第141章 微生物制硝(1/2)
暮西镇最近亟待处理的问题，多到让托德觉得有点力不从心。
他整理了手头上的信息，归纳出了三件最急迫的事情。
一、想办法改善与女武神的关系，获得进入『神圣之林』的机会，以调查异种转变为普通人的真相。
二、想办法找到新的硝石制造途径，恢复炸药的生产线。
三、针对可能到来的粮食危机，尽快找到解决办法。
思考并对比以上三条，托德决定还是优先解决第二件事情——硝石的生产。
理由在于：
一、想要改善与女武神的关系，以进入『神圣之地』，不是一朝一夕能够做到的事情，只能循序渐进的推进此事。
二、暮西镇的发展，无论是市政道路还是大兴土木，都需要大笔的资金。这些钱哪里来？税收征缴和投资收益，根本无法填上这些窟窿。唯一的办法就是通过不断的战争，来掠夺周边贵族封地的财产，以补足小镇的发展需求。而应对贵族们那些高耸的城堡和厚实的城墙，炸药的确是必不可少的帮手。所以，寻找新的硝石制造途径，理应放在首要位置。
三、至于粮食危机，托德有了一些思路。北岛船队南下贩卖海产品，在回航的时候，委托其采购南方的粮食，再卖给暮西镇就能解决粮食危机；至于收购粮食的钱，战争掠夺和贸易收入，完全可以覆盖支出。
既然决定将制造硝土放在首位，那么现在的问题就是，如何获得硝土？
托德回忆起在前世看到的穿越类小说和影视，里面就有不少描述科技流的作品，对于硝土的获取都有一些介绍。
首先，穿越者勘探并开采天然的硝土矿。稍加思考，托德就把这种办法定义为胡说八道。天然的钠硝石矿和钾硝石矿，在自然界非常罕见。以托德穿越而来的国家为例，辽阔的国土之上，只有一处名为新疆吐鲁番的地区，拥有钠硝石矿，其它地区根本找不到硝石矿的踪迹。（有很多历史小说，将《本草纲目别录》中的芒硝认为是硝石，便认为硝石矿常见。实际上，古时候的芒硝统指两种物质，分别是硫酸钠和硝酸钾）
其次，通过对土墙、盐碱地、茅厕等地的土壤进行收集，以获取土硝。这种做法也是技术落后地区获取硝土的主要途径。但这种办法有许多问题：一、这种『扫硝』的收集方式，有着地域性限制，一般更加适合干燥地区或者寒冷地区；二、收集过一次之后，再次生成土硝需要等待很长一段时间；三、获取的硝土杂质较多，硝含量很低，影响了火药的效力。
否定了以上两种办法，身为生物化学科目的老师，托德最终还是打算采用微生物的方法来制造硝石。
自然界有一类细菌，被称作硝化细菌（nitrifyingbacteria），是一种好氧类细菌，包括两种完全不同的属群：亚硝酸菌属(nitrosomonas)及硝酸菌属(nitrobacter)。
亚硝酸细菌一般被称为『铵之氧化者』，因其所维生的唯一食物来源是铵。什么是铵？铵是一种氨气(nh3)溶于水中所生成的阳离子(nh4+)，它主要由腐烂的有机物而产生，因为它在化学上的行为就好象是一种金属离子，故命名为『铵』。在有空气存在时，铵可被亚硝酸菌吸收利用。它们将其氢原子氧化成水，用氧取代之，所以铵变成水及溶于水中的氧化氮，后者称为『亚硝酸』，其反应式如下：2nh3＋3o2→2hno2＋2h2o＋158kcal
硝酸细菌一般被称为『亚硝酸之氧化者』，因其所维生的主要食物来源是亚硝酸，而且生成硝酸为氮循环的终产物，其反应式如下：hno2+12o2=hno3，-⊿g=18kcal
简单来说，腐烂物产生了铵，铵又被亚硝酸菌氧化成亚硝酸，随后生成的亚硝酸又被硝酸菌氧化成硝酸，而这一反应被称为『硝化反应』。这个反应由两种不同的细菌所进行。
说完了微生物原理和化学反应，托德接下来要做的就是，制定微生物制硝的具体流程。
第一步，首先准备一块试验田当做培养皿，将亚硝酸菌及硝酸菌进行细菌繁殖。
第二步，准备微生物制硝的原料，准备大量人畜粪尿或者富含氮元素的腐烂鱼虾，静置反应将会生成大量的铵。
第三步，建造一个硝池，底层用水泥密封砌成。池子的内部用膨松的黏土和细沙混合铺底，适当的混入一些弱碱性的灰分。（因为硝化细菌不能在酸性环境下存活），再将试验田中的细菌培养土移栽过来，定期松土以保证土质透气性。
第四步，搭盖顶棚，且不能透光，亚硝酸菌对紫外线的可见光非常敏感，阳光中的紫外线会对细菌产生致命的伤害。
第五步，根据外部环境的温度，适时地调节池子内的温度，保证常温25度左右，因为温度过高或者过低，都会对硝化细菌种群的细胞分裂繁殖造成影响。
第六步，将原料（腐烂鱼虾和人畜粪尿等），加水稀释经由专门的管道喷洒在膨松的黏土细沙中。
第七步，定期在膨松的土质上撒入一些草木灰（主要是碳酸钾，另外有少量的硫酸钾），这样最后刮硝土
