浅谈微生物脱硫存在的问题
摘要：微生物脱除煤中的硫是最近几年新发展起来的技术，此技术还不是很成熟存在着许多问题，本文从菌株、脱硫的稳定性、有机硫的预定、脱硫作用的鉴定、脱硫效果、乳化剂脱硫等六个方面综述了微生物脱硫普遍存在的问题。

关键词：微生物脱硫乳化剂脱硫菌株脱硫作用
开发用微生物脱除煤中硫的方法面临很多困难，其中有三个问题特别关键，即需要更多更好的微生物菌株，微生物脱硫的稳定性以及检测有机硫的方便、准确的分析方法。

一、微生物脱硫普遍存在的问题
1.更好的菌株
一般认为，试剂硫芴是一种能代表煤中有机硫的典型化合物。

在设计脱除煤中有机硫的微生物筛选实验中。

大都用它作为培养基的营养成分，微生物降解硫芴有两种不同的途径。

第一种称为“4s”途径，即由亚砜经过砜、磺酸盐最终到硫酸盐，这种方法是通过的特异性降解除去硫芴中的硫，而其中的碳会完整地保留下来，第二种是碳的破坏性代谢，这种代谢的结果是硫芴整体降解。

很多研究人员一直试图分离或培养能降解或辅助降解硫芴的菌株，但分离到得菌株几乎都只能由破坏碳的途径降解硫芴。

目前的问题是要筛选到能从有机物中特异性降解的菌株。

2.稳定的脱硫作用
据称有几个菌株能用于脱除有机硫。

但这些菌株及其脱除煤中有机硫的作用不够稳定，结构的重现性很差。

几乎每个研究组织都曾提到有关稳定性和重现性的问题。

用微生物处理煤炭的先决条件是要筛选到具有稳定脱硫能力的菌株，然而要获得这种菌株却是困难的。

3.有机硫的预定
需要某些新的分析方法来测定某中的有机硫。

最通过的方法是美国检测材料学会编号为d2492的方法。

这个方法采用化学法分析煤炭样品，测定总硫、硫酸盐和二硫化铁，从总硫含量中减去硫酸盐和二硫化铁含量，间接得到有机硫的含量。

这种方法所得的结构并不是完全一致的，同一实验室分析的结构果可能有10%的误差，不同实验室重复分析的误差高达20%。

美国检测材料学会组织正在全面的检测和校正这个方法。

但是，这种误差程度的分析很难用来检测菌株的改进和煤处理的结构，因为一般的改进无法用这种方法准确地测定。

测定煤中硫含量的另一种方法是元素分析。

可以将一种电子微光束聚焦在煤的很小的区域或微粒上。

如果分析的是煤中没有无机物的区域，则可用元素分析直接测定煤中的有机硫，这种技术非常有用，但由于特异性很高，用于常规分析并不方便，还可以用扩展x射线吸收精细结构技术特异性检测煤中的有机硫，但是，这种方法与电子微光束方法一样特异性太强，因而也不易广泛应用。

4.脱硫作用的鉴定
最近几年，用微生物脱除煤中有机硫方面有几个重要进展，其中有两种比较方便的方法，能用来检测和鉴定特异性脱除有机物中硫的微生物菌株，这两种方法是紫外-荧光分析和硫的生物利用测定。

根据所有的为啥那怪物生长都需要硫的特点，发展了用于测定和鉴别细菌降解有机硫能力的第二种方法，硫的生物利用测定实际上时硫的微生物分析，微生物的生长量代表了利用有机和无机化合物作为硫源的定量指数。

微生物生长对硫的需要是分离有用菌株连续选择方法的基础。

在连续培养的生物反应器中，提供细菌健康生长所需的条件和除硫以外的全部营养物，在反应器中还加入有机硫含量较高的煤，在这种条件下，细菌或者从煤中获得硫而生长，或者不从煤中吸收硫而死亡，或者被洗掉。

