张海华，董海泉，李慧，袁璐韫，方哲，程军

（1 杭州环境集团有限公司，浙江杭州310022； 2 浙江大学国家清洁能源利用重点实验室，浙江杭州310027）

引 言

生物甲烷是一种可替代化石燃料的绿色可再生能源，通过畜禽粪便、农作物秸秆、废弃食品等多种有机质废弃物厌氧发酵产生[1-3]。厌氧发酵是多种微生物协同生化代谢过程，产乙酸细菌和产甲烷菌之间的电子传递速率决定着整个系统的产甲烷反应速率[4]。在厌氧发酵过程中，氢分子由产乙酸细菌产生，后直接被产甲烷菌利用过程称为种间氢传递（IHT）过程，IHT 是一种以氢气分子为媒介的种间电子传递过程[5-6]。然而，系统中较低的氢分压限制了产乙酸细菌和产甲烷菌之间氢扩散速率，从而限制了生物甲烷的生产[7-8]，所以研究种间电子传递过程是解决生物甲烷产生速率瓶颈的关键。

有研究表明，产乙酸细菌和产甲烷菌之间还存在着直接种间电子传递（DIET）过程，DIET 不是通过氢为电子载体实现的，可以解决系统中氢分压限制的问题[9-15]。对DIET 过程研究主要有以下三方面：①利用纳米导线的DIET作用。纳米导线是一种导电菌毛，由六血红素C型细胞色素OmcS头尾堆叠而成[16]。纳米导线在细胞外电子传递中起重要作用，能将电子转移到三价铁以及其他胞外电子受体中，包括腐殖质[17]。微生物分泌的具有电化学活性的胞外聚合物，其中的腐殖质，如类富里酸具有氧化还原能力，参与胞外到胞内的电子交换过程[1,18]。②利用膜结合电子转运蛋白的DIET 作用。……