自从沼气博士讲坛开办以来，获得了各方好评。读者也纷纷来信就自己所关心的问题进行咨询，也有读者来信邀请沼气博士到自己所在的村庄进行调研和开办讲坛。沼气博士长期从事理论研究，一直希望能够找到切入点，使理论与实践相结合，解决沼气应用中的现实难题。读者的提议与沼气博士的想法不谋而合，于是，沼气博士带着助手，选择了几个有特点的村庄进行调研。一回到北京，沼气博士就迫不及待地恢复了讲坛。上期讲坛沼气博士重点介绍了沼气在生产生活中的应用，尤其是作为一种清洁能源对农村能源建设和农业可持续发展的现实意义。为让读者更好地了解沼气的构成，本期讲坛沼气博士就沼气的化学成分及工作原理进行解读。

    沼气是多种气体的混合物，是有机物质在厌氧环境中，具备一定的温度、湿度和酸碱度，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。其主要成分是甲烷。甲烷是一种理想的气体燃料，无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。沼气一般含甲烷50%～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等，其特性与天然气相似。空气中如含有8.6%～20.8%（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性混合气体。因沼气中含有少量硫化氢，所以略带臭味。

    据统计，每立方米纯甲烷的发热量为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为20800～23600千焦。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。

    沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌。第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。

    因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品，即结构简单的化合物；第二道工序是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。

    发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：一是微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。二是由甲烷菌种的作用，使一些简单的物质变成甲烷。

    要正常地产生沼气，必须为微生物创造良好的生存条件，使它能够生存、繁殖。因此，培养微生物的场地就很重要，也就是存储有机物质的沼气池。建设沼气池必须要符合多种条件。首先，沼气池要密闭。有机物质发酵成沼气，是多种厌氧菌活动的结果，因此要造成一个厌氧菌活动的缺氧环境。在建造沼气池时要注意隔绝空气，不透气、不渗水。其次，沼气池里要维持20～40℃，因为通常在这种温度下产气率最高。第三，沼气池要有充足的养分。微生物要生存、繁殖，必须从发酵物质中吸取养分。在沼气池的发酵原料中，人畜粪便能提供氮元素，农作物的秸秆等纤维素能提供碳元素。第四，发酵原料要含适量水，一般要求沼气池的发酵原料中含水80%左右，过多或过少都对产气不利。第五，沼气池氢离子浓度指数一般控制在7%～8.5%。

    沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。 

    彭惠玲