《填埋場多電子受體耦合厭氧甲烷匯機理研究》是依託吉林大學，由遲子芳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：填埋場多電子受體耦合厭氧甲烷匯機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：遲子芳
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
甲烷生物氧化是減少其排放的唯一生物匯行為，利用覆蓋層進行好氧甲烷氧化是目前填埋場甲烷自然減排的主要途徑，但覆蓋層有效氧化區小、減排量有限。隨著耦合單電子受體（如硫酸鹽、硝酸鹽等）厭氧甲烷氧化（AMO）的發現，為填埋場中廣泛存在的厭氧生境甲烷減排提供了新的思路。但對於垃圾填埋場來說，是一個多種電子受體共存的生境，填埋場耦合多電子受體AMO的證據不足、機理不明。本研究擬通過考察填埋技術及運行參數對AMO的影響，獲得填埋場AMO的直接證據，識別填埋場AMO過程及電子受體耦合體系；基於高通量測序和反轉錄定量PCR方法，揭示填埋場多電子受體共存環境中厭氧甲烷匯的生態學特徵，識別多電子受體耦合AMO體系功能菌群結構、數量和類型的回響；建立多電子受體耦合AMO動力學模型，評估填埋場厭氧甲烷匯貢獻，為填埋場高效AMO提供技術參數。該項目為基於生物轉化的填埋場甲烷污染原位控制屏障技術的開發提供理論依據。
結題摘要
本研究以填埋堆體為研究對象，針對多種電子受體耦合的厭氧甲烷氧化（AMO）匯行為，探索了填埋場AMO的直接證據，研究了不同電子受體耦合的AMO動力學過程，以及相應的微生物學機理。研究成果對填埋場厭氧生境的甲烷匯的認識和調控具有重要意義。得到的主要研究結論如下：1、SRB (Desulfobulbus and Desulfococcus) 和 ANME (Methanomicrobiales and Methanosarcinales)是填埋場中與AMO相關的功能微生物；SR-DAMO和M/IR-DAMO在填埋場中廣泛存在；由於填埋場中缺乏硝酸鹽或亞硝酸鹽的電子受體，NR-DAMO在填埋場中作用較弱。由此可以推測，通過增加填埋場中電子受體類型和濃度，可以增加填埋場中厭氧甲烷氧化作用，是強化填埋場厭氧甲烷匯的途徑。2、耦合鐵還原的厭氧甲烷氧化最大反應速率為89μmol•kg-1d-1，耦合硫酸鹽還原的厭氧甲烷氧化的最大速率為170μmol•kg-1d-1，耦合硝酸鹽還原的厭氧甲烷氧化最大速率為204μmol•kg-1d-1。相比於好氧甲烷氧化，甲烷厭氧氧化的反應速率低大約1個數量級，但填埋場厭氧甲烷氧化區域範圍（＞10m）遠大於好氧甲烷氧化（30～50cm），因此填埋場厭氧甲烷氧化的潛力遠大於好氧甲烷氧化。3、AMO可實現填埋堆體中的厭氧甲烷削減，在90cm的高度可實現甲烷削減通量為0.6 mmol/(kg d)，由此推測，真實填埋場高度上（＞10m）可實現甲烷厭氧削減通量6.7 mmol/(kg d)以上，具有較大的甲烷削減和溫室效應緩解潛勢。
