旧正月の5日目には、貧困、不運、メタンという5つの貧困要素が除去されるのでしょうか? ！

下から立ち上がる;

最も暗い場所における繁栄。

隔離された場所でも、彼らは生活を共有し、互いにつながっています。

これはタルタロスの祭りです。

血の剣メープルフォレスト

注記：

1. タルタロス: 敗北後にタイタンが投獄された深淵。

2. 血楓林：戦いで死んだ蚩尤の頭が変わった場所。

李青超（山東師範大学）著

旧暦の1月5日は旧正月の非常に重要な日の一つで、この日は一般に「宝午」として知られています。旧正月の5日目には、人々は家を掃除し、楽しく爆竹を打ち鳴らします（爆竹が禁止されている地域の読者は禁止事項に従う必要があります）。これは、家から貧乏神を追い出し、五つの貧乏（知的貧乏、学問的貧乏、文学的貧乏、生活的貧乏、社会的貧乏）を追い払い、大福の神を迎えて、市場が再開した後の商売繁盛と富貴を祈るためです。子どもたちは家事や掃除は好きではないのですが、氷や雪を爆破したり、キャベツを爆破したりと、爆竹を鳴らすのが得意です（クラスメイトの中にはもっと面白い爆竹を鳴らした子もいます）。曲がってる！花火を打ち上げる際は安全に十分注意してください。特に保護者の方はお子様に安全教育を行ってください。今日は「破壊すると、破壊される」という不思議な力についてお話します。

下水道を崩壊させれば、下水道があなたを崩壊させます。出典: インターネット

「アニメの絵を見て怖かった。もし私がその場にいたら、すぐに止めただろう」いや、その場で止めるべきだったよ！「悪い子よ、爆竹を下水道に投げ込まないで。そうしないと、火で吹き飛ばされてしまうかもしれない！あなたの爆竹にはそれほどの力はないかもしれないが、この爆竹にはある！」

それは——

バイオガス

ほとんどの人は、教科書に書かれているように、バイオガス消化装置で生成されるバイオガスについて知っています。制御可能な方法で収集され使用されるこの「組織化され、規律された」バイオガスは、調理、照明、発電に使用できます。したがって、バイオガスは二次エネルギー源であり、再生可能エネルギー源です。バイオガス消化装置は、バイオガスを生成するだけでなく、人間や動物の排泄物、農業用わら、その他の廃棄物の燃焼によって引き起こされる汚染問題も解決できます。一方、肥料効率の高いバイオ肥料も生産することができ、これは我が国の生態農村建設の重要な部分です。

図1：バイオガス消化槽の構造と目的[1]

実際、臭い溝から泡が出ていたり、動物がおならをしていたりする場合は、それがメタンである可能性が非常に高いです。しかし、開放された環境に放出されたこの「バルク」バイオガスはすぐに消散するため、通常は爆発を心配する必要はありません。閉鎖環境下では、バイオガスは「組織的かつ無秩序な」方法で継続的に生産され、蓄積されます。一定量に達して炎に触れると爆弾になります。可燃性物質（可燃性ガス、蒸気、粉塵）が一定の濃度範囲内で空気（または酸素）と均一に混合されると、火源に遭遇した場合にのみ爆発します。この濃度範囲は爆発限界と呼ばれます。大気中に5%～15%のメタンガスが混ざると、火星に遭遇したときに爆発します。 1立方メートルのメタンの質量は約0.657キログラムで、爆発によって発生するエネルギーは36.5メガジュール、TNT火薬8.7キログラムに相当する[2]。悪い子さん、もっと気をつけて下水道をいじらないようにね。

「無秩序で無秩序な」バイオガスは無害ですか?一般的に、バイオガスは二酸化炭素やメタンに加えて硫化水素などの有毒ガスも含まれているため悪臭を放ちます。低地で、汚染がひどく、空気が詰まった密閉空間にいる場合は、そのような環境に軽率に入らないように特に注意する必要があります。すでに誰かが転落している場合は、急いで救助に駆けつけると命が失われる可能性があります。一般的に言えば、バイオガス中のメタンは強力な温室効果ガスです。都市の埋め立て地や畜産業などの人間の活動は大量のメタンを排出し、地球温暖化を悪化させます。

図 2. メタンは最も単純な有機物質です。出典: Wikipedia

嫌気性微生物

万物の生命と成長は、物質、エネルギー、情報という三つの流れに他なりません。生命がさまざまな化学物質を生産し、物質を分解・合成する際には、エネルギーの生成と貯蔵が伴うことがよくあります。

緑色植物が光合成を行う際、太陽光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を糖に変換し、酸素を放出し、そのエネルギーも糖に蓄えられます（光合成独立栄養）。人間や動物は糖を分解する際に酸素を消費し、二酸化炭素と水を生成し、自らの使用のためにエネルギーを生成します（化学従属栄養性）。

これらのプロセスでは、水が分解されて酸素が生成されるか、酸素が消費されて水が生成されます。本質的には、電子と水素の流れ、およびそれに伴う大量のエネルギーの消費または生成に焦点が当てられています。

しかし、日光も酸素もない場所では、生命は別の計画を立てています。

エネルギー源としての太陽光がなかったらどうなるでしょうか?酸化プロセス中に無機物を還元することによって生成されるエネルギーは、二酸化炭素を糖に還元するためのエネルギー源として使用されます（化学合成独立栄養）。たとえば、アンモニアが亜硝酸塩と硝酸塩に酸化される際に放出されるエネルギーは、硝化細菌によって蓄えられます。