他整理了手头上的信息，归纳出了三件最急迫的事情。
一、想办法改善与女武神的关系，获得进入『神圣之林』的机会，以调查异种转变为普通人的真相。
二、想办法找到新的硝石制造途径，恢复炸药的生产线。
三、针对可能到来的粮食危机，尽快找到解决办法。
思考并对比以上三条，托德决定还是优先解决第二件事情——硝石的生产。
理由在于：
一、想要改善与女武神的关系，以进入『神圣之地』，不是一朝一夕能够做到的事情，只能循序渐进的推进此事。
二、暮西镇的发展，无论是市政道路还是大兴土木，都需要大笔的资金。这些钱哪里来？税收征缴和投资收益，根本无法填上这些窟窿。唯一的办法就是通过不断的战争，来掠夺周边贵族封地的财产，以补足小镇的发展需求。而应对贵族们那些高耸的城堡和厚实的城墙，炸药的确是必不可少的帮手。所以，寻找新的硝石制造途径，理应放在首要位置。
三、至于粮食危机，托德有了一些思路。北岛船队南下贩卖海产品，在回航的时候，委托其采购南方的粮食，再卖给暮西镇就能解决粮食危机；至于收购粮食的钱，战争掠夺和贸易收入，完全可以覆盖支出。
既然决定将制造硝土放在首位，那么现在的问题就是，如何获得硝土？
托德回忆起在前世看到的穿越类小说和影视，里面就有不少描述科技流的作品，对于硝土的获取都有一些介绍。
首先，穿越者勘探并开采天然的硝土矿。稍加思考，托德就把这种办法定义为胡说八道。天然的钠硝石矿和钾硝石矿，在自然界非常罕见。以托德穿越而来的国家为例，辽阔的国土之上，只有一处名为新疆吐鲁番的地区，拥有钠硝石矿，其它地区根本找不到硝石矿的踪迹。（有很多历史小说，将《本草纲目别录》中的芒硝认为是硝石，便认为硝石矿常见。实际上，古时候的芒硝统指两种物质，分别是硫酸钠和硝酸钾）
其次，通过对土墙、盐碱地、茅厕等地的土壤进行收集，以获取土硝。这种做法也是技术落后地区获取硝土的主要途径。但这种办法有许多问题：一、这种『扫硝』的收集方式，有着地域性限制，一般更加适合干燥地区或者寒冷地区；二、收集过一次之后，再次生成土硝需要等待很长一段时间；三、获取的硝土杂质较多，硝含量很低，影响了火药的效力。
否定了以上两种办法，身为生物化学科目的老师，托德最终还是打算采用微生物的方法来制造硝石。
自然界有一类细菌，被称作硝化细菌（nitrifyingbacteria），是一种好氧类细菌，包括两种完全不同的属群：亚硝酸菌属(nitrosomonas)及硝酸菌属(nitrobacter)。
亚硝酸细菌一般被称为『铵之氧化者』，因其所维生的唯一食物来源是铵。什么是铵？铵是一种氨气(nh3)溶于水中所生成的阳离子(nh4+)，它主要由腐烂的有机物而产生，因为它在化学上的行为就好象是一种金属离子，故命名为『铵』。在有空气存在时，铵可被亚硝酸菌吸收利用。它们将其氢原子氧化成水，用氧取代之，所以铵变成水及溶于水中的氧化氮，后者称为『亚硝酸』，其反应式如下：2nh3＋3o2→2hno2＋2h2o＋158kcal
硝酸细菌一般被称为『亚硝酸之氧化者』，因其所维生的主要食物来源是亚硝酸，而且生成硝酸为氮循环的终产物，其反应式如下：hno2+12o2=hno3，-⊿g=18kcal
简单来说，腐烂物产生了铵，铵又被亚硝酸菌氧化成亚硝酸，随后生成的亚硝酸又被硝酸菌氧化成硝酸，而这一反应被称为『硝化反应』。这个反应由两种不同的细菌所进行。
说完了微生物原理和化学反应，托德接下来要做的就是，制定微生物制硝的具体流程。
第一步，首先准备一块试验田当做培养皿，将亚硝酸菌及硝酸菌进行细菌繁殖。
第二步，准备微生物制硝的原料，准备大量人畜粪尿或者富含氮元素的腐烂鱼虾，静置反应将会生成大量的铵。
第三步，建造一个硝池，底层用水泥密封砌成。池子的内部用膨松的黏土和细沙混合铺底，适当的混入一些弱碱性的灰分。（因为硝化细菌不能在酸性环境下存活），再将试验田中的细菌培养土移栽过来，定期松土以保证土质透气性。
第四步，搭盖顶棚，且不能透光，亚硝酸菌对紫外线的可见光非常敏感，阳光中的紫外线会对细菌产生致命的伤害。
第五步，根据外部环境的温度，适时地调节池子内的温度，保证常温25度左右，因为温度过高或者过低，都会对硝化细菌种群的细胞分裂繁殖造成影响。
第六步，将原料（腐烂鱼虾和人畜粪尿等），加水稀释经由专门的管道喷洒在膨松的黏土细沙中。
第七步，定期在膨松的土质上撒入一些草木灰（主要是碳酸钾，另外有少量的硫酸钾），这样最后刮硝土
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