生活垃圾填埋场温室气体（CH4和CO2）的释放规律及控制方法的研究

论文摘要

温室气体CO2、CH4和N2O)导致的全球变暖已成为备受瞩目的重大环境问题之一,其中生活垃圾填埋场是温室气体的重要释放源。首先采用静态箱法,选择4季代表性气候,在不同垃圾填埋龄和填埋操作方式（有否进行填埋气主动收集等）的条件下,对南京轿子山生活垃圾填埋场CO2、CH4和N2O的释放进行了季节和昼夜的监测。其次,把矿化垃圾和畜禽废水驯化的矿化垃圾分别与砂土作对比,研究了矿化垃圾CH4氧化能力影响因素以及N2O和CO2的释放规律。最后利用垃圾渗滤液灌溉矿化垃圾,并将其与土样对比,研究了矿化垃圾氨挥发和N20释放的特性和动力学性质。本论文获得的主要研究结果如下：垃圾填埋场是高度异质性体系,不同监测单元区域CO2、CH4和N20释放通量的昼夜和季节性变化规律并不统一。现场N20释放通量的昼夜和季节性变异水平高,N20释放通量变异系数范围为17%-1552%,变异性较大,故需要进行全时段监测；随着粒径与环境因素的变化,与粘土和砂土相比,矿化垃圾展示了良好的CH4氧化能力。在4℃～45℃范围内,矿化垃圾CH4氧化能力平均值约是粘土和砂土的2.34（P<0.01）和4.71（P<0.05）倍。含水率8%一32%范围内,矿化垃圾CH4氧化能力平均值分别高于粘土和砂土的2.08（P<0.01）和3.15（P<0.01）倍；驯化矿化垃圾对CH4的氧化能力（15.48 μmol·g（d.w.）-1·h-1）明显高于原生矿化垃圾和所选粘土土样。驯化矿化垃圾在加入蒸馏水后释放大量的N2O,产生N20的量是原生矿化垃圾的2倍,并且比粘土高一个数量级。由于驯化矿化垃圾对环境的适应能力强,CH4氧化能力高,进而能够减少温室气体排放,可作为一种较为理想的填埋场覆土材料；滤液灌溉后的矿化垃圾和对比土样氨挥发和N2O的释放分别符合一级和零级动力学模型。相关系数（R2）在0.85～0.98之间。矿化垃圾中N2O的释放因子K值分别为粘土和砂土的5.73（P<0.05）和14.16（P<0.05）倍。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 4和N₂O的释放'>1.2 填埋场覆盖土CH₄和N₂O的释放
• 4的释放'>1.2.1 填埋场覆土CH₄的释放
• 2O的释放'>1.2.2 填埋场覆土N₂O的释放
• 4和N₂O释放的因素'>1.3 影响CH₄和N₂O释放的因素
• 1.3.1 土壤含水率
• 1.3.2 土壤pH
• 1.3.3 土壤碳氮含量
• 1.3.4 温度
• 1.4 研究目的
• 1.5 研究内容
• 1.6 技术路线
• 第2章 实验方法与分析测试
• 2.1 现场监测
• 2、CH₄和N₂O的释放通量'>2.1.1 CO₂、CH₄和N₂O的释放通量
• 2.2 实验室培养实验
• 2.2.1 批式培养实验
• 2、CH₄和N₂O的释放通量'>2.2.2 CO₂、CH₄和N₂O的释放通量
• 2.2.3 氨挥发实验
• 2.2.4 氮转化实验
• 2.3 测试指标和分析方法
• 2.3.1 土壤理化性质测试
• 2.3.2 气象因子测试
• 2.4 统计分析方法
• 2、CH₄和N₂O释放的当量换算'>2.5 CO₂、CH₄和N₂O释放的当量换算
• 第3章 生活垃圾填埋场温室气体释放的时空变化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 场地概况
• 2、CH₄和N₂O释放通量原位测定'>3.1.2 CO₂、CH₄和N₂O释放通量原位测定
• 3.1.3 测试指标与方法
• 3.2 结果
• 2、CH₄和N₂O释放通量季节性变化'>3.2.1 三个平台CO₂、CH₄和N₂O释放通量季节性变化
• 2、CH₄和N₂O释放通量昼夜变化'>3.2.2 三个平台CO₂、CH₄和N₂O释放通量昼夜变化
• 3.3 讨论
• 4释放通量的影响'>3.3.1 CH₄释放通量的影响
• 2O释放通量的影响'>3.3.2 N₂O释放通量的影响
• 3.4 本章小结
• 4氧化速率和N₂O释放的影响'>第4章 氮转化和环境因素对矿化垃圾中CH₄氧化速率和N₂O释放的影响
• 4.1 实验材料和方法
• 4.1.1 矿化垃圾和土样
• 4.1.2 氮转化
• 4的氧化能力'>4.1.3 CH₄的氧化能力
• 4.1.4 气体和土样的分析
• 2O和CO₂的释放'>4.1.5 N₂O和CO₂的释放
• 4.1.6 数据分析
• 4.2 结果
• 4氧化的影响'>4.2.1 粒径大小对CH₄氧化的影响
• 4⁺-N培养对氮转化的影响'>4.2.2 NH₄⁺-N培养对氮转化的影响
• 4氧化的影响'>4.2.3 环境因素对CH₄氧化的影响
• 2O和CO₂的释放通量'>4.2.4 N₂O和CO₂的释放通量
• 4.3 讨论
• 4氧化速率'>4.3.1 CH₄氧化速率
• 2O和CO₂的释放通量'>4.3.2 N₂O和CO₂的释放通量
• 4.3.3 与其他数据作对比
• 4.4 本章小结
• 4氧化速率和N₂O释放的影响'>第5章 重金属和环境因素对废水培养的矿化垃圾中CH₄氧化速率和N₂O释放的影响
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 矿化垃圾和实验土样
• 5.1.2 废水培养实验
• 5.1.3 培养实验
• 5.1.4 气体和土样的分析方法
• 2O和CO₂的释放'>5.1.5 N₂O和CO₂的释放
• 5.1.6 数据分析
• 5.2 结果
• 5.2.1 污水培养对氮转化的影响
• 5.2.2 重金属的影响
• 5.2.3 环境因素的影响
• 2O和CO₂释放通量'>5.2.4 N₂O和CO₂释放通量
• 5.3 讨论
• 5.3.1 废水处理的影响
• 5.3.2 重金属的抑制影响
• 4氧化和N₂O释放'>5.3.3 CH₄氧化和N₂O释放
• 5.4 本章小结
• 2O释放的特性和动力学研究'>第6章 渗滤液灌概矿化垃圾中氨挥发和N₂O释放的特性和动力学研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 实验材料
• 6.1.2 培养实验
• 6.1.3 氨挥发
• 2O和CO₂的释放通量'>6.1.4 N₂O和CO₂的释放通量
• 6.1.5 气体和土壤样品的分析方法
• 6.1.6 数据分析
• 6.2 结果
• 6.2.1 氨挥发特性和动力学研究
• 6.2.2 氮转化
• 2O和CO₂释放的特性'>6.2.3 N₂O和CO₂释放的特性
• 2O释放动力学研究'>6.2.4 N₂O释放动力学研究
• 6.3 讨论
• 6.3.1 硝化能力
• 6.3.2 氨挥发
• 2O和CO₂的释放通量'>6.3.3 N₂O和CO₂的释放通量
• 6.4 结论
• 第7章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 后续研究建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 攻读硕士期间发表的论文