，需要用光学显微镜放大数百倍或数千倍才能看到。 各种微生物细胞具有其特定的形态结构，常见的有球形、杆形、螺旋形等； 微生物体积小且表面积大，有巨大的比表面积，所以微生物具有新陈代谢旺盛和生长繁殖速度快的特点 在短时间内科产生大量变异后代。 微生物在自然界中分布广泛，土壤、湖泊、矿层、人体、动植物体中都存在。 微生物的种类多，有细菌、放线菌、立克次体、衣原体、支原体、螺旋体等，且每种微生物又有许多种。 The characteristics of microorganisms new times 微生物冶金： 原理 通过微生物作用产生硫酸、硫酸铁，然后通过硫酸或硫酸铁作为溶剂浸出矿石中的有用的金属。收集含酸溶液，通过置换、萃取、点解或离子交换等，方法将各种金属加以浓缩和沉淀 微生物制备乙醇燃料 以巴西国为例,由于该国盛产甘蔗,乙醇发酵原料充足,到1988年时,88%的新轿车的发动机都使用乙醇作燃料,在1000万辆汽车中有120万辆用乙醇,其余的使用含23%的乙醇燃料。 这些足以说明,乙醇是有希望的替代能源。 制备乙醇的微生物 沼气发酵 不产生甲烷的微生物将原料中的脂肪、蛋白质、糖类等有机物通过水解和发酵作用，大部分转化为不同的脂肪酸等物质 甲烷杆菌将脂肪酸等转化为CH4和CO2 在污水、污泥中主要是腐败梭菌属（C.putrefaciens），在瘤胃中是拟杆菌属（Bacteroides）、月形单细胞菌属（Selenomonas） 产氢产乙酸细菌群 同型产乙酸菌群 甲烷生产杆菌，包括十七个属，七个主要类群 分泌胞外酶，同时形成少量H2和CO2，而又称为发酵型细菌群 将第一类菌群的产物分解成乙酸、氢气、二氧化碳 能够将糖类发酵成乙酸或将二氧化碳和氢气合成乙酸 产甲烷 微生物采油机理 : 目前研究表明：微生物通过以下机理释出原油： 酸化地层、溶解围岩和增加他的孔隙度和渗透率 由于地层的气体作用，所引起的降低石油粘度和增加岩层压力及基岩的溶解 地层的溶剂或直接地作为辅助表面活性剂而降低界面张力和增加石油的流度 地层的表面活性剂、生物聚合物等促进了石油释放微生物的代谢产物和变体 微生物采油菌种的特征 能够利用烃为食物进行代谢 能够有效地降低原油的粘度 能够降低油水界面的张力 能够代谢产生有益于才有的各种代谢产物 能够提高油井的产量或采收率 THANK YOU! *^__^* * *