生活垃圾填埋場(chǎng)CH4釋放及厭氧氧化的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究.pdf

1、人為溫室氣體CH4增排是全球氣候變暖的重要成因，而生活垃圾填埋場(chǎng)是CH4主要的人為增排源之一。覆土能有效控制填埋場(chǎng)CH4排放，國(guó)內(nèi)外已有的文獻(xiàn)報(bào)道傾向于覆土表層的CH4好氧氧化過程，覆土內(nèi)部缺/厭氧層微生物CH4厭氧氧化途徑的研究較少。
　　本文開展了覆土CH4厭氧氧化削減CH4排放的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究。基于填埋場(chǎng)CH4釋放通量的連續(xù)監(jiān)測(cè)，以及CH4釋放時(shí)空變化規(guī)律的后期分析，借助實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，考察了覆土深度、CH4通入量等因素對(duì)覆土

2、CH4厭氧氧化的影響，同時(shí)分析了改良覆土材料的CH4厭氧減排能力。主要結(jié)論如下：
　?。?）研究對(duì)象生活垃圾填埋場(chǎng)是CH4釋放的源，其CH4釋放在時(shí)間與空間均存在顯著差異（P＜0.01），且CH4釋放與N2O及CO2釋放相關(guān)聯(lián)。轎子山生活垃圾填埋場(chǎng)的CH4釋放量約為117.91GgCO2/y，其中CH4約占主要溫室氣體年釋放總量的81.12％（CO2/CO2）；5個(gè)場(chǎng)地的CH4釋放季節(jié)性差異顯著（P＜0.01），為夏季＞秋季＞春季

3、＞冬季，夏季CH4釋放通量均較春季和冬季高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上；場(chǎng)地3中CH4釋放通量的年均值最高，分別為場(chǎng)地1、場(chǎng)地2、場(chǎng)地4和場(chǎng)地5的13.97、9.74、3.52、2.38倍；場(chǎng)地1中CH4釋放與N2O釋放呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），場(chǎng)地2~5中CH4釋放與N2O釋放呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），場(chǎng)地2~5中CH4釋放與CO2釋放呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。
　　（2）顆粒組成對(duì)覆土CH4厭氧氧化有顯著影響（Sig.（2-

4、tailed）=0.033，P＜0.05），適宜的覆土孔隙度、含水率、溫度及外源CH4通入量有利于CH4厭氧氧化。覆土中大于0.02mm和小于0.02mm兩種粒徑顆粒的最佳顆粒比為50%:50%；覆土CH4厭氧氧化的最佳含水率和溫度分別為25%和25℃，該含水率和溫度條件下覆土 CH4厭氧氧化速率的峰值為0.022±0.002μmol CH4/（g·h）；當(dāng)CH4補(bǔ)足量為7.5mL時(shí)，有最大CH4厭氧氧化速率，為0.024±0.004μ

5、mol CH4/（g·h），單位質(zhì)量覆土的CH4負(fù)荷約為0.38mL。
　?。?）硫酸鹽與硝酸鹽含量對(duì)CH4厭氧氧化有一定影響，CH4厭氧氧化速率與覆土深度呈極顯著相關(guān)（P＜0.01）。覆土質(zhì)量為20g的條件下，外源SO42-和NO3-投加量的閥值分別為300mg/kg和500mg/kg；覆土深度介于20～50cm時(shí)，CH4厭氧氧化速率隨覆土深度增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)；介于50～100cm時(shí)，CH4厭氧氧化速率隨覆土深度增加呈