Закономерности изменения микробиоценозов на полигонах депонирования твердых бытовых отходов в процессе деструкции органических веществ

• Автор: Зайцева, Тамара Алексеевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 289 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РОЛЬ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО СООБЩЕСТВА В ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНОГЕНОВ ПОЛИГОНА

ДЕПОНИРОВАНИЯ ТБО.

1.1 Характеристика полигонов ТБО как антропогенной

экологической системы.

1.2. Сукцессионные изменения на различных этапах эксплуатации полигона ТБО

1.3. Трансформация биодеградируемых фракций ТБО

на полигонах депонирования

1.4. Оценка влияния полигонов ТБО на окружающую среду

1.4.1. Роль микроорганизмов в образовании фильтрационных вод и формировании их физикохимических свойств.
1.4.2. Роль микроорганизмов в образовании биогаза
1.4.3. Влияние полигонов ТБО на почву и геологическую
1.4.4. Санитарногигиеническое состояние полигонов ТБО .
1.5. Оценка технологий снижения эмиссий загрязняющих веществ
на полигонах ТБО
1.5.1. Применение комплексных методов и технологий обработки отходов полигонов депонирования ТБО, применяемых
для снижения биогаза
1.5.2. Оценка существующих технологий очистки фильтрационных вод
1.5.3. Состояние полигона после их закрытия на этапе рекультивации.
ГЛАВА 2. ПРОГРАММА, ОБЪЕМЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3. САНИТАРНОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Экологические условия полигона ТБО Пермского края
3.1.1. Краткий очерк района расположения полигона ТБО.
3.1.2. Геологогидрологические условия объекта.
3.1.3. Характеристика почвы на территории полигона ТБО
3.1.4. Растительный покров вокруг полигона ТБО.
3.1.5. Формирование состава и свойства фильтрационных
3.1.6. Образование биогаза на полигоне ТБО.
3.1.7. Влияние полигонов ТБО на окружающую природную среду.
3.2. Анализ экологических условий полигона депонирования ТБО
как среды обитания микроорганизмов
3.2.1. Климатические условия.
3.2.2. Морфологический состав отходов
3.2.3. Физикохимические условия среды.
3.2.4. Органогены вещества, обеспечивающие жизнедеятельность микроорганизмов.
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СТРАТЕГИИ МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ, ДЕСТРУКТИРУЮЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА НА ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ И РЕКУЛЬТИВИРУЕМОЙ ТЕРРИТОРИЯХ ПОЛИГОНА ТБО
4.1. Экологические стратегии микробных популяций, деструктирующие органогены на эксплуатируемой территории полигона ТБО
4.1.1. Функциональная структура микроорганизмов депонированных ТБО
4.1.2. Функциональная структура микроорганизмов фильтрационных вод
4.1.3. Функциональная структура микроорганизмов донных отложений наземных скоплений фильтрата
4.1.4. Микробиологическая трансформация органогенов
4.2. Микробиологическая конверсия депонированных отходов на рекультивируемой территории полигона ТБО
4.2.1. Краткая характеристика рекультивируемой
территории.
4.2.2. Морфологическая характеристика свалочного новообразования СН, сформировавшегося в процессе длительной биодеструкции ТБО
4.2.3. Микробиологические сообщества СН.
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА САНИТАРНОБАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО И ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИГОНА ТБО Г. ПЕРМИ
5.1. Экспериментальные исследования полигона ТБО
в санитарномикробиологическом и эпидемиологическом отношении
5.2. Микробиологический состав снегового покрова в зоне
влияния полигона ТБО.
5.3. Санитарномикробиологическая характеристика депонированных ТБО полигона
5.4. Микробиологическая характеристика фильтрационных
вод полигона ТБО.
5.5. Санитарнобактериологическая характеристика
природных водоисточников в зоне влияния полигона.
5.6. Микробиологическая характеристика свалочного новообразования СН, сформировавшегося в процессе длительной биодеструкции ТБО
ГЛАВА 6. МОДЕЛИРОВАПНИЕ ПРОЦЕССОВ БИОДЕГРАДАЦИИ ОРГАНОГЕНОВ В КОМПОНЕНТАХ ЭКОСИСТЕМЫ
ПОЛИГОНА ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ВОДАХ И ТБО.
6.1. Биохимическая деструкция органических веществ фильтрационных вод в аэробных условиях
6.2. Биохимическая деструкция фильтрационных вод в анаэробных условиях.
6.3. Биодеградация и трансформация органогенов полигона
ТБО в искусственной антропогенной экосистеме.
ГЛАВА 7. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И САНИТАРНОГИГИЕНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛИГОНОВ ДЕПОНИРОВАНИЯ ТБО НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ.
