1.3.1.1. Sự phõn giải chất hữu cơ và hỡnh thành CH4
Khớ mờtan là một hydrocacbon cú thành phần chủ yếu là cacbon và hydro, trong đú cacbon là nguyờn tố cơ bản của tất cả vật thể hữu cơ và chu trỡnh sinh học của nguyờn tố này thuộc về những quỏ trỡnh cơ bản của thế giới sự sống. Trong quỏ trỡnh biến đổi của chất hữu cơ, tựy theo điều kiện mụi trường mà sản phẩm cuối cựng cú thể là CO2, H2O, cỏc axit hữu cơ, H2 và CH4. Đõy là quỏ trỡnh biến đổi sinh học phức tạp, cú sự tham gia của vi sinh vật đó được nhiều tỏc giả đề cập.
Sự phõn giải chất hữu cơ và hỡnh thành CH4 là quỏ trỡnh phõn hủy sinh húa của hợp chất cao phõn tử ở trong đất, cú sự xỳc tỏc của emzim để chuyển húa thành những hợp chất hũa tan trong nước hoặc thoỏt ra ngoài như khớ CH4 , CO2 , H2 … Tựy theo nguồn gốc chất hữu cơ ban đầu, vớ dụ như xelluzo, lignin hoặc chất đạm… mà quỏ trỡnh biến đổi và sản phẩm cuối cựng cungx rất khỏc nhau.
1.3.1.2. Sự phõn giải của hydrocacbon
Sự phõn giải của hydrocacbon (xelluzo, tinh bột, hemixenlullo), trong đú xelluzo là chất khú phõn hủy nhất. Ở điều kiện hỏo khớ thỡ CO2 và H2O hỡnh thành. Ở điều kiện yếm khớ thỡ cỏc axit hữu cơ, khớ CH4 và H2 hỡnh thành. Đõy là quỏ trỡnh biến đổi sinh húa phức tạp, cú sự tham gia của cỏc vi khuẩn phõn giải xelluzo. Bờn cạnh đú cũn cú sự tham gia của cỏc loài nấm.
1.3.1.3. Sự phõn giải của lignin và cỏc hợp chất tương tự
Trong xỏc thực vật cú chứa nhiều hợp chất hữu cơ cú mạch vũng, khụng chứa N. Lignin là hợp chất khú phõn giải. Ở điều kiện hỏo khớ, lignin bị nấm phõn giải. Vi khuẩn hầu như khụng cú khả năng phõn giải lignin, trừ trường hợp lignin trong lỏ cõy thỡ vi khuẩn cú thể phõn giải được.
Như vậy, từ những chất hữu cơ cơ bản trong tự nhiờn, qua quỏ trỡnh phõn giải tạo ra sản phẩm cuối cựng là CO2, H2O, cỏc axit hữu cơ, H2 và CH4. Tựy theo điều kiện mụi trường, hỏo khớ hay yến khớ mà khớ CO2 hoặc CH4 hỡnh thành. Nguồn gốc hỡnh thành CH4 khụng những qua quỏ trỡnh phõn hủy xỏc thực vật mà cũn cú nguồn gốc phõn hủy xỏc động vật. Như vậy, quỏ trỡnh hỡnh thành CH4 qua sự phõn giải chất hữu cơ khụng phải là một quỏ trỡnh húa học thuần tỳy mà là quỏ trỡnh sinh húa tổng hợp cú sự tham gia của vi sinh vật, kể cả động vật.