甲烷如何可以产生?
1.看到头条问答,突然有这个念头,肚子里甲烷怎么产生的,给你们找点资料看看,呵呵!
肠道甲烷的产生
由于氢与甲烷有关,全世界的人可分为产甲烷者和不产甲烷者。产甲烷者通常呼气浓度可以超过23ppm,非产甲烷者呼气中甲烷浓度低于3ppm或4ppm。有趣的是,从来没有在2岁之前测量到过甲烷。据观察,在24小时内,产甲烷者的甲烷呼气模式相当稳定,因此显然不依赖于外源底物:甲烷是在严格厌氧条件下产生的,产甲烷菌利用二氧化碳和氢产生甲烷,造成肠道中二氧化碳和氢的含量减少。人类主要的产甲烷菌是史密斯甲烷杆菌,但人类肠道中的某些其他微生物,如某些梭状芽孢杆菌和类杆菌,也能够产生甲烷。
肠道内的产甲烷菌把细菌酵解产生的氢气转换为甲烷可以使肠道内气体体积明显减少。检查文件可以把4个摩尔的氢和1个摩尔的二氧化碳代谢,产生1个摩尔的甲烷和2个摩尔水。因此,如果没有产甲烷菌代谢氢,肠道内的气体积累量将大大高于有产甲烷菌的气体生成量。产甲烷菌可以减少肠道气体。肠道内氢有不同的代谢途径,不仅可以通过肠道的产甲烷菌转化成甲烷,还可以通过多种其他途径进行代谢,包括硫酸盐还原(sulphate reduction)和产酸(acetogenesis)。
一项以30名健康受试者为研究对象的研究,采用林特纳淀粉作为5%(w/v)的培养液进行粪便培养。根据粪便硫酸盐还原菌(sulphate reducing bacteria,SRB)产甲烷率和生成的数量,将受试者分为两组:A组的粪便干重小于10的7次方 SRB/g,B组的粪便干重大于10的7次方 SRB/g。A组大多数受试者(n=23)的粪便产甲烷率较高。在这一组中,23名受试者中有21名呼吸中含有甲烷。B组的受试者(n=7)呼出气中没有甲烷,但是粪便中硫酸盐还原率高,硫化物浓度高。只有当硫酸盐还原菌不活跃时,才会产生大量甲烷。研究发现,硫酸盐还原菌使用乳酸作为碳源和能量源,其计数与粪便的硫化氢浓度呈强正相关。因此,硫酸盐还原和产甲烷在结肠中似乎是相互排斥的,这可能与硫酸盐的可用性有关。当硫酸盐可用时,已知硫酸盐还原菌对氢具有较高的底物亲和力,并 产生硫化氢。在硫酸盐利用率较低的条件下,产甲烷细菌和产醋酸细菌才能够将氢与二氧化碳结合,分别形成甲烷和乙酸盐。
Bjorneklett和Jenssen 报道在发酵过程中,产甲烷的受试者,在标准剂量的乳果糖作用下,呼吸中产生的氢明显减少。其次,如果氢没有被进一步代谢,发酵可能是不完全的,而且中间产物,如乳酸、琥珀酸和乙醇很可能积累起来。由结肠细菌产生的D-乳酸,在人类中仅部分代谢,在某些情况下可引起严重的代谢紊乱。这些末端氧化反应的最终产物毒性不同。甲烷是一种无害的气体,很容易被排出,乙酸盐被肌肉等周围组织吸收和代谢,但硫化氢是剧毒的,如果吸收后没有迅速氧化,可能会毒害结肠上皮细胞。有些人有很高的硫化氢生成率,硫酸盐还原菌可能参与了一些肠道和肠外疾病的发病机制。有或无肠道症状的氢和甲烷通路疾病也在一些疾病中被发现,包括内分泌(甲状腺、糖尿病等)、神经(帕金森病等)、自身免疫疾病(牛皮癣等)、传染病和医源性疾病(化疗或手术)。最近的研究表明,肠道细菌在氢代谢途径中起着至关重要的作用。
在肠易激综合征的受试者中,有很高频率的氢呼气实验阳性,这显示了肠道微生物群组成的变化。表明肠易激综合征患者存在小肠细菌过度生长。Shah的荟萃分析显示,与对照组相比,肠易激综合征患者的呼气实验改变更为常见,在检查高质量的老年和性别匹配研究时,呼气实验异常的发生率更为显著。呼气实验结果的异常发酵时间和动力学支持肠易激综合征中异常肠道细菌分布的作用。然而,肠道中的许多细菌利用氢气作为能源,包括产甲烷菌和硫酸盐还原菌。这些细菌的存在会严重影响氢呼气实验的准确性。
肠道气体是肠道微生物群分解代谢不可消化碳水化合物的标志物。碳水化合物分解代谢产生的主要元素是氢气,它可以保持原样并在呼吸中排出,用于生产硫化氢或生产醋酸或甲烷。挥发性脂肪酸是其他重要的分解代谢产物,也由碳水化合物产生。
甲烷(CH4)是什么?怎么形成的?
1.甲烷分子式CH4。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161。4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。
在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
甲烷形成主要有3种:
1、沼气的主要成分
沼气是一种混合气体,主要成分是甲烷(CH4)、其余为二氧化碳(CO2)、氧气(02)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)。
其中甲烷含量约为55%一70%,二氧化碳含量约为30%——45%。
沼气的产生
沼气是有机物在隔绝空气(厌氧)和一定的温度、湿度、酸碱度等的条件下,经过微生物发酵生成以甲烷为主的可燃气体。沼气发酵过程可分为两个阶段,即不产甲烷阶段和产甲烷阶段。
沼气发酵产生的三种物质,一是沼气,以甲烷为主,是一种清洁能源;二是消化液(沼液),含可溶性N、P、K,是优质肥料;三是消化污泥(沼渣),主要成分是菌体、难分解的有机残渣和无机物,是一种优良有机肥,并有土壤改良功效。沼气的生成物有很高的应用价值。
很多人称:“沼气百利,而无一害”。
2、甲烷的产生:据德国核物理研究所的科学家经过试验发现,植物和落叶都产生甲烷,而生成量随着温度和日照的增强而增加。另外,植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。他们经过估算认为,植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%
3、石油裂解