甲烷(CH4)是一种重要的温室气体，其增温效能是CO2的21倍；CH4对全 球温室效应的综合贡献达到22％，仅次于CO2。随着城市化发展与人类生活水 平的提高，生活垃圾填埋场己日益成为重要的CH4释放源。垃圾填埋场也是我 国甲烷气体的重要排放源，中国作为旨在抑制全球变暖和气候变化的《京都议定 书》(已于2005年2月16日正式生效)的签约国，控制垃圾填埋场的CH4释放 是我国履行减少温室气体排放义务的一个重要方面。因此找到一种经济高效的减 少填埋场CH4排放的方法显得十分必要。 国外对于填埋场终场覆盖层的甲烷氧化行为的研究表明，填埋场终场覆盖层 作为大气中O2与填埋气的动态混合区域，其中的甲烷氧化菌可以在适当的环境 条件下将CH4转化成CO2、水和生物质，从而减少甚至完全消除填埋场的甲烷 释放。 本研究以杭州天子岭生活垃圾填埋场终场覆盖层土壤为研究对象，首先研究 了不同性质和覆盖龄的终场覆土的甲烷氧化能力的差异；继而选用其中甲烷氧化 能力最强的土壤，采用模拟柱实验方法对填埋场覆盖层的甲烷氧化行为进行模拟 研究和同时也作为甲烷氧化菌群培养过程，考察了覆盖层内各气体组分的分布规 律及其与层内甲烷氧化的相互关系，比较了各层土壤的甲烷氧化强度，监测分析 了甲烷氧化的时间变化规律，同时通过物料衡算，探讨了甲烷氧化的途径和生物 质转化情况；随后研究了水分和氨氮投加情况对模拟柱出柱土壤的甲烷氧化能力 的影响。 实验结果表明：土质差别对土壤的甲烷氧化速率有很大影响：在其他环境条 件相似的情况下，粘性大的覆土由于气体传质阻力较大，限制了CH4和O2的可 利用性，从而其甲烷氧化速率会比粘性小的土壤低；填埋场封场后期由于甲烷气 产率的下降，终场覆土内的甲烷氧化菌的活动强度也大为减弱。 覆土层的甲烷氧化活动和其中氧气的分布有显著的交互影响：模拟柱内0～ 30cm存在很强的甲烷氧化活动，其中10～20cm处最为强烈；而30～50cm处由 于O2被上部的甲烷氧化活动消耗殆尽，甲烷氧化活动受到很大抑制；同时顶部 通风强度对覆土层内的气体分布和甲烷氧化活动的分布有显著影响：加大顶部通 风流量可以使O2的渗透能力增强，从而可以使覆土更深层区间的甲烷氧化菌群 在得到O2供给的条件下得以激活，加大甲烷氧化活动区域，从而提高整个覆土 层的甲烷氧化效率。 甲烷氧化菌在底物暂时中断的情况下能够持续存活，并且在恢复底物供应后 能迅速恢复活性，此特性对适应填埋场产生LFG的时间和空间上的不均匀性有 重要应用价值。此外，本实验甲烷氧化后转化为二氧化碳的比例为0.51，其余的 碳为微生物所固定，且覆土层存在其他好氧微生物的氧气消耗和自生固氮菌对空 气中N2的固定。 氨氮的投加对甲烷氧化没有表现出明显的抑制作用；低含水率(5％)下土壤的 甲烷氧化活动几乎停止，甲烷氧化最适含水率为15％；含水率相对氨氮而言，是 影响填埋场覆土甲烷氧化活动的主要因素。 [关键词]填埋场；终场覆土；甲烷氧化；模拟柱；土壤性质；含水率；氨氮