甲烷發酵英文解釋翻譯、甲烷發酵的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 methane fermentation

分詞翻譯：

甲烷的英語翻譯：

firedamp; methane
【化】 methane
【醫】 firedamp; marsh gas; methane; methyl hydride; phenylmethane
【經】 marsk

發酵的英語翻譯：

ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【醫】 fermentation; zymo-; zymosis

專業解析

甲烷發酵（Methanogenesis）是厭氧環境中微生物通過代謝活動将有機物轉化為甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）的生物化學過程。該過程廣泛存在于濕地、反刍動物消化系統、污水處理廠及有機廢棄物處理設施中，屬于自然界碳循環的關鍵環節。

核心機制與步驟

1. 水解酸化階段：複雜有機物（如纖維素、蛋白質）被水解菌分解為單糖、氨基酸等小分子，隨後轉化為揮發性脂肪酸（如乙酸、丙酸）。
2. 産氫産乙酸階段：酸化産物進一步被産氫産乙酸菌代謝為乙酸、氫氣和二氧化碳。
3. 産甲烷階段：産甲烷古菌利用乙酸裂解或氫還原二氧化碳兩種途徑生成甲烷。典型反應式為：

   $$

   text{CH}_3text{COOH} rightarrow text{CH}_4 + text{CO}_2 quad (text{乙酸裂解})

   $$

   $$

   text{CO}_2 + 4text{H}_2 rightarrow text{CH}_4 + 2text{H}_2text{O} quad (text{氫還原})

   $$

應用與生态意義

• 可再生能源生産：通過沼氣工程将農業廢棄物、餐廚垃圾轉化為生物燃氣，減少化石能源依賴（來源：國際能源署報告）。
• 溫室氣體管控：反刍動物瘤胃發酵産生的甲烷占全球人為排放量的30%，優化飼料可降低排放量（來源：聯合國糧農組織數據）。
• 污染治理：工業廢水厭氧處理可降解有機物并回收能源，減少處理成本（來源：美國環境保護署技術文件）。

關鍵影響因素

• 溫度：中溫（35-40°C）和高溫（50-60°C）條件分别適用于不同菌群活性。
• pH值：最佳範圍為6.5-7.5，酸性環境抑制産甲烷菌。
• 底物組成：高碳氮比（25-30:1）利于微生物代謝平衡（來源：《Applied Microbiology and Biotechnology》期刊研究）。

甲烷發酵技術融合微生物學、環境工程及能源科學，其研究對實現碳中和目标具有戰略意義。

網絡擴展解釋

甲烷發酵是一種通過微生物在厭氧條件下分解有機物生成甲烷和二氧化碳的生物化學過程，也稱為厭氧消化或厭氧發酵。以下是其核心要點：

1.定義與原理

甲烷發酵是指有機物質（如糞便、稭稈、餐廚垃圾等）在無氧環境中，由多種微生物協同作用，最終生成沼氣（主要含甲烷和二氧化碳）的過程。其本質是微生物将有機物中的化學能轉化為甲烷的生物能。

2.關鍵階段

發酵過程分為三個階段：

• 水解與酸化：大分子有機物（如纖維素、蛋白質）被分解為小分子有機酸（如乙酸）、醇類和氫氣。
• 産乙酸：酸化産物進一步轉化為乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳。
• 産甲烷：産甲烷菌利用乙酸、氫氣等轉化為甲烷和二氧化碳。

3.必要條件

• 嚴格厭氧環境：産甲烷菌對氧氣敏感，需密封反應器。
• 適宜溫度：中溫型（30-40℃）或高溫型（50-60℃）發酵效率較高。
• pH與營養平衡：需維持中性或弱堿性環境，并保證碳氮比適宜。

4.應用與優缺點

• 應用：主要用于沼氣生産、有機廢水處理（如餐廚廢水），以及農業廢棄物資源化。
• 優點：産生可再生能源（沼氣），運行成本低，沼渣可作肥料。
• 缺點：啟動慢（微生物培養時間長），可能産生硫化氫等惡臭氣體，設備體積較大。

5.化學反應示例

以葡萄糖為例，總反應可簡化為： $$ C6H{12}O_6 rightarrow 3CO_2 + 3CH_4 $$ 實際過程中涉及多步中間反應，如産乙酸階段： $$ CH_3CH_2OH + H_2O rightarrow CH_3COO^- + H^+ + 2H_2 $$

如需更詳細的技術參數或案例，可參考、3、7等來源。

分類

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