影响硫酸盐还原菌活性的关键因素：pH值和温度

硫酸盐还原菌 (SRB) 是一类厌氧细菌，在各种环境中起着至关重要的作用，包括生物修复和厌氧消化。了解影响 SRB 生长和活性的因素对于优化这些过程至关重要。本文重点关注两个关键因素：pH 值和温度。

pH值的影响

大多数 SRB 的最适生长 pH 范围为 5 到 9 [95]，[217]，[218]。当 pH 值低于 5 或高于 9 时，硫酸盐还原的生长和活性几乎被抑制 [95]，[217]。Sharma 等人报道，在碱性条件下，游离氨会抑制硫酸盐还原。在酸性条件下，强酸性对 SRB 具有抑制作用。此外，SRB 产生的硫化氢和乙酸会严重抑制微生物的活性，包括产硫细菌和发酵细菌 [220]。

值得注意的是，已报道耐酸性 SRB，并应用于酸性矿山废水的硫还原处理 [221]。例如，Desulfitobacterium sp. CEB3 在极酸性条件（pH≤3.5）下，增加 TOC 浓度可以刺激硫还原并富集硫酸盐还原菌。嗜酸性硫酸盐还原菌也被用于 pH 值为 3 的酸性矿山废水的脱硫，可以有效去除铜和锌（99%） [222]。

为了优化 SRB 的活性，缓冲剂广泛用于将 pH 平衡至弱酸性或中性条件，这对于微生物的硫酸盐还原是有利的。因此，稳定的硫化物产生能够维持高效的金属去除 [179]，[223]，[224]。此外，碱性废料的添加可以提高 pH 值。Costa 等人将方解石尾矿放置在反应器顶部作为中和缓冲剂，将 pH 值从 2.5 增加至 8.4。方解石尾矿的添加不仅可以中和 pH 值，还可以提高生物硫酸盐还原的效率 [186]。此外，SRB 产生的碱性代谢产物也可以平衡酸性矿山废水中的 pH 值，无需额外的试剂，这明显降低了中试规模系统的运营成本 [206]。

在中度酸性条件下，发现一种具有异常生长能力的硫酸盐还原菌。通过新型酸性硫化产生菌群选择性地去除酸性矿山水中的过渡金属。

温度的影响

大多数 SRB 属于嗜中温或嗜热厌氧菌，其最适生长温度为 28-32°C。在低温下，SRB 的活性显著下降 [225]。随着温度的降低，细胞膜的流动性和蛋白质的稳定性降低，从而降低了膜蛋白的活性和 RNA 的翻译效率 [226]。此外，温度下降导致细胞膜对底物的渗透能力降低，降低了底物的亲和性。因此，耐寒性 SRB（例如与嗜中温菌相比，具有更多不饱和脂肪酸和短链脂肪酸）可能通过产生更多特定的细胞膜组分，在低温下促进底物的转运 [227]。

在 FGD-SANI 过程中，当水温降至约 10°C 时，有机物去除效率达到 94%。然而，当水温降至 2°C 时，硫化物浓度迅速下降，而硫代硫酸盐积累增加，表明在 2°C 下，硫代硫酸盐还原为硫化物的还原反应比硫酸盐还原为硫代硫酸盐的还原反应更受温度的影响 [144]。Laura 等人的研究表明，两种 SRB 在 9°C 至 30°C 范围内的硫酸盐还原活性。在 9°C 下，耐寒菌富集体的硫酸盐还原速率可达 6.8 mmol·L-1·d-1，而嗜中温菌的活性下降 80%，降至 2.6 mmol·L-1·d-1。此外，SRB 的硫酸盐还原活性可以通过提高温度恢复。

高温也会影响微生物细胞的生理和存活能力。热诱导应激作为细胞内外的屏障，导致生物细胞膜的物理特性发生变化。随着温度的升高，细胞膜脂蛋白的不规则性和膜通透性增加，可能导致细胞膜的破裂 [229]。

结论

pH 值和温度是影响 SRB 生长和活性的关键因素。了解这些因素的影响对于优化利用 SRB 的各种生物过程（如生物修复和厌氧消化）至关重要。通过控制 pH 值和温度，可以提高 SRB 的效率，并最大程度地发挥其在各种应用中的潜力。