【摘要】： 環(huán)境規(guī)劃與管理是對環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行的科學(xué)評價預(yù)測、決策與管理的綜合過程。管理內(nèi)容包括水環(huán)境管理、大氣環(huán)境管理、土地資源保護(hù)管理、固體廢物管理及城鎮(zhèn)環(huán)境管理等等。其中，固體廢物管理是從固體廢物的產(chǎn)生、收集和運輸(收運)、處理(置)實行全過程的管理。固體廢物管理是環(huán)境規(guī)劃與管理中的一個重要內(nèi)容。城市生活垃圾是固體廢物管理的一個主要對象，其管理(處理)的技術(shù)手段具有多樣性，垃圾堆肥技術(shù)作為一種處理成本最廉價、最能體現(xiàn)“資源化”、符合生態(tài)平衡原則的友好型處理方法已引起廣泛關(guān)注。城市生活垃圾堆肥過程的管理非常重要。由于堆肥處理環(huán)節(jié)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)、優(yōu)化等直接關(guān)系到堆肥質(zhì)量好壞、影響著后續(xù)的最終處置等環(huán)節(jié)，探究有效可行的綜合處理與實時監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)成為堆肥過程管理中的主要研究對象之一。 本文旨在以改善堆肥管理中涉及的與堆肥生產(chǎn)流程密切相關(guān)的各環(huán)節(jié)系列關(guān)鍵技術(shù)為主軸，系統(tǒng)研究了垃圾堆肥過程中限速因子的優(yōu)化控制方法、酚類典型有毒有害物質(zhì)的控制、堆肥過程管理中微生物與活性組分及有毒有害物質(zhì)的實時監(jiān)測技術(shù)，并對堆肥成品腐殖質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)化控制方法進(jìn)行了探討，以期為城市生活垃圾堆肥過程管理中的綜合處理與實時監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論與方法指導(dǎo)，為堆肥過程管理的切實有效發(fā)展及其體系的健全完善提供技術(shù)支持。 成功選育出木質(zhì)素降解能力較強的復(fù)合菌JX1，并研發(fā)了基于接種復(fù)合菌JX1優(yōu)化調(diào)控堆肥化限速因子的高效堆肥方法。結(jié)果表明接種復(fù)合菌JX1促進(jìn)了堆肥限速因子木質(zhì)素的降解，加速了堆肥進(jìn)程。就整個復(fù)合菌堆肥化過程而言，木質(zhì)素的生物降解更主要依賴多酚氧化酶的催化氧化作用。這種高效堆肥方法的發(fā)展有利于高效合理管理的實施。 通過深入研究接種白腐菌堆肥法應(yīng)用于處理五氯酚污染垃圾，發(fā)現(xiàn)接種白腐菌堆肥法處理五氯酚污染垃圾切實可行。接種白腐菌堆肥處理下堆料中五氯酚濃度、木質(zhì)素、粗纖維含量比傳統(tǒng)堆肥處理的減少更明顯，這可能與接種白腐菌有效分解了五氯酚、緩減了其抑制作用有關(guān)。接種白腐菌堆肥過程中微生物量碳及種子發(fā)芽指數(shù)也均明顯較高，在堆制80d后種子發(fā)芽指數(shù)達(dá)121％，這表明接種白腐菌堆肥法從一定程度上降低了五氯酚的生物毒性，使得堆制過程中生物活性相對較高。此方法實現(xiàn)了五氯酚類典型有毒有害物質(zhì)的有效控制，可為此類問題對應(yīng)的管理環(huán)節(jié)提供技術(shù)支撐。 成功應(yīng)用PCR-DGGE法分析了堆肥過程中微生物種群動態(tài)變化，并研制出快速便捷的電化學(xué)酶傳感器用于木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)的酶活性檢測。結(jié)果表明，堆肥過程中微生物群落經(jīng)歷了明顯的演變過程，高溫階段中真菌、放線菌種類較豐富，但微生物多樣性至降溫期減少。實驗確定了電化學(xué)酶傳感器裸玻碳電極對LiP、MnP體系的催化反應(yīng)的響應(yīng)最為靈敏且電流變化較大的最適pH值(pH4．2)、H_2O_2(0．1875 mM)、對苯二酚(0．25 mM)、藜蘆醇(6 mM)含量等參數(shù)，在該反應(yīng)條件下傳感器能準(zhǔn)確測定LiP、MnP。快速檢測方法的研究可為實現(xiàn)堆肥過程的高效監(jiān)控及合理管理提供有力的技術(shù)支持。 成功研制出一種夾心式免疫傳感器并用于檢測堆肥中毒莠定含量。根據(jù)電流響應(yīng)、毒莠定測定等實驗，得到毒莠定濃度的線性方程，確定了毒莠定檢測線性范圍為0．01～10μg／mL，檢測下限達(dá)1×10~(-8)μg／mL。成功研制出一種葡萄糖氧化酶傳感器用于檢測堆肥中重金屬汞離子。該傳感器對汞離子的檢測下限是0．49μg／L，抑制率和汞離子濃度的自然對數(shù)值在0．49μg／L至783．21μg／L和783．21μg／L至25．55 mg／L范圍內(nèi)分別呈良好的線性關(guān)系。測定了汞離子在堆肥浸出液中的回收率，結(jié)果良好。這兩類傳感器的研制及應(yīng)用可為堆肥過程中有毒有機物及重金屬離子的在線檢測的發(fā)展提供參考，利于實時安全管理的進(jìn)一步發(fā)展。 通過考察接種微生物對堆肥腐熟程度及成品腐殖質(zhì)含量的影響，發(fā)現(xiàn)在堆肥二次發(fā)酵階段接種黃孢原毛平革菌能優(yōu)化控制腐殖質(zhì)的形成，提高了總腐殖質(zhì)含量，增強了堆肥成品的腐熟程度，并使堆肥腐熟時間縮短了7d左右。接種黃孢原毛平革菌堆肥法對總腐殖質(zhì)的調(diào)控，主要表現(xiàn)在對腐殖質(zhì)中胡敏酸形成的促進(jìn)作用和對富里酸含量的減少作用。這有望為堆肥成品腐殖質(zhì)質(zhì)量管理的優(yōu)化與完善提供可行技術(shù)和理論參考。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：F299.2
【圖文】：

