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土壤粒径、氮素及重金属对填埋场覆土CH_4氧化的影响

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环境科学研究 2015年第8期28卷 1324-1330页

作者：张后虎彭禹蔡邦成赵克强孙勤芳鲍子薇张军钧环境保护部南京环境科学研究所江苏南京210042 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 江苏省交通科学研究院股份有限公司江苏南京210042

采用批式培养试验重点研究了土壤粒径、NH4^＋-N和NO3^--N及重金属〔Zn和Cr（Ⅵ）〕含量对填埋场砂性覆土及一般砂土CH4氧化能力的影响.结果表明：合适的土壤粒径能显著提高砂性覆土和一般砂土的CH4氧化能力（P〈0.05）,当粒径为1.00-2.... 详细信息

采用批式培养试验重点研究了土壤粒径、NH4^＋-N和NO3^--N及重金属〔Zn和Cr（Ⅵ）〕含量对填埋场砂性覆土及一般砂土CH4氧化能力的影响.结果表明：合适的土壤粒径能显著提高砂性覆土和一般砂土的CH4氧化能力（P〈0.05）,当粒径为1.00-2.00 mm时,砂性覆土和一般砂土的CH4氧化速率分别高达0.24和0.12μmol/（g·h）.低浓度NH4＋-N或NO3^--N均可以促进砂性覆土和一般砂土的CH4氧化,而高浓度则会明显抑制CH4氧化.砂性覆土和一般砂土的外源氨氮和外源NO3^--N的投加量（以w计）临界值均为200 mg/kg,砂性覆土对NH4^＋-N浓度的波动有更好的适应能力;重金属Zn、Cr（Ⅵ）对砂性覆土和一般砂土CH4氧化的抑制作用均随浓度的升高而增强,Zn对砂性覆土CH4氧化的抑制作用程度大于Cr,并且Zn对一般砂土CH4氧化的抑制程度明显强于砂性覆土.为此,筛选合适粒径级配的土壤,同时控制覆土中氮素及重金属的本底含量,有利于填埋场CH4氧化.

关键词：土壤粒径无机氮重金属填埋场覆土 CH4氧化

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垃圾填埋场覆土层Ⅱ型甲烷氧化菌的群落结构

中国环境科学 2008年第6期28卷 536-541页

作者：郭敏何品晶吕凡邵立明同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室长江水环境教育部重点实验室上海200092

采用基于16SrDNA的变性凝胶梯度电泳(DGGE)技术研究了生活垃圾卫生填埋场和生物反应器填埋场覆土中Ⅱ型甲烷氧化菌群落结构,比较了不同填埋操作方式对Ⅱ型甲烷氧化菌的影响.结果表明,覆土铺有HDPE膜、无填埋气体渗入的填埋覆土中未发现... 详细信息

采用基于16SrDNA的变性凝胶梯度电泳(DGGE)技术研究了生活垃圾卫生填埋场和生物反应器填埋场覆土中Ⅱ型甲烷氧化菌群落结构,比较了不同填埋操作方式对Ⅱ型甲烷氧化菌的影响.结果表明,覆土铺有HDPE膜、无填埋气体渗入的填埋覆土中未发现Ⅱ型甲烷氧化菌;而有填埋气体渗入时,进行渗滤液亚表面灌溉的生物反应器填埋场,无论是否同时进行层内回灌,其覆土中均检测到甲烷孢囊菌(Methylocystis).卫生填埋场填埋龄长达5a的填埋覆土中发现了甲基弯菌(Methylosinus),填埋龄较低的填埋场覆土中未发现II型甲烷氧化菌.渗滤液亚表面灌溉及长时间填埋气体驯化能促进Ⅱ型甲烷氧化菌的生长.有机质等营养物质丰富而NH4+-N浓度较低的填埋覆土有利于Ⅱ型甲烷氧化菌的生长.

关键词：甲烷氧化菌填埋场覆土生物反应器卫生填埋

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垃圾填埋场覆土中的甲烷氧化与反硝化特性

农业工程学报 2013年第15期29卷 207-214页

作者：龙焰钟庄敏尹华林志勇叶锦韶何宝燕暨南大学环境工程系广州510632 暨南大学广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室广州510632 华南理工大学环境科学与工程学院广州510640

垃圾填埋场的CH4和渗滤液氮是两大污染因子。填埋覆土中因能进行CH4氧化而具有削减填埋场CH4排放的功能。同时,CH4可作为碳源促进反硝化。为此,该文研究了填埋场覆土中的CH4好氧氧化-反硝化耦合(AME-D)特性,以期为填埋场同步强化控制CH... 详细信息

