城市生活垃圾填埋场微生物多样性与甲烷、氨气减排研究

发布时间：2017-12-09 09:12

  本文关键词：城市生活垃圾填埋场微生物多样性与甲烷、氨气减排研究

  更多相关文章： 垃圾填埋场 微生物多样性 甲烷 甲烷氧化菌 氨气

【摘要】：垃圾填埋场蕴含丰富的微生物,是人类活动干扰下的重要微生物库,也是重要的人为甲烷排放源之一。填埋场中含有大量产甲烷菌、甲烷氧化菌及其它微生物菌群,这些微生物影响了全球温室气体减排。研究填埋场的微生物群落结构与多样性,可以为合理利用微生物作用强化填埋场生化稳定、促进甲烷减排提供科学依据。本研究以某典型生活垃圾填埋场为例,分析了其存量垃圾中的微生物结构与多样性,筛选了甲烷氧化菌和除氨菌株,开发了同时处理甲烷与氨气的复合微生物菌剂,最后通过自制模拟填埋柱系统研究了微生物菌剂对填埋气的综合减排效果。主要研究内容及结果如下：(1)利用高通量测序MiSeq方法进行垃圾填埋场微生物群落多样性分析,发现甲烷氧化菌和促产甲烷菌群均和腐殖土深度有一定关联,具有甲烷氧化功能的Methylohalobius在覆土中的含量高于腐殖士；而在厌氧产甲烷阶段中发挥重要作用的Syntrophomonas、Fastidiosipila等只在深层填埋腐殖土(90-150 cm)中含量较高。结合土壤的理化性质,利用典型相关分析,发现电导率、有机质含量、含水率是影响填埋场微生物群落结构的主要因素。(2)通过从垃圾填埋场的土壤样品中分离、筛选培养得到两个甲烷氧化混合菌样品,高通量测序发现,甲烷氧化菌主要为Methylocaldum、Methylocystaceae、 Methylo versatilis。其他菌包括嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)等。气相色谱测定表明,甲烷氧化混合菌的甲烷氧化能力在43.57%-64.97%。而通过其生长曲线可以发现,甲烷氧化混合菌生长较慢,对数生长期在150-250 h左右。(3)影响填埋场甲烷氧化菌活性的重要因素是NH4+,除氨菌株可以将氨气以NH4+的形态吸收,解除对甲烷氧化菌活性的抑制,促进甲烷减排。本研究从课题组已获得的6株菌株中筛选出三株高效除氨菌株并进行形态、分子生物学鉴定,通过氨气测定仪测定,乙醇假丝酵母菌(Candida ethanolica)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)在敞口环境中对污泥挥发出的氨气具有明显的去除效果,而蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)和粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在密闭环境中对污泥挥发出的氨气具有明显的去除效果,氨气的最终去除率分别为87.11%和84.63%。(4)采用白制模拟填埋柱系统,以厨余垃圾为发酵产气原料,研究了复合微生物菌剂对甲烷、氨气减排的综合功效。通过氨气测定仪测定,氨气的浓度整体呈下降趋势,在实验的6-21天,实验组1(甲烷氧化混合菌+高效除氨菌)处理效果最为明显；甲烷浓度检测发现,实验组的甲烷浓度明显低于对照组,在10-18天时,实验组1的效果最为明显,甲烷浓度为对照组的76.38%。说明本复合菌剂具有一定的综合甲烷-氨气减排效果。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X799.3

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;利用甲烷氧化细菌生产甲烷氧化菌素的方法[J];化工科技市场;2009年10期

2 王维奇;鄂焱;廖稷;姚顺;;乙炔抑制技术在湿地甲烷氧化研究中的应用[J];实验室研究与探索;2010年09期

3 林治田;;甲烷氧化偶联的新催化剂[J];天然气化工(C1化学与化工);1992年06期

4 刘颖,闵航,陈美慈,程克明;甲烷氧化菌分离物的分离及其特性[J];上海铁道大学学报(医学辑);2000年11期

5 贾仲君,蔡祖聪;稻田甲烷氧化与铵氧化关系研究进展[J];农村生态环境;2003年04期

6 崔俊儒,辛嘉英,牛建中,夏春谷,李树本;甲烷氧化细菌催化二氧化碳生物合成甲醇的研究[J];分子催化;2004年03期

7 何品晶;瞿贤;杨琦;邵立明;高志文;;填埋场终场覆盖层甲烷氧化行为实验室模拟研究[J];环境科学学报;2006年01期

8 王云龙;郝永俊;吴伟祥;陈英旭;;填埋覆土甲烷氧化微生物及甲烷氧化作用机理研究进展[J];应用生态学报;2007年01期

9 马静;徐华;蔡祖聪;;稻田甲烷氧化研究方法进展[J];土壤;2007年02期

10 何品晶;瞿贤;杨琦;邵立明;;土壤因素对填埋场终场覆盖层甲烷氧化的影响[J];同济大学学报(自然科学版);2007年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈亮;赵春贵;;甲烷氧化菌甲烷氧化酶代谢甲烷活性影响因素的研究[A];泛环渤海地区九省市生物化学与分子生物学会——2011年学术交流会论文集[C];2011年

2 邢新会;罗明芳;吴昊;王磊;;甲烷氧化混合菌群结构和功能解析[A];中国生态学会2006学术年会论文荟萃[C];2006年

3 侯玉慧;常刚;翁维正;夏文生;万惠霖;;卤氧化镧应用于甲烷氧化偶联:纳米与常规尺度比较研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年

4 郑中华;;甲烷氧化细菌的冷冻蚀刻电镜观察[A];第五次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1988年

5 邢志林;高艳辉;赵天涛;;甲烷氧化菌群共代谢降解TCE研究[A];2014中国环境科学学会学术年会（第十、十一章）[C];2014年

6 吴昊;邢新会;缑仲轩;;高密度培养甲烷氧化菌的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（上）[C];2006年

7 王申亮;范杰;;基于喷墨打印对甲烷氧化偶联催化剂的筛选[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会：催化化学[C];2014年

8 孙思;季生福;王开;丁大为;李成岳;;甲烷氧化偶联金属基整体式催化剂的制备及性能研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（下）[C];2007年

9 潘登;季生福;王开;唐晶晶;;双层床催化剂上甲烷氧化偶联反应工艺研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年

10 郑勇;刘新展;张丽梅;贺纪正;;添加不同营养元素对水稻土甲烷氧化菌氧化CH_4能力的影响[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 王壣，

本文编号：1269842