三氯乙烯脅迫下垃圾生物覆蓋土的甲烷氧化活性及其微生物種群結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、由于填埋場(chǎng)覆蓋土層中微生物氧化填埋氣(landfillgas，LFG)中甲烷(CH4)是一個(gè)多種污染物介入下的CH4氧化過程，本研究選擇LFG中主要揮發(fā)性有機(jī)污染物三氯乙烯(trichlorethylene，TCE)為目標(biāo)污染物，以實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)的具有較高CH4氧化活性的垃圾生物覆蓋土(WBS)為研究對(duì)象，研究了TCE脅迫下，WBS對(duì)CH4和TCE的凈化效能及其微生物種群結(jié)構(gòu)。主要結(jié)論如下:
　　(1)隨著LFG中TCE濃度的增大

2、，WBS對(duì)TCE的吸附量逐漸增大，并且達(dá)到吸附平衡的時(shí)間也隨之延長。LFG中TCE濃度在7000ppmv范圍內(nèi)，WBS對(duì)TCE的吸附在24h內(nèi)基本都達(dá)到了平衡。WBS對(duì)LFG中TCE的吸附符合線性模型，吸附方程式為Cs=0.0144·Ce，這表明WBS對(duì)TCE的吸附符合分配原理。
　　(2)溫度、土壤含水率和粒徑對(duì)TCE的吸附均有影響，其中溫度是主導(dǎo)因素，對(duì)TCE的吸附影響最大，其次為土壤含水率和粒徑。溫度越低，土壤含水率越小，T

3、CE吸附量越大。不同材料實(shí)驗(yàn)中，有機(jī)質(zhì)含量較高的堆肥、污泥和WBS對(duì)TCE吸附量較高，而有機(jī)質(zhì)含量較低的填埋場(chǎng)覆蓋土(LCS)和砂土對(duì)TCE的吸附量較少，表現(xiàn)出TCE的吸附量與材料有機(jī)質(zhì)含量間的正相關(guān)(r=0.707，P=0.01)。
　　(3)不同濃度氣態(tài)TCE的脅迫會(huì)影響WBS的CH4氧化速率，表現(xiàn)為低濃度時(shí)，CH4氧化受到抑制，但是抑制程度并不明顯;當(dāng)氣態(tài)TCE濃度高于500ppmv時(shí)，CH4氧化速率受到顯著抑制;當(dāng)TCE濃

4、度高于7000ppmv時(shí)，CH4氧化速率變得很小。
　　(4)CH4和O2初始濃度為10％和21％，TCE濃度為～50ppmv脅迫下，54天的實(shí)驗(yàn)周期中，WBS和LCS的CH4氧化活性會(huì)受到一定程度的抑制。相較LCS而言，WBS具有較高的CH4氧化活性。低濃度TCE對(duì)WBS的CH4氧化活性的抑制并不明顯，50ppmv濃度的氣態(tài)TCE長期脅迫下，WBS的CH4氧化活性才會(huì)表現(xiàn)出顯著抑制作用。在CH4存在下WBS和LCS對(duì)TCE都具有

5、一定的降解能力，且隨著TCE濃度的增加TCE降解速率增大，其中WBS具有較高的TCE降解性能。
　　(5)pmoA基因Q-PCR分析表明WBS中甲烷氧化菌的數(shù)量比LCS中大約高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。兩種土壤中皆含有豐富的Ⅰ型(MethylocaldumMethylosarcina和Methylobacter)和Ⅱ型(Methylocystis)甲烷氧化菌，其中WBS中Ⅰ型甲烷氧化菌Methylocaldum屬和Methylobacter屬占