煤炭学报

作者：周艺璇, 赵文杰, 祁梦娇, 吕灿,

关键词：后生生物H₂S, 原位抑制, 钨酸钠, 硫酸盐还原菌(SRB), 抑制机制,

在煤层气排采过程中，无论是高硫煤还是高硫酸盐煤层水，均易产生后生生物成因H2S：高硫煤中的有机硫经微生物降解转化为硫酸盐后，再被硫酸盐还原菌(SRB)还原为H2S；高硫酸盐煤层水中的硫酸盐则直接被SRB还原。二者机理同源，仅底物来源不同。针对这一共性问题，以晋城太原组15号高硫煤及本源菌为体系，比较钨酸钠与钼酸钠的梯度添加对H2S的抑制效果。结果表明：钼酸钠虽能抑制H2S，但在质量浓度为1.0 g/L时几乎同时抑制CH4生成(H2S累计产量为0.03 mL/g，CH4累计产量为0.08 mL/g)；钨酸钠对CH4生成影响较小，其中在质量浓度为0.8 g/L时抑制效果最优。在此添加量下，气相H2S体积分数峰值由对照组第12天的240×10−6降至试验组第3天的27×10−6，峰值降低约88.8%并显著提前；H2S累计产量由5.72 mL/g降至1.88 mL/g，降低67.1%；CH4累计产量由4.25 mL/g升至4.50 mL/g，增加5.9%，且产气高峰提前3 d，说明钨酸钠的添加不抑制，甚至轻微促进产CH4。在添加钨酸钠的系统中，钨酸盐经TupABC/ModABC系统转运进入细胞后，竞争ATP硫化酶形成不稳定APW(5'−腺苷酸钨酸盐)，阻断\mathrmSO_4^2- 到APS(5'−腺苷酸磷酸硫酸盐)的起始激活，表现为整个发酵过程中\mathrmSO_4^2- 含量不降反升。宏基因组和菌群测试表明，水解菌Macellibacteroides相对丰度下降，上游有机硫向硫酸盐的供给减缓；硫酸盐还原菌Desulfitibacter及关键基因sat/aprAB/dsrAB相对丰度下降，而钨酸盐转运基因tupABC/modABC相对丰度上升；乙酸营养型产甲烷菌 Methanosaeta相对丰度较对照组提高了55.51%，底物(VFA)更多流向产甲烷途径；亦识别到细菌Wolinella以亚硫酸盐为受体产H2S及与甲基营养型产甲烷菌共生产H2S，但SRB路径仍是主要且可控靶点。研究为压裂与排采阶段后生生物H2S的原位抑制提供了一种有效的技术，可避免煤层气产出后的被动脱硫，不仅经济效益显著，而且有利于抽采管路的维护。

来源：2026年第3期

《煤炭学报》期刊编辑部

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