Аэробное окисление метана в покрывающей почве полигона твердых бытовых отходов

• Автор: Каллистова, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИГОНОВ ТБО

1.1. Продукция, состав и утилизация ТБО в России

1.2. Характеристика микробных процессов на полигонах ТБО

1.3. Эмиссия метана с поверхности полигонов ТБО

Глава 2. МЕТАНОТРОФНЫЕ БАКТЕРИИ

2.1. Классификация и общая характеристика метанотрофных бактерий

2.2. Биохимические особенности окисления метана метанотрофными бактериями

2.3. Экология метанотрофных бактерий

Глава 3. МЕТАНОКИСЛЯЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ ПОКРЫВАЮЩЕЙ ПОЧВЫ ПОЛИГОНОВ ТБО

3.1. Измерение метанокисляющей активности покрывающей почвы
3.1.1. Измерение окисления метана i i
3.1.2. Измерение окисления метана x i
3.2. Влияние факторов окружающей среды на метанокисляющую активность покрывающей почвы
3.2.1. Температура
3.2.2. Влажность
3.2.3. Концентрация субстратов метанотрофного роста
3.2.4. Соединения азота
3.2.5. Летучие органические соединения
3.2.6. Состав покрывающей почвы
3.2.7. Кислотная реакция среды
3.2.8. Растительный покров
3.3. Способы снижения эмиссии метана с поверхности полигонов ТБО
Глава 4. ЧИСЛЕННОСТЬ И СОСТАВ МЕТАНОТРОФНОЙ ПОПУЛЯЦИИ ПОКРЫВАЮЩЕЙ ПОЧВЫ ПОЛИГОНОВ ТБО
4.1. Оценка численности и выделение метанотрофов с помощью методов культивирования
4.2. Исследование метанотрофной популяции с помощью анализа состава клеточных жирных кислот
4.3. Оценка численности и видового состава меганотрофной популяции методом непрямой иммунофлуоресценции
4.4. Количественная идентификация метанотрофов методом флуоресцентной i i гибридизации
4.5. Исследование биоразнообразия метанотрофов методами, основанными на использовании ПЦР
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 5. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Объект исследования
5.2. Определение эмиссии метана
5.3. Определение состава порового газа по разрезу покрывающей почвы
5.4. Определение физических характеристик покрывающей почвы
5.5. Отбор образцов покрывающей почвы
5.6. Метод газоадсорбционной хроматографии
5.7. Определение метанокисляющей активности покрывающей почвы
5.8. Определение численности метанотрофных бактерий
5.8.1. Метод предельных разведений
5.8.2. Метод флуоресцентной i i гибридизации I
5.9. Выделение накопительных культур метанотрофных бактерий
5 Определение морфологии клеток микроорганизмов
5 Идентификация метанотрофных бактерий
. Метод непрямой иммунофлуоресценции
. Методы, основанные на использовании ПЦР
.1. ДНКэкстракция
.2. ПЦРамплификация
.3. Разделение ПЦРпродуктов методом
.4. Секвенирование ДНКфрагментов
5 Разработка способа снижения эмиссии метана при помощи интродукции консорциума метанотрофных бактерий
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 6. ЭМИССИЯ МЕТАНА С ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИГОНА ХМЕТЬЕВО Глава 7. АЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ МЕТАНА В ПОКРЫВАЮЩЕЙ ПОЧВЕ ПОЛИГОНА ХМЕТЬЕВО
7.1. Влияние факторов окружающей среды на метанокисляюхцую активность покрывающей почвы
7.2. Метанокисляющая активность покрывающей почвы
7.3. Сезонные изменения метанокисляющей активности покрывающей почвы
7.4. Зависимость метанокисляющей активности покрывающей почвы от температуры инкубации
Глава 8. ЧИСЛЕННОСТЬ МЕТАНОТРОФОВ В ПОКРЫВАЮЩЕЙ ПОЧВЕ ПОЛИГОНА ХМЕТЬЕВО
8.1. Численность культивируемых метанотрофов
8.2. Сезонная динамика численности культивируемых метанотрофов
8.3. Сезонная динамика численности метанотрофных бактерий, активных в покрывающей почве i i
Глава 9. БИОРАЗНООБРАЗИЕ КУЛЬТИВИРУЕМЫХ МЕТАНОТРОФОВ В ПОКРЫВАЮЩЕЙ ПОЧВЕ П0ЛИГ А ХМЕТЬЕВО
9.1. Идентификация метанотрофных бактерий методом непрямой иммунофлуоресценции
9.2. Идентификация метанотрофных бактерий молекулярными методами
9.2.1. ПЦРамплификация образцов ДНК с мстанотрофными и универсальными бактериальными праймерами
9.2.2. Разделение ДНКфрагментов методом
9.2.3. Видовой состав бактериальной популяции в накопительных культурах
9.2.4. Молекулярный анализ культуры 4
9.2.5. Молекулярный анализ образцов покрывающей почвы 8 Глава . СНИЖЕНИЕ ЭМИССИИ МЕТАНА С ПОВЕРХНОСТИ
