黄铁矿对煤生物产气和微生物群落结构的影响

【目的】研究煤中矿物质黄铁矿对生物产气的影响。【方法】本研究以陕西榆林煤作为生物产气底物,以实验室前期驯化的产甲烷微生物作为出发菌群,通过在厌氧体系中添加不同质量的黄铁矿进行煤生物模拟产气试验。利用气相色谱仪、液相色谱仪、酶标仪、傅里叶红外光谱仪和Illumina高通量测序平台研究产气过程中CH₄含量、总挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)浓度、辅酶F₄₂₀含量、产气前后煤中有机官能团和微生物群落结构的变化。【结果】添加适量黄铁矿在产气前期(15–22 d)能促进CH₄生成,而产气后期(29–50 d)会抑制产气,而且添加0.5%黄铁矿的在前中期的产气量比对照组高48.1%,累计产气量达到193.67 μmol/g-coal。生物产气实验组反应液中的VFAs和辅酶F₄₂₀浓度整体均高于对照组,说明添加黄铁矿促进了反应体系中产酸细菌和产甲烷菌的活性。添加黄铁矿后煤中的醇和酚羟基,–NH–和–NH₂更易被微生物利用。黄铁矿添加对细菌和古菌的群落多样性有...