Процесс восстановления соединений минеральной серы до сероводорода получил название десульфофикации. Он происходит в анаэробных условиях: в водоемах на значительных глубинах, в почвах, насыщенных водой, торфяниках (об этом говорит и их черная окраска, обусловленная наличием сульфидов железа).
Восстановление сульфатов осуществляется группой специальных факультативных автотрофных десульфофицирующих бактерий. Одна из этих бактерий была выделена М. Бейеринком в 1895 г. из сточной воды и названа Vibrio desulfuricans. Это анаэробная грам- отрицательная бактерия, имеющая форму вибриона.
Сульфатредуцирующие бактерии являются облигатными анаэробами. В качестве конечного акцептора водорода они используют сульфаты. Донором водорода могут служить различные органические соединения (спирты, кислоты) и молекулярный водород. В качестве побочного продукта сульфатного дыхания образуется сероводород. Восстановление сульфатов происходит по уравнению:
gt; 2СН3СООН + СО2 + H2S + NaOH
Органические соединения сульфатредуцирующие бактерии окисляют не до конца, чаще всего до уксусной кислоты.
Сульфатредуцирующие бактерии представлены небольшой группой микроорганизмов, относящихся к двум родам: Desulfovibrio и Desulfatomaculum. Бактерии рода Desulfovibrio имеют форму вибриона с полярно расположенным жгутиком. Спор они не образуют, содержат оранжевый пигмент десульфовиридин и цитохром Сз. Донором водорода служат пируват и малат.
Род Desulfatomaculum включает четыре вида спорообразующих палочковидных бактерий, содержащих цитохром Ь. Типичным представителем его является D. nitrificans. В качестве доноров водорода он использует пировиноградную и молочную кислоты. Это термофил, оптимальная температура для его роста 55° С. Остальные виды - мезофилы. Наличие цитохромов в клетках сульфатредуцирующих бактерий обусловливает окислительный характер обмена веществ. Энергию они получают в результате окислительного фосфорилирования. Это обеспечивает возможность ассимиляции органических веществ.
Процессы сульфатредукции широко распространены в природе и при надлежащих условиях могут привести к накоплению в среде значительных количеств сероводорода. В некоторых водоемах его может быть несколько миллиграммов на литр воды Например, в Черном море на глубине 2500 м содержание сероводорода достигает 6,5 мг на 1 л. Образователем сероводорода там является Desulfovibrio. Это очень активный микроорганизм. Аналогичное накопление сероводорода наблюдается и в растворе почвы, если она продолжительное время залита водой. В аэробных условиях сероводород неустойчив и превращается либо в элементарную серу, либо окисляется серобактериями в сульфаты.