Hamowanie amoniaku często występuje podczas fermentacji beztlenowej bogatych w azot odpadów organicznych, takich jak obornik i odpady kuchenne, co prowadzi do zmniejszenia wydajności produkcji metanu. Aby przeanalizować mechanizm hamowania amoniaku, Biomass Biochemical Conversion Research Laboratory of Guangzhou Energy Research Institute, Chinese Academy of Sciences, ujawniło mechanizm hamowania amoniaku pod względem wydajności produkcji gazu, swobodnej energii Gibbsa kluczowych reakcji metanogenicznych, przepływu energii i materiałów, sukcesji społeczności mikrobiologicznych i aktywności mikrobiologicznego transferu elektronów podczas fermentacji beztlenowej ze stopniowym wzrostem stężenia amoniaku. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stężenia amoniaku zmniejszała się produkcja metanu, lotne kwasy tłuszczowe gromadziły się w układzie fermentacyjnym, wzrastała zmienność swobodnej energii Gibbsa reakcji metanizacji degradacji kwasu propionowego i kwasu masłowego, a przepływ energii z surowca fermentacyjnego do metanu znacznie się zmniejszył (rysunek 1).
Ponadto względna liczebność bakterii wytwarzających kwas była znacznie wyższa niż bakterii metanogennych; znaczny wzrost liczebności genu syntazy ATP, jak również wzrost liczebności genów związanych z transportem makrocząsteczek wskazywał, że ścieżka produkcji ATP gradientu elektrochemicznego była osłabiona przy wysokich stężeniach amoniaku, a ścieżka produkcji ATP była wzmacniana przez fosforylację poziomu substratu bakteryjnego (rys. 2); a liczebność genów transferu elektronów związanych z procesem kwasu do metanogenezy była znacznie zmniejszona, ograniczając wydajność interkalacji elektronów między mikroorganizmami. wydajność, która była głównym powodem akumulacji lotnych kwasów tłuszczowych i niższej produkcji metanu. Na podstawie powyższych wyników postawiono hipotezę, że wysokie stężenie amoniaku głównie hamowało wydajność transferu elektronów przez mikroorganizmy podczas metanizacji odpadów organicznych. Dlatego uzupełnienie układu fermentacyjnego elektronami ma potencjał złagodzenia hamowania amoniaku i poprawy wydajności fermentacji.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Chemical Engineering Journal pod tytułem Effect of ammonia on anaerobic digestion: focused on energy flow and electron transfer. Praca ta była wspierana przez Youth Innovation Promotion Committee of the Chinese Academy of Sciences i National Natural Science Foundation of China.