面上而制成1118]。(2)電化學(xué)酶傳感器的測定原理在傳感器敏感面上裝有固定化酶膜，其原理如圖1一3所示，當(dāng)將電化學(xué)酶傳感器插入含底物的溶液時，底物向酶膜擴(kuò)散并與酶發(fā)生反應(yīng)，基體傳感器對其端頭的反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度變化產(chǎn)生響應(yīng)，則可測得和待測物濃度相應(yīng)的電流或電位變化，根據(jù)變化值可對底物定量【”7]。在實際測量時要求響應(yīng)時間(從加入底物到獲得測量值的電信號所需時間)越短越好。響應(yīng)時間短，就能較好地反應(yīng)酶與底物反映瞬間變化的情況，一般在測定過程中使用攪拌器攪拌溶液以加快底物向酶的擴(kuò)散速度。此外，酶膜的厚度薄，酶的活性高，也可以縮短響應(yīng)時間。相應(yīng)特性和酶反應(yīng)的特性有關(guān)，并受酶的活力、底物濃度、酶膜厚度、pH值、溫度、離子強度和液體的攪拌狀態(tài)等多方面因素影響川7]。信號電圃華孰蕊澎繆爸緞?

底物量增加，用酶量減少。比水溶酶更適于反應(yīng)。酶的固定方法影響其固定多少及固定的生物組分的大小，常用的固定方法有:吸附固定法，包埋固定法，交聯(lián)固定法【’34，135]。酶的固定化方法如圖1一4:趣率卿嘲剪圖1一4酶的固定化方法 F19.1一 4Immobilizationmethodofenzyme1.5.2.4常用的辣根過氧化物酶電極辣根過氧化物酶電極 HRp(Horseradishparoxidase)是人們較早利用和研究的過氧化物酶。相對于其他過氧化物酶，對它的研究更為系統(tǒng)和詳細(xì)，因而由辣根過氧化物酶修飾的酶電極得到了較為廣泛的研究和發(fā)展。過氧化物酶電極在HZOZ、芳香胺、酚類、葡萄糖等.物質(zhì)的測定中有著很重要的作用，這為酶電極提供了廣闊的應(yīng)用前景。(l)HRP電極的生物催化機理HRP的X衍射結(jié)構(gòu)已于 1997.年被解出。HRP在電極表面上被氧化形成中間化合物I和H，H20:直接從電極上得到電子而被還原(直接電子轉(zhuǎn)移)，或者從氧化還原媒介物上得到電子而被還原(間接電子轉(zhuǎn)移)，這兩種電子轉(zhuǎn)移方式也可能同時發(fā)生[’3“]，兩種方式得到的還原電流都和過氧化物的濃度有關(guān)。而且

接種黃抱原毛平革菌(使用的液體菌種制備方法如3.1.3.3所述)，接種量為 0.15mL/go實驗用圓柱狀反應(yīng)器，環(huán)境溫度保持在30℃，裝置如圖3一1所示，備有A、BZ套相同的裝置。堆肥過程中，控制通氣量為 0.1m3.h一’。進(jìn)氣需先經(jīng)過 200mLNaoH溶液(Zm。卜L一’)以去除空氣中的coZ，再通過蒸餾水瓶以增加空氣濕度并防止堿液隨空氣進(jìn)入柱狀反應(yīng)器。反應(yīng)器中的排出氣體經(jīng)空瓶干燥后用 200mLNaoH溶液 (2mol·L一’)吸收。堆制時間為80d。堆肥過程中分析檢測指標(biāo)及方法:(l)理化參數(shù)分析堆肥過程中含水率、pH、揮發(fā)性固體(VS)、總有機碳、總氮的動態(tài)變化數(shù)據(jù)是堆肥的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能一定程度上反映堆肥化是否順利進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2759721