二、硫氧化

硫氧化是还原态的无机硫化物(如H₂S、S⁰、FeS₂、S₂O₃²-、S₄O₆²-等)被微生物从低价硫氧化成高价硫，直至形成硫酸的过程。具有硫氧化能力的微生物主要来自两个不同的生理类群，好氧的自养细菌和厌氧的光自养细菌(表4-17)。此外包括细菌和真菌(包括曲霉、节杆菌、分枝杆菌、放线菌、芽孢杆菌、微球菌等)在内的许多好氧异养微生物也能氧化硫氧化物(oxidize sulfur)成硫代硫酸盐(thiosulfate)或硫酸盐。异氧的硫氧化不产生能量，代谢途径仍然不清。化能自氧的硫氧化菌在大多数环境中被认为是主要的硫氧化菌，但由于许多化能自氧硫氧化菌的最适pH值较低，故异养氧化菌在好氧、中性或碱性环境中更加重要。而且正是由于异养硫氧化降低环境pH值，而为化能自养的氧化提供了条件。

表4-17　　　　　　　　　　硫氧化细菌

1.化能自养氧化

在化能自养菌的硫氧化中大部分能把H₂S氧化成元素硫，元素硫沉积在细胞外成为特征性颗粒。

所产生的能量用于固定CO₂维持细胞生长。从反应过程可见这些细菌需要氧和硫化物。然而还原性硫化物存在的区域仅含少量氧或缺氧，因而这些细菌是微好氧的，它们在低氧压条件下生长得最好。这部分细菌(以贝日阿氏菌为代表)的大部分呈丝状，并且易于在黑色的淤泥沉积物中发现。黑色是由于沉积物中含有沉积了硫化物的细菌，H₂S存在会散发出“腐败蛋”的气味。

某些化能自养菌(最著名的是氧化硫硫杆菌)能氧化元素硫成硫酸盐。

这个反应是产酸的，因此氧化硫硫杆菌有强的酸耐受性，最适生长pH值为2。其他的硫杆菌也具有不同的酸耐受能力。氧化硫硫杆菌和耐酸的化能自养铁氧化菌氧化铁硫杆菌可以协同氧化FeS₂产生酸矿水。但氧化硫硫杆菌可用于低品位矿的富集冶炼，这称为生物冶金。

虽然大部分硫氧化化能自养菌是专性好氧，但脱氮硫杆菌(Thiobacillas denitrificans)这种兼性厌氧菌能以硝酸盐代替氧作为末端电子受体氧化硫，形成的硫酸与钙结合形成CaSO₄沉淀。

2．光自氧硫氧化

硫的光自氧氧化过程限于绿硫细菌和紫硫细菌，它们利用光能固定CO₂，可从光解水中取得氧(但光合过程不产氧)。

CO₂+H₂─→S［CH₂O］+2S⁰+H₂O

这些细菌见于淤泥、不流动水体、硫泉和盐湖。在这些环境中硫化物和光照同时存在。尽管和好氧的光合作用比较，其对初级生产力的贡献微不足道，但在硫循环中却发挥重要作用，其可以消除周围环境中的硫化物，作为金属硫化物沉积而不进入大气。