垃圾填埋場覆土中厭氧甲烷氧化耦合反硝化及苯系物協(xié)同代謝研究.pdf

1、垃圾填埋場釋放的填埋氣中，CH4和惡臭氣體給環(huán)境帶來了嚴重危害。目前，利用生物技術(shù)控制垃圾填埋場CH4和有機惡臭氣體排放污染是最為經(jīng)濟有效的方式。鑒于填埋氣主要通過填埋場覆土層釋放進入環(huán)境中，而填埋覆土主要為兼/厭氧環(huán)境，結(jié)合CH4和有機惡臭污染物（以苯系物為代表）都能以NO3-、SO42-等為電子受體進行厭氧氧化而降解的最新科學(xué)研究進展，本研究以填埋覆土作為介質(zhì)，首先通過運行模擬填埋覆土反應(yīng)柱試驗、同位素示蹤試驗和微生物多樣性分析試驗

2、，考察了填埋覆土中的厭氧甲烷氧化耦合反硝化的特性及效能，評估填埋覆土中的厭氧甲烷氧化耦合反硝化去除甲烷的潛力，并初步探索其反應(yīng)過程和機理；其次通過小瓶靜態(tài)批式培養(yǎng)試驗考察了厭氧甲烷氧化耦合反硝化協(xié)同代謝苯系物的特性和潛能，并以二甲苯作為代表物，初步探索其可能的協(xié)同代謝降解途徑。試驗結(jié)果表明：
　　（1）垃圾填埋場覆土中可進行厭氧甲烷氧化耦合反硝化（DAOM）。無論是回灌NO3--N溶液還是滲濾液，試驗組（R2）和對照組2（R3）反

3、應(yīng)柱中CH4去除，對照組1（R1）、R2和R3中N2和CO2的產(chǎn)生都符合零級動力學(xué)方程。滲濾液短期回灌對填埋覆土中DAOM起促進作用，滲濾液長期回灌會對覆土中DAOM產(chǎn)生一定的負面影響。NO3--N溶液回灌時R2中甲烷氧化速率為(27.99±1.14) mg CH4·kg-1覆土干重·d-1，對照組R3中甲烷氧化速率為11.25 mg CH4·kg-1覆土干重·d-1；短期回灌NO3--N滲濾液時，R2中甲烷氧化速率為(25.40±3.

4、26) mg CH4·kg-1覆土干重·d-1，對照組R3中甲烷氧化速率為(14.30±4.74) mg CH4·kg-1覆土干重·d-1；長期回灌NO3--N滲濾液時，R2中甲烷氧化速率為(19.42±6.69) mg CH4·kg-1覆土干重·d-1，對照組R3中甲烷氧化速率為(7.18±1.20) mg CH4·kg-1覆土干重·d-1；
　　（2）同位素示蹤試驗表明填埋覆土中NO3--N在反硝化與甲烷厭氧氧化耦合過程中，C

5、H4更多的被轉(zhuǎn)化成了無機碳，而細胞積累較少；微生物在利用氮元素的過程中更多的是將N還原為N2或轉(zhuǎn)化為有機氮；隨著覆土反應(yīng)柱運行，模擬柱中土壤微生物結(jié)構(gòu)較原始土樣發(fā)生變化；處理柱R2反應(yīng)柱和對照柱R3內(nèi)的微生物結(jié)構(gòu)類似，且各個反應(yīng)柱（尤其是R2）中出現(xiàn)優(yōu)勢菌群；從FAM、HEX熒光標記測定譜圖來看，R2和R3反應(yīng)器中峰高、峰面積增大的波峰點位一致，因此可以推測R2反應(yīng)器中起主導(dǎo)作用的微生物主要源自于具有厭氧甲烷氧化功能的細菌；