生活垃圾填埋場甲烷自然減排的新途徑:厭氧與好氧的共氧化作用
摘要:采用暴雨過后垃圾填埋表層30～60cm的覆土、表層1.5m以下的垃圾,以及剛剛開挖出來的9年礦化垃圾進行硫酸鹽還原菌陽性反應(yīng)試驗,結(jié)果表明生活垃圾填埋體不同填埋層都存在不同數(shù)量級的硫酸鹽還原菌,且底層礦化垃圾中的硫酸鹽還原菌的數(shù)量最多,表層覆土中最少.顆粒大小比例為50%:50%的垃圾樣品表現(xiàn)出最佳的甲烷好氧與厭氧氧化效果,且厭氧氧化在共氧化作用中的比例達到20%以上.含水率為25%時,礦化垃圾中微生物活性最大,好氧與厭氧氧化甲烷速率均達到最大.當(dāng)含水率接近70%時,甲烷厭氧氧化的貢獻率可達30%以上.外源甲烷的補充可以馴化甲烷氧化微生物,其中甲烷好氧氧化時間最大可縮短50%;而初始甲烷一次通入量超過2mL(20g礦化垃圾)后,甲烷好氧與厭氧氧化則均受到抑制.為此,本文證實了生活垃圾填埋場中甲烷厭氧氧化與好氧氧化的共存,并提出甲烷的共氧化是甲烷自然減排的另一種途徑.
關(guān)鍵詞:生活垃圾填埋場,甲烷,共氧化,硫酸鹽還原菌
1引言(Introduction)
大氣中的甲烷是僅次于CO2的重要溫室氣體,其溫室效應(yīng)貢獻率達26%.全球每年甲烷的排放量達到5.35×108t,其中人為源甲烷排放量為3.75×108t(趙天濤等,2009).據(jù)估計,到2030年甲烷的貢獻將達到50%,成為頭號溫室氣體(Zhao et al.,2008;Lou and Zhao,2007).可見,控制甲烷的排放對抑制溫室效應(yīng)具有至關(guān)重要的作用.作為重要的溫室氣體人為源,城市生活垃圾填埋場在填埋過程中會產(chǎn)生大量填埋氣,其成分主要包括CH4(55%～60%)和CO2(40%～45%).全球的生活垃圾填埋場每年排放甲烷900～7000萬t,約占全球排放總量的1.5%～15%.控制生活垃圾填埋場的甲烷排放對減緩溫室效應(yīng)意義重大.
甲烷氧化是甲烷減排的重要途徑,而生活垃圾填埋場土壤覆蓋層對甲烷的自然氧化是目前發(fā)現(xiàn)的甲烷自然減排最主要的方式,CH4氧化率可達到12%～60%(Barlaz et al.,2004).
英國的一項研究顯示,若假設(shè)所有的覆土類型都具有最小的氧化能力,則英國所有填埋場產(chǎn)生的甲烷大約有7%被氧化掉
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