垃圾填埋场的CH4和渗滤液氮是两大污染因子。填埋覆土中因能进行CH4氧化而具有削减填埋场CH4排放的功能。同时,CH4可作为碳源促进反硝化。为此,该文研究了填埋场覆土中的CH4好氧氧化-反硝化耦合(AME-D)特性,以期为填埋场同步强化控制CH4排放和氮污染提供依据。结果表明:CH4、O2和NO3--N均显著影响填埋覆土中的CH4去除(pO2>NO3--N,且CH4和O2具有交互作用(p填埋场CH4排放生物控制提供参考。

关键词：甲烷氧化反硝化填埋场覆土

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氢氧化铁与亚硝酸盐协同耦合甲烷厌氧氧化

氢氧化铁与亚硝酸盐协同耦合甲烷厌氧氧化

作者：刘穗芬暨南大学

学位级别：硕士

甲烷是最主要的温室气体之一,生物技术是削减甲烷排放最为经济、有效的方法。硝酸盐/亚硝酸盐还原耦合甲烷厌氧氧化对淡水生态系统削减甲烷排放具有重要的作用,但由于其作用功能微生物生长极其缓慢而限制其工程应用。本研究通过构建亚... 详细信息

甲烷是最主要的温室气体之一,生物技术是削减甲烷排放最为经济、有效的方法。硝酸盐/亚硝酸盐还原耦合甲烷厌氧氧化对淡水生态系统削减甲烷排放具有重要的作用,但由于其作用功能微生物生长极其缓慢而限制其工程应用。本研究通过构建亚硝酸盐/氢氧化铁共存耦合甲烷厌氧氧化的反应器体系(淡水体系),以亚硝酸盐耦合甲烷厌氧氧化体系为对照,跟踪监测运行长达三年的厌氧反应器理化参数变化情况,分析亚硝酸盐/氢氧化铁协同耦合甲烷厌氧氧化的特性;结合高通量宏基因测序、细菌与古菌多样性测序、功能基因(相关酶丰度差异检验)和网络分析等方法分析反应器内微生物多样性、功能微生物代谢通路等,探究了NO/Fe共存条件下微生物驱动的电子受体还原耦合甲烷厌氧氧化过程和机理。研究取得以下结果:(1)氢氧化铁与亚硝酸盐共存能够促进反硝化耦合甲烷厌氧氧化过程:协同体系中甲烷、亚硝酸盐氮、氨氮消耗更快,Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)浓度处于动态平衡,且高于对照体系,表明铁元素促进N-DAMO过程不仅参与协同体系内反应,且可能是N-DAMO过程的潜在催化剂。(2)氢氧化铁协同体系中的细菌和古菌微生物群落结构有着不同的变化。协同耦合体系的细菌多样性低于对照体系,而古菌的多样性高于对照体系。说明Fe(OH)对细菌的选择性更大,且在协同耦合体系中细菌可能是主要的功能微生物。(3)反应器运行过程中,甲烷、亚硝酸盐、Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)四个环境因子相互正相关,细菌群落结构受环境因子影响程度大小依次为:亚硝酸盐>Fe(Ⅱ)>甲烷>Fe(Ⅲ);古菌群落结构受环境因子影响程度大小依次为:甲烷>亚硝酸盐>Fe(Ⅲ)>Fe(Ⅱ)。说明甲烷与Fe(Ⅲ)的转化可能更多与古细相关,而亚硝酸盐与Fe(Ⅱ)的转化可能更多与细菌相关。(4)协同耦合体系中甲烷氧化为二氧化碳、亚硝酸盐还原为氮气过程的关键基因如pmo-amo,mdh,mxa,nar,nir,nor等相关基因丰度上调;而对照体系中,氨氮生成与转化CPS1,gin A,cyn T,cyn S等关键基因丰度上调、铁载体代谢相关酶的关键基因HEPH,PPOX,hem H基因丰度上调。表明协同体系中添加氢氧化铁可能有助于氨氮的转化,铁作为必须生命活动因子为协同耦合体系中功能微生物的生命活动提供了支撑。Hyphomicrobium和Methylocystis在甲烷代谢、氮代谢、卟啉代谢中物种贡献度较高,且这两类细菌能编码大部分关键基因,可能是协同体系中的潜在功能微生物;而且,相较于对照体系,它们在代谢过程中有基因丰度的差异,表明氢氧化铁与亚硝酸盐协同下会影响功能微生物的代谢趋向。

关键词：亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化甲烷氧化菌填埋场覆土电子受体