水素イオンや電子を受け取る酸素がなかったらどうなるでしょうか?そして、電子または水素イオンを水素ガスに変換して直接放出するか（水素生成細菌）、酸化剤（硫化水素を生成するメタン生成菌や硫酸還元細菌など）に与えます。外因性の無機酸化物または有機物を水素および電子の受容体として使用するこの生物学的酸化プロセスは、嫌気性呼吸と呼ばれます。成長するために酸素を必要としない生物は嫌気性生物と呼ばれます。

ヒント

現在、地球の大気は酸素が豊富です。実際、初期の地球は酸素が欠乏した嫌気性環境でした。嫌気性細菌は、何十億年もの間、地球を支配していました。シアノバクテリアが出現するまで、地球の大気中の酸素含有量は徐々に増加しました。ほとんどの嫌気性生物は酸素を毒とみなし、タイタンと同様に沼地や深淵でしか生きられません。

図：地球は46億年前に誕生し、そのうち約10億年間は嫌気性生物が優勢でした。[3]

バイオガス発酵

有機物が多い環境では、まず好気性細菌が大量に増殖し、好気呼吸の過程で酸素がすべて消費され、嫌気性微生物の増殖に適した環境が作られます。メタンを生成する主な細菌群はメタン生成菌です。メタン生成菌は、嫌気性条件下でメタンを生成できる古細菌の一種です。湿地沼、反芻動物の腸内、人間の腸内、海底堆積物などに生息し、下水処理にも欠かせない役割を果たしています。メタン生成菌は50種以上確認されている[4]。

図4: メタン生成菌。 a、Methanobrevibacter smithiiの走査型電子顕微鏡写真。 b、メタノコッコイデス・バートンイの偽色透過型電子顕微鏡写真[5]

メタン生成菌は水素を無機還元剤およびエネルギー源として使用し、水素を外因性の無機酸化物二酸化炭素に変換し、この過程で放出されるエネルギーを同化作用のエネルギー源として使用します。したがって、メタン生成菌は化学合成独立栄養微生物の一種です。

微生物がグルコースを分解して利用すると、完全には酸化されず、最終的に酢酸（およびギ酸）、水素、二酸化炭素が生成され、1モルあたり216または209kcalのエネルギーが放出されます[6]。このプロセスでは好気呼吸よりもはるかに少ないエネルギーしか生成されません。

酸生成細菌および水素生成細菌に必要な栄養素は、高分子栄養素を加水分解し、予備発酵を実行できる微生物のクラスに依存しています。たとえば、クロストリジウムやバクテロイデスなどの細菌は、炭水化物やタンパク質などの大きな有機分子をグルコースやアミノ酸などの小さな有機化合物に分解します。その後、クロストリジウム、バクテロイデス、その他の細菌（乳酸菌やプロピオニバクテリウムなど）が加水分解生成物をさらに分解して小さなアルコールと有機酸を生成します[7]。

このことから、メタン発酵プロセスは非常に複雑であり、メタン生成菌だけでは不十分であることがわかります。メタン発酵を完了するには、複数の細菌群が微生物生態学的な方法で協力する必要があります。この生態系には、発酵細菌、水素生成酢酸生成細菌、水素消費酢酸生成細菌、水素消費メタン生成細菌、酢酸メタン生成細菌の 5 つの主要なグループが含まれます。

最初の 3 種はメタンを生成できませんが、栄養素を加水分解したり予備発酵させたりして、メタン生成菌に原料を提供することができます。後者の2つは、他の細菌によって生成された水素、酢酸、その他の物質を使用してメタンを生成することができます。これらは互いにサポートし、制限し合いながら、共同でバイオガス発酵プロセスを完了します。

図5：バイオガス発酵には複数の微生物群の協力が必要[8]

有機物の嫌気性発酵の際、すべての水素や還元力が二酸化炭素に吸収されるわけではありません。硫黄酸化物や硫酸イオンが水素を受け入れると、徐々に有毒な硫化水素ガスに還元されます。リンを多く含む人間や動物の死体が腐敗する過程で、還元力がリン酸に吸収され、リン元素は徐々にホスフィンに還元されます。ホスフィンは自己発火性が高く、伝説の「ゴーストファイア」と呼ばれる青緑色の揺らめく炎を発生させます。

図 6: 硫酸還元細菌では、硫酸塩は無機電子受容体として働き、徐々に硫化水素に還元されます。出典: Wikipedia

結論

「私は幽霊が怖いですが、幽霊に傷つけられたことは一度もありません。」私は下水道を恐れてはいませんが、下水道は実際に危害をもたらす可能性があります。私たちが本当に崇めるべきものは幽霊や神ではなく、「科学を尊重し、無知を恐れること」です。無知な人はみんないたずらっ子です。

タバコの吸殻を捨てないでください。出典: インターネット

旧正月にこれを見るととても興奮します。神経を落ち着かせるためにヨーグルトを一杯飲みましょう。ヨーグルトも嫌気性発酵の産物です。

参考文献

[1] https://www.sohu.com/a/122710853_545662

[2] http://china.cnr.cn/xwwgf/20210210/t20210210_525412787.shtml

[3] https://slideplayer.com/slide/5758625/

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Methanogen

[5] ジョアン・ウィリー、キャスリーン・プレスコット微生物学第11版

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Fermentative_hydrogen_production