生活垃圾填埋场覆盖层温室气体CH_4和CO_2释放规律及其相关性研究

针对北京某生活垃圾填埋场封场区覆盖层开展了为期1 a的CH4和CO2释放通量监测,分析了填埋场封场区CH4和CO2释放通量年变化规律和不同季节的日变化规律,并对CH4和CO2释放通量之间的相关关系及其影响机制进行了探讨。结果表明,10个监测点间、相同监测点不同监测时段间CH4释放通量差异较大。不同监测点覆盖层表面CH4和CO2释放通量年变化规律表现为,CH4释放通量随CO2释放通量年变化规律波动,二者表现为显著正相关;在春、夏、秋季CH4释放通量变化较为平稳,冬季CH4释放通量随CO2释放通量变化规律波动;24 h内CH4释放通量变化规律存在随机性;周围大气中CH4的浓度直接影响覆盖层对大气中CH4的氧化。

垃圾填埋场覆盖层土壤水运动信息测度分析

垃圾填埋场覆盖层土壤水运动试验,分别采用活动性流场模型(ARM)与连续性模型对覆盖层土壤体积含水率进行模拟,用信息量和复杂性测度度量了ARM模型和连续性模型模拟水流运动的效果。大于(或小于)均值的土壤体积含水率分别进行了二元符号1(或0)编码,用基质熵和信息传递链测度系统信息含量,用涨落复杂度和有效测度复杂度度量了系统复杂程度。结果表明,信息含量和复杂性测度可用于比较ARM和连续性模型,与连续性模型相比,ARM模拟的水流运动系统信息含量增多,复杂程度增大,与实测值序列的差异较小,相比连续性模型,ARM更为有效地模拟了填埋场覆盖层土壤水流运动。

垃圾填埋场覆盖黄土的甲烷氧化能力及其影响因素研究

利用西安江村沟填埋场不同覆盖时间的临时覆盖黄土和新鲜黄土掺堆肥配置的土样,开展了甲烷氧化培养瓶试验,培养历时最长达22d,研究了不同覆盖时间的覆盖黄土和不同堆肥掺量的新鲜黄土的甲烷氧化能力,以及含水量对覆盖黄土甲烷氧化能力的影响,分析了甲烷氧化过程中各组分气体体积变化关系.研究结果表明：不同覆盖时间的覆盖黄土的甲烷氧化能力相差很大,覆盖3~5年的黄土最大甲烷氧化能力达26.05~53.95μg CH4/（g？h）,而未覆盖的新鲜黄土几乎没有甲烷氧化能力.在新鲜黄土中掺入堆肥,能有效提高其甲烷氧化能力,且在堆肥掺量小于50%时,土样的最大甲烷氧化能力与堆肥掺量呈正比例关系.含水量对覆盖土的甲烷氧化能力有很大影响,黄土甲烷氧化的最适宜含水量约为20%~30%.在甲烷氧化过程中,甲烷氧化菌将CH4中约44%的碳氧化为CO2,其余碳转化为甲烷氧化菌胞内物质.实际工程中进行覆盖层设计时,需要根据填埋场实际产气量和覆盖层导气性确定与甲烷通量相匹配的甲烷氧化速率,进而合理确定堆肥掺量.

典型污染物包覆层中氯仿的沿程生物转化机制

为明晰氯仿(CF)在包覆层中的降解过程,构建了模拟覆盖层系统(SLCS),并结合高通量测序技术首次系统分析了CF在SLCS中的沿程生物转化机制,结果表明,覆盖层可根据氧气含量分为有氧区(0～20cm)、缺氧区(20～40cm)和无氧区(>40cm).高通量测序分析表明,有氧区的优势菌为甲烷氧化菌,其中Ⅰ型菌Methylobacter(甲基杆菌属)及Ⅱ型菌Methylosinus(甲基弯菌属)居多,缺氧区甲烷氧化菌的相对丰度为13%左右,缺氧和无氧区中Anaeromyxobacter(厌氧粘细菌属)成为了优势CF厌氧降解菌.CF在有氧、缺氧和无氧条件下均有效降解.在缺氧和无氧区,CF经厌氧还原脱氯转化为二氯甲烷,部分二氯甲烷在Dehalobacter(脱卤素杆菌属)作用下产生乙酸盐、H_2和CO_2.在有氧区,其余二氯甲烷通过甲烷氧化菌共代谢降解.改变进气口通量发现,SLCS对甲烷的去除率与通量呈负相关关系(R^2=0.80),但甲烷氧化速率与通量呈正相关关系(R^2=0.90).与甲烷类似,SLCS对CF的去除率与进气口通量呈负相关关系(R^2=0.86),但降解速率与进气口通量呈正相关关系(R^2=0.89).此外,进气口通量的增加对CF好氧共代谢降解的促进作用大于厌氧还原脱氯降解.该研究对氯代烃类污染物的降解提供了新的基础,对该类污染物的原位生物修复提供了理论依据.