甲烷生物氧化對(duì)減少填埋場(chǎng)環(huán)境溫室氣體的排放有著重要意義。本研究利用模擬垃圾填埋場(chǎng)填埋柱滲濾液與實(shí)際垃圾填埋場(chǎng)滲濾液為菌種來(lái)源,富集培養(yǎng)甲烷氧化微生物,并對(duì)其種群特征進(jìn)行研究。旨在揭示厭氧環(huán)境下甲烷氧化微生物種群結(jié)構(gòu)與變化,豐富對(duì)垃圾填埋場(chǎng)厭氧環(huán)境下甲烷氧化現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)與理解,并為垃圾填埋場(chǎng)的有效甲烷排放控制提供指導(dǎo)。本文主要得到以下結(jié)論:(1)利用模擬垃圾填埋柱滲濾液直接厭氧培養(yǎng)的富集產(chǎn)物的日均甲烷氧化率分別為0.5%-2%。利用NMS為基質(zhì)可以顯著提高富集產(chǎn)物的甲烷氧化率,不同條件下日均氧化率可提高至2.5%~2.7%�；瘜W(xué)計(jì)量分析發(fā)現(xiàn),用現(xiàn)有的ANME機(jī)理難以解釋富集樣品的甲烷氧化量。根據(jù)現(xiàn)有ANME機(jī)理得到該實(shí)驗(yàn)厭氧條件下累計(jì)甲烷氧化率的理論值為39.5%。然而,實(shí)測(cè)到研究條件下僅14日的累計(jì)甲烷氧化率可達(dá)36.28%,39.40%。(2)以滲濾液為菌種來(lái)源,利用NMS分別在好氧和厭氧條件下富集培養(yǎng)甲烷氧化菌的研究發(fā)現(xiàn),甲烷好氧氧化菌Methylocystis為好氧培養(yǎng)樣品的優(yōu)勢(shì)種群,其在MO1,MO2的相對(duì)豐度分別為35.96%和78.37%。Moheibacter以及Cupriavidus菌屬為厭氧樣品的優(yōu)勢(shì)種群,其在MA1,MA2中的相對(duì)豐度分別為41.38%和43.08%,已有研究未發(fā)現(xiàn)其與甲烷氧化的關(guān)系。在厭氧樣品中,發(fā)現(xiàn)存在少量甲烷好氧氧化菌(MOB),Methylocaldum在MA1中的相對(duì)豐度為29.68%,Methylocystis在MA2中的相對(duì)豐度僅為6.36%。(3)利用生活垃圾填埋場(chǎng)處于厭氧環(huán)境下的調(diào)節(jié)池中滲濾液富集甲烷好氧氧化菌(MOB),富集培養(yǎng)的MOB能在厭氧條件下存活并氧化甲烷。MOB在好氧和厭氧條件下的培養(yǎng)周期分別為15,55天。厭氧培養(yǎng),好氧培養(yǎng)結(jié)束時(shí)累積CH4消耗量分別為630.9±48.74ml,98.37±11.74ml。外加SO_4~(2-)為電子受體與外加NO3-為電子受體相比,可以顯著提高甲烷累計(jì)氧化率(p=0.042,t183.537=3.144),然而電子受體的加入量并不能解釋甲烷的氧化量。(4)通過(guò)16S r RNA以及pmo A功能基因分析,發(fā)現(xiàn)MOB從好氧環(huán)境轉(zhuǎn)入?yún)捬醐h(huán)境下后,種群結(jié)構(gòu)發(fā)生了演替。好氧樣品O1的優(yōu)勢(shì)種群為I型MOB Methylomonas,其相對(duì)豐度為81%。在厭氧樣本中,隨著富集時(shí)間的增加,I型MOB Methylomonas的相對(duì)豐度逐漸減少(A1中為48%,A2中為8%),X型甲烷氧化菌Methylococcus(A1中為19%in,A2中為36%)與II甲烷氧化菌Methylocystis(A1中為30%,A2中為54%)的相對(duì)豐度逐漸增加。最終在55天的培養(yǎng)周期內(nèi),Methylococcus最終成為優(yōu)勢(shì)種群(A3中相對(duì)豐度為68%)。專(zhuān)性乙酸營(yíng)養(yǎng)古菌Methanosaeta也在厭氧條件下得到富集。富集培養(yǎng)的Methylococcus以及Methylocystis菌屬能否像M.Oxyfera細(xì)菌一樣,通過(guò)一種全新的機(jī)制以及未知的歧化酶,將電子受體轉(zhuǎn)化為O2從而氧化甲烷仍需進(jìn)一步研究。
【學(xué)位單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：X799.3;X172
【部分圖文】：

圖 1-1 MOB 在好氧及厭氧環(huán)境下代謝甲烷途徑（3）饑餓理論Roslev 和 King 等的研究發(fā)現(xiàn)，MOB 在厭氧環(huán)境下，可以進(jìn)入無(wú)氧休眠伴隨著內(nèi)源性代謝的嚴(yán)重衰減。在這種狀態(tài)下，可能通過(guò)某些內(nèi)源底物的供維持要求。此外，外源底物的低水平分解代謝可以支持一些甲烷氧化細(xì)期厭氧存活。MOB 在厭氧環(huán)境中比在好氧環(huán)境中能更好的存活。然而，境中MOB饑餓代謝的內(nèi)源性底物利用率比平行實(shí)驗(yàn)好氧條件下的饑餓代源性底物利用率低 10 倍。 研究目的與內(nèi)容1 研究目的本研究旨在探究填埋場(chǎng)環(huán)境生活垃圾穩(wěn)定化過(guò)程中甲烷厭氧氧化率的變，甲烷厭氧氧化的影響因素；檢測(cè)填埋場(chǎng)厭氧環(huán)境參與甲烷厭氧氧化的

圖 2-1 模擬垃圾填埋柱過(guò)程主要探究?jī)?nèi)容有兩個(gè)。第一，探究模擬垃圾填埋柱滲濾液理化性律。該部分包括自模擬垃圾填埋柱啟動(dòng)一個(gè)月后，每?jī)芍軓姆磻?yīng)，測(cè)定其 pH，氧化還原電位（ORP）以及 SO2-4離子濃度。利用模擬垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行厭氧條件下甲烷氧化微生物的烷氧化率；并在富集培養(yǎng)各組中分別添加 SO2-4及 NO3－離子探究加入是否會(huì)對(duì)甲烷氧化產(chǎn)生影響。方法

大學(xué)碩士論文 第二章 模擬垃圾填埋場(chǎng)厭氧環(huán)境下甲烷氧化過(guò)以利用硫酸鹽將 CH4氧化為 CO2, 從而減少溫室氣體的排放。應(yīng)柱滲濾液甲烷氧化率-2 為利用第 4 周模擬垃圾填埋柱滲濾液對(duì)甲烷氧化菌進(jìn)行富集培養(yǎng)1.1，1.2，1.3，1.4（空白）組甲烷 7 天，14 天，21 天累計(jì)氧化率見(jiàn)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2871272