Ежегодно с земной поверхности в атмосферу поступает 22—33* 1012 г Н2, 10—18% этого количества производят микроорганизмы (особенно обитающие в океанах, морях, озерах, болотах и в почвах рисовых полей), значительная часть антропогенного происхождения и часть — продукт фотохимического окисления метана в тропосфере.
Способность выделять водород распространена не только у прокариотов, но и у эукариотов. Образование Н2 протекает в основном под влиянием анаэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, реже аэробных, получающих энергию вследствие окисления различных химических соединений (хемотрофы) или использующих в качестве энергии свет (фототрофы). Среди прокариотов к таким относятся бактерии факультативно анаэробные, переключающиеся в отсутствие кислорода на брожение с образованием водорода (Е. coli, Citrobacter freundii, Вас. polymyxa и др.); сульфатвосстанавливающие; некоторые метанообразующие (Methanobacterium ruminantium, Methanococcus vannieli); азотобактер; клубеньковые; облигатные аэробы — Corynebacterium autotrophicum; отдельные виды рода Clostridium; многие представители микрофлоры рубца жвачных животных; фотосинтезирующие (пурпурные и зеленые бактерии), цианобактерии. Водород выделяется при разложении микроорганизмами самых различных органических соединений.
Окисление водорода. Водородокисляющие бактерии живут в почве, в водной среде, где их роль особенно велика, и представлены наиболее распространенными в природе видами рода Alcaligenes, водородными псевдомонадами, обитателями почв и илов, многими микобактериями, актиномицетами, водными микроорганизмами (Microcyclus, Aquaticus и др.).
Все перечисленные микроорганизмы обладают способностью роста за счет окисления водорода в реакциях катаболизма, обусловленных наличием гидрогеназы и полной цитохромной цепи переноса электрона на кислород. Главенствуют в процессе удаления водорода почвой, по-видимому, водородные бактерии (представители микрофлоры рассеяния). Установлено, что содержание Н2 в почвенном воздухе глеевых, псевдоглеевых и светло-каштановых почв с глубиной увеличивается. Это свидетельствует о потреблении водорода микроорганизмами в верхних хорошо аэрируемых горизонтах.