文档介绍：生态环境学报 2010, 19(1): 72-76
Ecology and Environmental Sciences
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生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响
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1. 北京师范大学环境学院//环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 100875;2. 甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州 730070;
3. 清华大学环境科学与工程系,北京 100084
摘要:生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1 mm堆肥
物(1#基质)、≤1 mm堆肥物+陶粒(2#基质)、≤1 mm堆肥物+陶粒(3#基质)、1~2 mm堆肥物(4#基质)、2~ mm堆肥
物(5#基质)等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选
垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明:粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质
的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质(1#、4#和5#基质)几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物+陶粒(1∶1(V∶V))的复
合基质(2#、3#基质)的甲烷氧化效率高达100%。堆肥物-陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆
盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。
关键词:甲烷氧化;生物覆盖层;垃圾堆肥物-陶粒复合基质
中图分类号:X705
文献标识码:A
文章编号:1674-5906(2010)01-0072-05
垃圾填埋场是我国温室气体(甲烷)的主要排
放源,据预测至 2020 年我国填埋场甲烷(CH4)排
放将达 ×108 t 当量二氧化碳,占全国 CH4 总排
放量的 %[1]。传统的垃圾填埋场甲烷减排手段
是能源回收(沼气发电)和火炬焚烧,无法解决填
埋场中后期的低浓度甲烷排放问题。生物覆盖层甲
烷氧化是控制垃圾填埋场甲烷排放通量的重要环
节。每年大约有 30 Tg 的甲烷在土壤中氧化,占总
甲烷氧化量的 6%,这一数字表明相对于对流层而
言,土壤作为甲烷汇的能力可以忽略不记。但是,
如果缺少土壤这个汇将会使大气中甲烷浓度以目
前增长速率的 倍的速度增加[2]。以堆肥物为主
要基质材料的生物覆盖层甲烷氧化技术能适应不
同 CH4 浓度的填埋气,在低 CH4 浓度条件下仍能较
好地实现甲烷氧化,其甲烷氧化能力显著高于土壤
为基质的传统填埋场覆盖层,对于垃圾填埋场温室
气体减排意义重大[3]。然而,目前的研究大多集中
于单一堆肥物作为生物覆盖层基质,且不同来源堆
肥物(如庭院修剪物、生活垃圾、污泥等)作为生
物覆盖层基质时的甲烷氧化能力变化很大[4-5]。堆肥
物的腐熟周期对其甲烷氧化能力有很大影响,腐熟
时间较短的堆肥物甚至没有甲烷氧化能力[6]。通过
改性填埋场覆盖材料来强化其甲烷氧化活性成为
一种经济适行的方法[7]。另外,通气不良也是限制
堆肥物作为垃圾填埋场覆盖层基质材料的主要原
因。基于这一现状,本研究选用 5 种类型的覆盖层
材料,在实验室条件下对其甲烷氧化能力进行了模
拟研究