三氯乙烯脅迫下垃圾生物覆蓋土的甲烷氧化活性及其微生物種群結構研究.pdf

1、由于填埋場覆蓋土層中微生物氧化填埋氣(landfillgas，LFG)中甲烷(CH4)是一個多種污染物介入下的CH4氧化過程，本研究選擇LFG中主要揮發(fā)性有機污染物三氯乙烯(trichlorethylene，TCE)為目標污染物，以實驗室自主開發(fā)的具有較高CH4氧化活性的垃圾生物覆蓋土(WBS)為研究對象，研究了TCE脅迫下，WBS對CH4和TCE的凈化效能及其微生物種群結構。主要結論如下:
　　(1)隨著LFG中TCE濃度的增大

2、，WBS對TCE的吸附量逐漸增大，并且達到吸附平衡的時間也隨之延長。LFG中TCE濃度在7000ppmv范圍內，WBS對TCE的吸附在24h內基本都達到了平衡。WBS對LFG中TCE的吸附符合線性模型，吸附方程式為Cs=0.0144·Ce，這表明WBS對TCE的吸附符合分配原理。
　　(2)溫度、土壤含水率和粒徑對TCE的吸附均有影響，其中溫度是主導因素，對TCE的吸附影響最大，其次為土壤含水率和粒徑。溫度越低，土壤含水率越小，T

3、CE吸附量越大。不同材料實驗中，有機質含量較高的堆肥、污泥和WBS對TCE吸附量較高，而有機質含量較低的填埋場覆蓋土(LCS)和砂土對TCE的吸附量較少，表現(xiàn)出TCE的吸附量與材料有機質含量間的正相關(r=0.707，P=0.01)。
　　(3)不同濃度氣態(tài)TCE的脅迫會影響WBS的CH4氧化速率，表現(xiàn)為低濃度時，CH4氧化受到抑制，但是抑制程度并不明顯;當氣態(tài)TCE濃度高于500ppmv時，CH4氧化速率受到顯著抑制;當TCE濃

4、度高于7000ppmv時，CH4氧化速率變得很小。
　　(4)CH4和O2初始濃度為10％和21％，TCE濃度為～50ppmv脅迫下，54天的實驗周期中，WBS和LCS的CH4氧化活性會受到一定程度的抑制。相較LCS而言，WBS具有較高的CH4氧化活性。低濃度TCE對WBS的CH4氧化活性的抑制并不明顯，50ppmv濃度的氣態(tài)TCE長期脅迫下，WBS的CH4氧化活性才會表現(xiàn)出顯著抑制作用。在CH4存在下WBS和LCS對TCE都具有

5、一定的降解能力，且隨著TCE濃度的增加TCE降解速率增大，其中WBS具有較高的TCE降解性能。
　　(5)pmoA基因Q-PCR分析表明WBS中甲烷氧化菌的數(shù)量比LCS中大約高兩個數(shù)量級。兩種土壤中皆含有豐富的Ⅰ型(MethylocaldumMethylosarcina和Methylobacter)和Ⅱ型(Methylocystis)甲烷氧化菌，其中WBS中Ⅰ型甲烷氧化菌Methylocaldum屬和Methylobacter屬占