微生物对土层中垃圾污染物的净化作用[、]
发布网友
发布时间：2022-05-24 12:44
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-13 21:53
一、研究意义
天然粘性土对垃圾污染物具有阻隔和净化能力。这种阻隔和净化能力一方面是粘性土具有机械过滤、离子交换、物理吸附作用和络合、螯合、分解等化学作用，另一方面，土中具有大量的微生物活动，这些微生物对垃圾污染物具有生物、生物化学作用，能把有毒有害物质转化成无毒无害物质。但是，土中微生物对垃圾污染物的这种净化究竟有多大？能否在土层中添加土壤微生物的营养物质，促使微生物优势菌种的大量繁殖，以增强其对污染物的净化能力？对这些问题的回答，对于垃圾填埋技术的突破及微生物地球化学的理论和方法发展，都具有重要的意义。目前，土壤微生物学的研究又进入了一个新领域，人们可以利用微生物处理污染物和污水，降解土壤中有机污染物，消除作物的土壤传染性病害，这对于净化环境和土壤保健是大有好处的。但是，研究土壤中的微生物对垃圾淋滤液污染物的净化作用的成果，在国内学术期刊上还未见有报道，在国外学术期刊上也较少，这是一个新的研究领域，已成为环境科学家关注的焦点之一。因此，此项研究具有特别重要的理论研究价值。
城市垃圾的不适当处置，已经引起了世界范围内的人类健康和环境问题，对其进行有效控制和处理、处置，已成为各国广泛关注的问题之一。在对固体废物的处理方法中，地质填埋法是世界各国最普遍采用的方法。这种处置方法的最关键技术是场地的防渗衬垫的铺设。迄今为止，国内外对防止垃圾渗滤液污染环境的思路是：禁止渗滤液向场外渗漏。在这种思想的指导下，为保护环境，对垃圾渗滤液处理采用铺设衬垫防渗与建污水处理厂的方法。所用的防渗衬垫中要铺设低透水的土工膜，使垫层结构复杂、材料昂贵、铺设难度大，造价高昂。一个中等规模填埋场防渗衬垫的造价高达数百至上千万元，而一个垃圾渗滤液处理厂的建立，需要投资上千万元，运转则需要数百万元/年。需要如此高昂的费用，对于一般的中小城市，是一个沉重的负担。我国的许多垃圾场污染环境，都是由于防渗衬垫的铺设达不到要求或垃圾渗滤液处理厂无法运转而造成的。如何使防渗层环保效果好，又不需对垃圾渗滤液进行处理，这样就能达到即使垃圾填埋场环保效果好，又大大地降低成本，这是垃圾填埋处置所追求的目标。探索利用土壤微生物对垃圾污染物的净化作用，达到这一目的，既能产生重大的环境效益，也能产生巨大的经济效益，具有特别重要的实践意义。
基于上述，我们在实验室作了微生物对土中垃圾污染物的净化试验研究。
二、实验研究方法
（一）实验研究思路
在垃圾场底部渗滤液、防渗粘性土中的微生物一般以厌氧或兼性微生物为主，如脱氮硫杆菌（th.denitrificans）、反硝化细菌（denitrifying bacteria）、硫酸盐还原菌（pesulfo vibrio）、专性还原乙酸菌、产甲烷菌等。我们在实验室用土柱模拟在垃圾场底部、渗滤液之下土层中的微生物生长的环境条件，在实验室培养厌氧或兼性微生物菌液，将其置入模拟土柱的表层，让长有大量微生物的菌液随垃圾渗滤液进入土中，使其参与土层对垃圾污染物净化的全过程。并在土柱的不同深度定时取水样进行分析测试垃圾污染组分。同时作没有人工培养菌落的平行土柱淋滤净化实验，以对比两者的结果，研究微生物对土层中垃圾污染物的净化作用。
（二）实验研究方法
1.模拟试验装置
模拟实验装置如图5-2和图5-3。
图5-2 厌氧微生物对土中垃圾污染物的净化模拟试验装置
图5-3 粘性土对垃圾污染物的净化作用的模拟试验装置
2.垃圾污染液准备
垃圾渗滤液取自北京市丰台区北天堂垃圾场的底部。
3.具体实验
利用土体及其中的厌氧微生物作用联合净化垃圾污染液的模拟试验在一个温度、湿度可调节的实验室里进行，先把添加了0.2 g12%含磷量的复合磷肥的1600 mL垃圾渗滤液注入实验土柱，再取经垃圾渗滤液接种、优选、驯化过的多种厌氧或兼性微生物如脱氮硫杆菌（th.denitrificans）、反硝化细菌（denitrifying bacteria）、硫酸盐还原菌（pesulfo-vibrio）、发酵性产酸菌、专性还原产乙酸菌及产甲烷菌、反硝化菌等菌液各20 mL共计200 mL，在保证厌氧条件下，分别注入到柱内液面以下的土层中，保持室温在30～35℃。为使土柱内试验保持厌氧状态，将设计有单向出气小孔的密封橡胶塞置于土柱液面之上，以使微生物处于厌氧环境。沿土柱等间距由上到下分别布设4个取样孔，用负压单向取样器通过PVC管连接到负压取样瓶内，定时取水样进行测试分析。实验测试项目主要有
等。共进行了六回次相同试验。
三、实验研究结果
经过上述实验，得到如图5-4所示结果。
图5-4 微生物对土中垃圾污染物的净化作用效果图
由图5-4及表5-3可看出，无论是添加了厌氧微生物菌液的土柱，还是未加菌液的天然土柱，试验的第一回次对垃圾污染物中的
等的截污值均比第二、三、四、五回次的大，且上一回次的截污值总比下一回次的截污值大。更重要的是，添加了厌氧微生物菌液的土柱与未加菌液的天然土柱比较，前者各回次对TDS、
等的截污值均比后者大。这说明在粘性土中加入厌氧微生物菌液后，提高了微生物在土中对
等污染物的净化作用。粘性土在加入厌氧微生物菌液后，每回次的截污作用可得到明显的提高，截污能力可提高3%～90%，而各回次累积截污值可提高4%～21%，且随试验回次的增多，微生物的作用有增强的趋势。
表5-3 天然土体在强化微生物作用下对污染物去除率的提高比较表
四、结论
根据上述研究结果，可得出下列结论：
（1）土壤微生物对污染物的净化作用研究，是国际上环境科学研究的前沿领域之一，在理论和环境污染治理的应用实践方面均有及其重要的现实意义。
（2）在垃圾处置场的粘性土衬垫中加入厌氧微生物菌液，可使微生物作用得到强化，并明显提高了微生物在防渗层中对
等垃圾污染物的降解作用。这为开发价廉物美的垃圾场防渗衬垫打开了思路，为有污染问题的垃圾场提供了一个有效的治理方法。
（3）在粘性土中加入厌氧微生物菌液，提高土层及微生物联合作用对垃圾污染物的截留净化方法，还只作了初步尝试性的探讨实验。由于微生物的生长和生长环境的复杂性及垃圾污染物的多样性等，要形成一个比较成熟的方法或技术，还需进一步作大量的工作。