ПОЛИГОНА ТБО ПРИ ПОМОЩИ ИНТРОДУКЦИИ КОНСОРЦИУМА МЕТАНОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Н., Саввичев С. А., Каллистова А. Ю Кевбрина М. В., Мурашов В. Е., Серебряная М. И., Новицкий ИЛО. Активация микробного образования и окисления метана на полигонах твердых бытовых отходов ТБО 4й Международный конгресс по управлению отходами ВейстТэк. Москва, мая 3 июня . С. . Каллистова А. Ю Ейнола Ю. Ножевникова А. Н. . Количественная идентификация метанотрофных бактерий в покрывающей почве полигона захоронения твердых бытовых отходов методом флуоресцентной i i гибридизации Всероссийская молодежная школаконференция Актуальные аспекты современной микробиологии. Москва, ноября . С. . А.Ю. Каллистова. Г. Юргенс, I. Монтонен, У. Мюнстер, А. Н. Ножевникова. Биоразнообразие метанотрофных бактерий в покрывающей почве полигона ТБО ая Международная молодежная школаконференция Актуальные аспекты современной микробиологии. Москва, ноября . С. . Глава 1. Уменьшение экологического ущерба окружающей среде, степень утилизации производственных и бытовых отходов определяют уровень технологического развития страны. В России наиболее применяемым способом утилизации твердых бытовых отходов ТБО является их захоронение на специальных полигонах. По своему предназначению полигон ТБО это природоохранное сооружение, размещаемое за пределами города и обеспечивающее его защиту от загрязнения. По существу же это антропогенное геологическое тело мощностью обычно более м, на сложенное бытовым мусором и занимающее площадь от единиц до нескольких сотен гектаров Горбатюк и др. Полигоны ТБО и несанкционированные свалки оказывают огромное негативное воздействие на экологию окружающей среды и здоровье населения, загрязняя прилежащие почвы и грунты, 1рунтовые воды и атмосферу тяжелыми металлами и другими токсичными соединениями, включая газообразные и летучие вещества. Территории, занятые под полигоны ТБО, требуют рекультивации с целью снижения их отрицательного локального и глобального влияния. К твердым бытовым отходам относят отходы коммунальнобытового хозяйства, торговых предприятий, медицинских и образовательных учреждений и муниципальных служб Харитонова и Корнилаев, . В России годовая продукция ТБО на душу населения составляет кг. По официальным данным в жилом секторе Москвы ежегодно образуется более 2 млн. ТБО и 5 тыс. В нежилом секторе города образуется более 1 млн. ТБО, свыше 2 млн. Объем загрязненных строительных грунтов составляет 6 млн. Итого в Москве образуется более млн. В Московской области ежегодно образуется около млн. ТБО и 2 млн. Итого в Москве вместе с областью ежегодно образуется около млн. Средний прирост объемов образования различных отходов на протяжении последних лет достаточно устойчивый и составляет в год Захаров, . ТБО в Москве, отражают ситуацию, сложившуюся в большинстве городов России Бутусов и др. Для городских ТБО характерно высокое содержание органических компонентов до от общей массы отходов. Основу свалочной толщи составляют бумага, картон, упаковочные материалы и пищевые отходы табл. Органическое вещество отходов по составу можно разделить на 6 основных химических компонентов нецеллюлозные углеводороды гемицеллюлоза, крахмал, моно и олигосахариды, целлюлозу, белки, жиры, лигнин и пластики Горбатюк и др. Лебедев и др. Таблица 1. Состав ТБО в России поданным Мирного , Харитоновой и Корнилаева , Никогосова и соавт. Жилой фонд Учреждения и торговые предприятия Жилой фонд Учреждения и торговые предприятия
Бумага и картон . Стекло 4. Черный металл 2. Цветной металл 1. Пластики полимеры 8 6. Текстиль 4. Кожа и резина 0. Дерево 1. Пищевые отходы . Прочие . Примечание н. Мировая практика утилизации ТБО в основном сводится к двум способам полигонное захоронения и сжигание Горбатюк и др. Площадь, занятая полигонами ТБО на территории России, превышает тыс. Харитонова и Корнилаев, . Помимо официальных полигонов ТБО, особое беспокойство вызывают несанкционированные свалки. Так, проведенные в г. Москвы не менее 9 участков стихийных свалок, сложенных насыпными грунтами с примесью строительного мусора и бытовых отходов, мощностью от 2 до м, площадью от 0.