腐熟污泥添加對(duì)生活垃圾堆肥N2O產(chǎn)生及其相關(guān)功能基因豐度影響研究.pdf

1、堆肥是生活垃圾資源化利用的有效手段，但堆肥過(guò)程中常伴隨大量溫室氣體N2O產(chǎn)生，從而導(dǎo)致堆肥氮素的損失和肥效的降低。目前，多數(shù)研究主要采用改良堆肥工藝參數(shù)來(lái)抑制N2O的排放，但堆肥方式的多樣性導(dǎo)致只是簡(jiǎn)單改進(jìn)工藝參數(shù)并不是一種抑制N2O排放的合理方式，因此，深入研究影響N2O產(chǎn)生的微生物學(xué)機(jī)理，對(duì)減少堆肥過(guò)程中N2O釋放具有重要的實(shí)際意義。腐熟污泥作為生污泥堆肥化的產(chǎn)品具有質(zhì)地松軟、結(jié)構(gòu)疏松、較強(qiáng)吸附能力等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在含水量變化較大時(shí)仍能

2、保持一定的孔隙率，利于氣體擴(kuò)散，并且含有大量微生物，因此，向垃圾堆肥堆體中添加腐熟污泥減少N2O排放不但理論可行，而且成本低，達(dá)到了廢物的循環(huán)利用。
　　針對(duì)堆肥過(guò)程中溫室氣體N2O排放嚴(yán)重的問(wèn)題，本研究將垃圾與腐熟污泥按照質(zhì)量比為1∶1、2∶1、4∶1混合進(jìn)行工程性好氧堆肥，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組，系統(tǒng)考察添加腐熟污泥對(duì)垃圾堆肥過(guò)程中N2O排放影響，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，探究添加腐熟污泥對(duì)與N2O排放有關(guān)功能基因豐度的影響，探

3、究N2O產(chǎn)生的微生物機(jī)理，得出以下主要研究結(jié)果:
　　1.四組堆肥堆體均能滿(mǎn)足堆肥衛(wèi)生學(xué)要求，且添加腐熟污泥能夠使堆體迅速升溫，在混合比例為1∶1時(shí)可顯著縮短堆肥周期;與單獨(dú)生活垃圾相比，生活垃圾與腐熟污泥比例為1∶1和4∶1時(shí)，有機(jī)氮與TN損失明顯減少;至堆肥結(jié)束四組堆體銨態(tài)氮與硝態(tài)氮相較于堆肥初期均有不同程度提高，其中4∶1組銨態(tài)氮與硝態(tài)氮提高最多，分別為32.3％和86.1％;亞硝態(tài)氮含量在整個(gè)堆肥過(guò)程中一直處于下降趨勢(shì);堆

4、肥過(guò)程中氨氣和N2O的釋放量隨著腐熟污泥添加量的增加而減小。
　　2.與N2O產(chǎn)生有密切關(guān)系的四種反硝化功能基因（narG、nirK、nirS、nosZ）豐度在堆肥過(guò)程中四組堆體內(nèi)的變化趨勢(shì)基本一致，但添加不同量腐熟污泥對(duì)堆體中四種反硝化功能基因的豐度存在明顯影響。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，堆肥過(guò)程中N2O排放量與nirS和nirK基因豐度呈顯著正相關(guān)，與nosZ基因豐度顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明微生物的反硝化作用是堆肥過(guò)程中N2O產(chǎn)生的主要原因