国家自然科学基金(50808017) 作品数:8 被引量:27 H指数:4 相关作者: 董世魁 张相锋 杨文静 陆文静 王洪涛 更多>> 相关机构: 北京师范大学 清华大学 甘肃农业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 北京市优秀人才培养资助 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 更多>>
高速公路植物废弃物的堆肥处置及应用研究 被引量:3 2012年 [目的]提高高速公路建设过程中植物废弃物的利用效率。[方法]在韶赣高速公路始兴县马市镇路段开展了高速公路施工产生的植物废弃物堆肥处置及绿化应用研究。[结果]静态垛堆肥工艺不仅可获得良好的堆肥产品,而且可有效控制温室气体的排放;植物废弃物进行好氧堆肥化处理后,其理化性质均已达到有机肥国家标准;与草炭土相比,植物废弃物堆肥作为种植基质添加材料具有较高肥效。高速公路植物废弃物堆肥施用于边坡绿化,不仅可减少植物废弃物本身对周边环境所造成的污染,同时也可改善土壤的理化性状、促进植物生长,具有显著的经济效益和生态效益,是未来高速公路植物废弃物处置的主要方向。[结论]对高速公路建设和运营期产生的植物废弃物进行堆肥处理并应用于高速公路边坡绿化中,是废弃物处理和边坡绿化相结合的高效工程,具有较好的应用前景。 沈洪艳 白婧 董世魁 张相峰 曹子龙 陈兵 杨雷关键词:高速公路 植物废弃物 堆肥 边坡绿化 复合陶粒基质甲烷氧化能力评价 被引量:1 2011年 以陶粒为载体,利用甲烷、氧气和养分制备出新型甲烷氧化基质——复合陶粒基质。以水分、孔隙度、碳氮比、NO3-浓度为影响因素,以复合陶粒基质的最大甲烷氧化速率(Vmax)为目标函数,进行L16(45)正交试验。以正交试验单因子方差分析结果(F值)为权重分配依据,应用层次分析法建立复合陶粒基质的甲烷氧化能力评分机制。评价结果表明,不同因素水平的复合陶粒基质评价分值与试验结果(Vmax)呈线性相关关系。在16组试验中最好的基质条件为:碳氮比1∶1(摩尔比)、水分(以与最大持水力比率计)50%、孔隙度30%、NO3-0.61 g/L。以100分为基准,该条件下所得基质的评价分值为99.043,相应的Vmax为2.845 6μmol/(g.h)。 盛美玲 张相锋 董世魁 王峰 陆文静 王洪涛关键词:甲烷氧化 正交试验 层次分析法 持水力 碳氮比 孔隙度 植物建植对垃圾填埋场生物覆盖层甲烷氧化及其微生物群落的影响 被引量:1 2012年 利用柱试验模拟填埋场生物覆盖层,研究了白三叶和苜蓿建植对增强覆盖层甲烷(CH4)氧化能力及保持甲烷氧化优势菌群的影响。结果表明:植物建植能明显降低基质含水率,提高氮含量,改善O2和CH4扩散,提高基质CH4氧化能力;在CH4氧化的高速期和下降期,植物建植的CH4氧化速率显著高于对照,白三叶和苜蓿处理之间无显著差异;在CH4氧化的低速期,对照与植物建植之间的CH4氧化速率无显著差异,而苜蓿处理显著高于白三叶处理。基于磷脂脂肪酸(PLFA)的微生物群落结构分析表明,植物建植有利于Ⅰ型菌在深层的分布,随着CH4氧化速率逐渐下降,柱体底部甲烷氧化细菌群落由Ⅰ型为主向Ⅱ型为主转变。 王峰 张相锋 董世魁关键词:甲烷氧化细菌 固氮 PLFA 甲烷胁迫对绿地植物生理生态特性的影响 被引量:1 2009年 甲烷胁迫是限制垃圾填埋场绿化植物存活和生长的主要因素。在室内模拟条件下,利用盆栽试验研究了2种绿地植物高羊茅和苜蓿对甲烷胁迫的适应性。结果表明:甲烷胁迫严重影响2种绿化植物的生长,主要表现在生长速度减小、光合作用减弱、干物质积累量减少;2种植物均通过提高体内脯氨酸含量来增加对甲烷胁迫的耐受力,苜蓿还可以通过降低SOD酶的活性来抵御甲烷胁迫;对2种绿化植物而言,脯氨酸含量可以作为评定其耐甲烷胁迫的主要生理指标。 