基于新型填埋覆土的垃圾填埋场恶臭原位控制微生物生态调控机理研究

垃圾填埋库区是垃圾填埋场最主要的恶臭污染源。填埋覆土微生物在原位控制恶臭气体迁移和转化的过程中起着关键作用。污泥竹炭堆肥改良覆土具有优化和调控参与碳氮硫物质循环的除臭微生物活性的功能，在填埋场恶臭气体减排方面发挥重要作用，然而其对恶臭污染原位控制的微生物生态调控机理尚未明确。本项目拟通过室内模拟研究，以污泥竹炭堆肥改良的新型填埋覆土为试材，采用GC-MS、PCR-DGGE-分子克隆、FISH和荧光定量PCR等先进监测分析方法及现代分子生物技术，明确新型填埋覆土材料对垃圾填埋场恶臭气体的减排作用和影响因素；探明新型填埋覆土功能微生物种群多样性及演替规律；揭示新型填埋覆土恶臭原位控制效果与功能微生物种群动力学之间的相互关系，阐明新型填埋覆土恶臭气体原位控制微生物生态转化机理，提出垃圾填埋场恶臭气体原位控制调控策略，为垃圾填埋场恶臭污染控制提供理论依据和技术支撑。

垃圾填埋场恶臭污染是全球广泛关注的环境公害，其恶臭污染控制技术及机理已成为当前研究热点。本项目以天子岭垃圾填埋场恶臭为研究对象，采用GC-MS技术，进行垃圾填埋场恶臭污染源解析与动态变化特征研究，结果发现填埋库区和渗滤液处理厂是天子岭垃圾填埋场主要恶臭污染源，填埋场主要恶臭气体时空变化趋势相似，受环境因子影响显著；成功构建了以污泥竹炭堆肥为主要成份的高效新型垃圾填埋覆土材料，并首次应用于垃圾填埋场恶臭污染原位控制研究中，该材料除臭效果显著优于传统材料；通过实验室模拟试验，发现温度是最主要的影响因素，不同配比和湿度对垃圾填埋场恶臭气体原位控制效果影响较小；通过构建GC-MS与PCR-DGGE-分子克隆结合技术，实现了新型填埋覆土恶臭原位控制效果及其覆土微生物群落结构和功能多样性变化研究，发现不同类型填埋覆土材料微生物群落组成、数量和丰度存在差异，污泥竹炭堆肥改良覆土的优势菌群数量和丰度显著高于传统材料；在此基础上，通过运用高通量测序技术，进一步明确优势覆土微生物种群结构，微生物群落结构演替是多因素综合作用的结果，揭示了新型填埋覆土恶臭原位控制效果与功能微生物种群动力学之间的相互关系，阐明了新型填埋覆土恶臭气体原位控制微生物生态转化机理。相关研究结果已分别发表于"Waste Management"和"Journal of Environmental Science and Health, Part A"上；共申报国家发明专利2项，实用新型专利1项，其中已有1项国家发明专利和1项实用新型专利获授权。项目研究成果为垃圾填埋场恶臭污染控制提供了理论依据和技术支撑。