7.1. Обоснование параметров оценки экологического и санитарногигиенического состояния полигонов захоронения
7.2. Моделирование процессов деструкции ТБО
7.3. Управление полигоном ТБО, как биологическим
реактором
7.4. Управление полигоном ТБО, как биологическим реактором
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В последнее время появилось новое представление о том, что временные изменения, происходящие в природных системах, не случайны и обусловлены не только внешними воздействиями, но и во многом определяют внутренние процессы системы . Направленные изменения в структуре микробиологического сообщества, последовательная и закономерная смена одного биоценоза другим, сопровождающаяся изменением микробиологических процессов, превращения вещества и энергии определяется как сукцессия . В системе полигон микроорганизм могут происходить закономерные и планомерные изменения в составе и структуре микробного сообщества, заключающиеся в последовательных изменениях в комплексе различных популяций при биодеструкции и трансформации органогенов ТБО, которые можно рассматривать как сукцессию. Сукцессионные процессы изменения происходят вполне закономерно, в определенной последовательности так, что их возможно предсказать . Основная ценность такого изучения состоит в том, что оно дает возможность подойти к решению общих проблем регуляции микробной активности. Трофика микроорганизмов является важнейшим из биотических факторов. Для значительной группы гетерогенных организмов источником углерода на полигоне могут быть самые разнообразные отходы пищевые, растительного происхождения, с высоким содержанием различных органических веществ. Необходимую энергию гетеротрофы могут получать за счет окисления и брожения этих веществ. Количество биологически разлагаемого и не разлагаемого углерода на полигоне определяется морфологическим составом ТБО. В любой момент времени на полигоне углерод может находиться в одной из форм не разлагаемый, гидрокарбонатная, ацидогенной биомассе, ацетатной, перешедший в диоксид углерода и метан . Один процент органически разлагаемого углерода переходит в биогаз , . Рост микробной популяции зависит от количества субстрата и прекращается, когда он исчерпан. К константа скорости реакции,
скорость разложения субстрата,
показывающее, что количество разложившегося субстрата пропорционально количеству неразложившегося . Считается, что количество неразложившегося субстрата единственный фактор, влияющий на метанообразование в теле полигона, а абиотические факторы влажность, токсичность субстанции и т. Трофические и метаболические механизмы связей лежат в основе всех возникающих в природе ассоциаций различных организмов, в том числе и микроорганизмов. Разнообразные органогенные вещества полигона будут подвергаться деструкции различными группами микроорганизмов, связанных трофическими взаимоотношениям. При конкурентном взаимодействии большое значение будут иметь скорость потребления субстрата. Это приводит к смене одних форм другими, т. Среди микроорганизмов широко распространены синтрофные и метабиотические взаимоотношения. Синтрофными отношениями трофические связи называют в том случае, когда субстрат потребляется смешанными популяциями и не используется в чистых культурах. В результате синтрофных отношений между метаногенными и первичными анаэробами метаногенная популяция приобретает способность превращать в метан широкий спектр субстратов. При метабиозе одна группа популяций потребляет вещества, которые образуют их предшественники. Например, нитробактерии потребляют нитриты, продуцируемые нитрозными бактериями. Многие микробные ассоциации существуют на основе межвидового переноса водорода. Метаболические связи прослеживаются во всех циклических превращениях любых элементов . Симбиотическое сообщество микроорганизмов, присутствующее в теле полигона, может функционировать как саморегулирующаяся система, поддерживающая реакцию среды, окислительновосстановительные условия и термодинамическое равновесие в результате изменения метаболических процессов. Время функционирования полигона депонирования ТБО охватывает весь период с момента выбора площадки под строительство полигона и продолжается до полной ассимиляции массива отходов окружающей средой переход отходов в естественные природные субстанции, характерные для литосферы и гидросферы, и достижения стабильного и экологически безопасного состояния свалочного грунта , .