杨文静 董世魁 张相锋 刘晓静关键词:绿地植物 净光合速率 抗氧化酶 生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响 被引量:13 2010年 生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物(1#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(2#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(3#基质)、1~2mm堆肥物(4#基质)、2~3.2mm堆肥物(5#基质)等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明:粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质(1#、4#和5#基质)几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物+陶粒(1:1(V:V))的复合基质(2#、3#基质)的甲烷氧化效率高达100%。堆肥物-陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。 张相锋 杨文静 董世魁 陆文静 王洪涛 刘晓静关键词:甲烷氧化 不同生物覆盖层厚度对甲烷氧化的影响研究 被引量:6 2010年 利用和强化垃圾填埋场生物覆盖层的甲烷氧化能力是控制垃圾填埋场温室气体排放的一种经济和有效的手段。以陶粒和堆肥复合基质生物覆盖层为研究对象,采用实验室模拟柱试验方法对不同厚度(30~80 cm)生物覆盖层的甲烷氧化行为进行为期4个月的研究。试验结果表明,不同厚度生物覆盖层的甲烷氧化速率以30 cm厚度最佳;生物覆盖层氧气的空间分布与柱中甲烷氧化活动有显著的交互影响;以碳同位素(δ13C)测得80 cm生物覆盖层中甲烷的氧化率为41.73%。 杨文静 董世魁 张相锋 朱磊 陆文静 王洪涛关键词:覆盖层厚度 同位素测定 一种新型垃圾填埋场生物覆盖层基质的甲烷氧化动力学研究 被引量:5 2010年 陶粒与堆肥的混合基质可作为氧化消减垃圾填埋气的材料。在实验室模拟条件下,分析了生物覆盖层基质的含水率、温度、初始甲烷浓度、初始氧气浓度等环境因子对甲烷氧化效率的影响,借助O rigin version 7.5软件进行生物覆盖层材料甲烷氧化动力学参数拟合,旨在为实际工程应用提供科学依据。试验结果表明:堆肥与陶粒的复合基质最佳含水率为40%时,甲烷的氧化速率达6.28μmolCH4.g-1h-1;覆盖层材料的最大甲烷氧化速率为Vm ax为9.10427μmolCH4g-1h-1,半速常数Km为3.45%。 杨文静 张相锋 董世魁 刘晓静 温璐 陆文静 王洪涛关键词:陶粒 堆肥 甲烷氧化 动力学参数 垃圾填埋场新型覆盖层材料厚度对甲烷氧化行为的影响 被引量:7 2009年 甲烷是一种长期存在于大气中的重要温室气体,它对温室效应的贡献率是二氧化碳的21倍,生活垃圾填埋场是仅次于水稻田的第二大甲烷人为排放源,减少垃圾填埋场的甲烷气体排放对缓解全球变暖压力具有重要意义。在实验室条件下模拟垃圾填埋场甲烷排放情况,将堆肥+陶粒混合物(体积比1∶1)这一新型覆盖层材料按6个厚度(30、40、50、60、70、80cm)装入有机玻璃柱中研究甲烷氧化与覆盖层深度的关系。研究结果表明:试验94d甲烷氧化率开始下降,到实验结束前6个柱体中甲烷氧化率相似,维持在24.6%~34.8%之间;甲烷氧化速率由于甲烷通入量不断加大呈现先增加后减小的趋势,最低值为2.45mol·m-2·d-1,最高值为17.82mol·m-2·d-1;在试验第119~121d对各个柱体不同深度的气体成分进行分析,发现甲烷氧化的范围主要集中在基质0cm~30cm深处。 朱磊 张相锋 董世魁 杨文静关键词:填埋场 甲烷氧化