石膏在有机物厌氧分解中的固碳效应

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1、2011年3月，第17卷，第1期，86—92页高校地质学报March2011，Vo1．17，No．1，P．86—92GeologicalJournalofChinaUniversities石膏在有机物厌氧分解中的固碳效应何光亚，陈天虎，黎少杰，张楠，归显扬，姚敦王番，刘畅合肥工业大学资源与环境S-程学院，合肥230009摘要=本文以牛肉膏蛋白胨为厌氧微生物的营养源，研究了石膏对厌氧微生物生化系统中甲烷释放量和有机物矿化的影响。根据溶液中总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、硫酸根、硫化物、pH值以及气体中CO：，CH和HS的释放量的观测，以及固体产物的扫描电

2、镜(SEM)、能谱(EDS)、X一射线衍射(XRD)分析结果，探讨了石膏对抑制甲烷菌活性的影响和机制。结果表明，添加石膏能有效降低甲烷释放量达40％以上，而对于CO，的释放量没有明显影响；固体中碳酸盐矿物的含量大幅度增加。石膏在该厌氧体系中的作用主要表现在如下几个方面：(1)石膏是微溶矿物，随着硫酸根的还原，体系中石膏溶解不饱和而不断溶解，石膏起到缓释硫酸根的作用；(2)石膏缓慢溶解使溶液中有稳定的硫酸根浓度，有足够的电子受体，促使硫酸盐还原菌(SRB)成为优势微生物，SRB通过对底物和电子的竞争抑制了产甲烷菌(MPB)和产甲烷能力；(3)硫酸盐还原菌在还原硫

3、酸根的同时消耗有机碳，加速有机物的无机矿化，有机物无机矿化产生的碳酸根与石膏中的ca结合形成方解石，提高了将有机碳固定为无机碳的速率，表现出固碳效应。关键词：石膏；硫酸盐还原菌；产甲烷菌；甲烷；固碳中图分类号：P579文献标识码：A文章编号：1006—7493一(2011)01—0086—07EfectofGypsumonCarbonSequestrationofOrganicMatterinAnaerobicDecompositionHEGuang—ya，CHENTian—hu，LIShao-jie，ZHANGNan，GUIXian—yang，YAODun—

4、fan，LIUChangSchoolofResourceandEnvironment，HefeiUniversityofTechnology，Hefei23009，ChinaAbstract：Thispaperinvestigatedtheaffectofgypsumonmethaneemissionandorganicmattermineralizationinanaerobicbiochemicalsystembyusingbeefextractpeptoneasthenutrientsource．Toexploretheeffectandmechanis

5、mofgypsumonsuppressingtheactivityofmethane—producingbacteria(MPB)，threekindsofchemicalandphysicalindexesweretested：1)TOC，TIC，SO4，sulfideandpHvaluesoftheaqueousphase；2)volumeofCO2，CH4andH2Semissionsinthegasphase，and3)SEM，EDSandXRDanalysesofthesolidphase．Ourresultsshowedthatadditionof

6、gypsumcouldeffectivelyreducemethaneemissionbymorethan40％．However，noapparentimpactonthereleaseofCO2wasobservedduringthisprocess．Furthermore，thecontentofcarbonatemineralsinsolidphaseincreaseddramaticallycomparedwiththecontrolgroup．Thesedatafurthersuggestedthatthemajorroleofgypsuminthi

7、sanaerobicsystemisrepresentedinthefollowingaspects：1)thecontinuousdissolutionofgypsum，oneoftheslightlysolubleminerals，playedanimportantroleincontrolledreleaseofSO4duringitssustainedreduction；2)sulfate—reducingbacteria(SRB)werepromotedtobethedominantmicroorganismundertheconditionsofs

8、tableSO4concentrati