化学引起的突变加速了菌种脱硫能力的进化。

用这种方法选择到一个混合菌株igts7，它不仅利用有机硫而生长，而且特异地氧化了碳—硫键。

用气相色谱证实了由igts7生产的硫芴降解。

5.脱硫效果
在微生物脱除煤中有机硫的研究中，最有趣的进展也许是igts7，能脱除高达91%的有机硫这是一个惊人的结果。

这些结果是十分鼓舞人心的，因为她们首次证实了用生物处理可以脱除煤中的有机硫，而且脱除水平达到了空气净化标准。

另一个有意义的进展涉及到好温细菌，据称这种细菌的同一菌株既可优先代谢有机硫，也可
优先代谢无机硫，在有机硫和无机硫含量几乎相等的煤中，它可以脱除多达45%的有机硫，而无机硫的含量实质上保持不变。

而对另一些煤炭样品，同样的菌株脱除了90%的无机硫，而有机硫含量却没有降低。

6.用乳化剂脱硫
另一种从煤中脱硫的新方法所用的是矿物油乳化的细菌。

采用含t.ferrooxidans细胞或他们的无细胞酶提取物的逆胶体溶液经过24h处理后，可降低总硫量达48%，采用无细胞的酶提取物比全细胞制备物的效果更好。

增加处理时间，总硫脱除量可高达70%，这些硫的降低并非全是生物的活性作用，因为非生物的对照也使总硫降低了25%，要确定这种煤炭处理过程的效果，限度和最佳还得经过有大量的研究。

尽管如此，这些初步结果也是很鼓舞人心的，这是因为：提出了一种煤炭生物脱硫的新途径；他们可作为生物与非生物结合进行煤炭脱硫处理的模型；证实了酶提取物在煤炭脱硫中的应用；用t.ferrooxidans脱硫的速度比任何其他的处理方法都快。

二、进一步的研究
通过遗传工程的方法也许能够得到更完全和更快的脱除煤炭有机硫的微生物。

知道最近，还只有一个有关有机硫降解遗传学研究的公开计划。

通过大肠杆菌和呋喃衍生物降解时逐步的变异和筛选，已经获得一些e.coli菌株，并已作出e.coli染色体上具有这种降
解活性的基因的图谱，并已将有关的基因克隆。

这个工作与煤炭脱硫的关系目前还无法确定。

虽然这些e.coli菌株表明喜欢含硫物质而不喜欢含氮和含氧的类似物，但他们所降解的物质还没有一种是在煤中大量存在的，这些菌株也不降解一些煤化合物的替代物。

几年来，美国能源署一直提供资金资助从煤中脱除有机硫的研究，最近又集中资助采用遗传工程的方法。

采用经证实对煤具有脱硫功能的细胞株，分离和扩增具有脱硫功能的基因和酶，还将研究能对芳香族物质进行硫特异降解的有关菌株。

一旦获得和克隆具有硫特异代谢功能的基因之后，研究人员便会通过增加相关基因的拷贝数，增加每个基因的表达量和改变基因使之产生更高活性和效率的产物等措施，达到提高细胞活性的目的。

为了提高脱除有机硫的活性，可以将整个降解转移到更合适的煤处理条件和其他种类的微生物中，这些遗传研究最终可能产生一种实用的、经济有效的脱除煤炭中硫的微生物菌种。

产生有效处理方法的决定因素为：立法部门的压力，综合的经济问题和生物脱硫与煤炭工业当前的常规操作相结合。

微生物处理实质上可能完全脱除煤炭中的有机硫和无机硫。

要求的目标是只通过一次处理而经济有效地脱除有机硫和无机硫，要想在燃烧之前成功地脱硫，需要结合化学、物理和微生物的方法进行混合处理。

三、结论
国外学者对煤炭微生物脱硫技术进行了大量的基础性和应用性开
发研究，在无极硫脱除机理、菌种筛选培育、反应器的设计开发等方面都取得了有实用价值的成果，并进行了半工业性试验。

国内学者进行了实验室规模的研究。

今后应注重脱硫微生物的改良，尤其是在探明有机硫脱除机理的基础上，培育出能脱除有机硫的优良菌种，进一步提高微生物脱硫效率，并亦考虑二次产物的妥善处置，微生物脱硫技术是一种投资少，能耗低、污染少的好方法，对于减少。

参考文献
[1]武秀琴，张建云，谷立坤．煤炭微生物脱硫技术的研究及进展[j]．选煤技术，2009．。