Internationale Zeitschrift für Abfallressourcen

Abstrakt

Methanotrophe Sauerstoffabhängigkeit und Verfügbarkeit für anhaltende Oxidation

Abdulazize Alshareedah und P. Sallis

Die Oxidation von Deponiemethan hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, von denen einige bereits eingehend erforscht wurden, während andere weiterer Untersuchungen bedürfen. Einer der Faktoren, der noch nicht sorgfältig untersucht wurde, ist die Zeit, die Böden benötigen, um sich zu regenerieren und mit der effizienten Oxidation von Methan zu beginnen. Mithilfe eines Batch-Reaktors wurden Bodenproben, die keiner oder nur geringer Methanbelastung ausgesetzt waren, mit anderen Proben verglichen, die kontinuierlich Methan ausgesetzt waren, und zwar hinsichtlich der Zeit, die sie benötigten, um eine effiziente methanotrophe Minderung von Methan zu ermöglichen. Darüber hinaus wurde auch die Auswirkung der Sauerstoffverfügbarkeit und der Kontinuität der Nährstoffversorgung der methanotrophen Bakterien in Bezug auf die Bodenarten und die Bedingungen der Bodenbelastung durch Methan untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Akklimatisierungszeit ein wichtiger Faktor für die Etablierung einer hohen Methanoxidationsaktivität war, wobei eine Verzögerung von bis zu vier Tagen beobachtet wurde, bevor die Methanoxidation beginnen konnte, wie dies bei Bodenproben der Fall war, die zuvor Methan ausgesetzt waren. Dies ist besonders wichtig, da eine aktive Deponierung zwanzig Jahre lang aktiv sein könnte und weltweit bis zu schätzungsweise 2,1 bis 2,8 x 104 MtCO2-Äq Methan pro Tag und Deponie in die Atmosphäre freisetzen würde, wenn die Zeitverzögerung nicht kontrolliert würde. Am wichtigsten war jedoch die Sauerstoffverfügbarkeit in den Deckschichten der Deponien. Die Studie zeigte, dass eine physikalische Mischung der Proben durch mechanische Bewegung während der Inkubation höhere Sauerstoffkonzentrationen in den Boden eindringen lassen könnte, was die Methanoxidationsrate erhöht, die sich durch diese Maßnahme ungefähr verdoppelte. Darüber hinaus wurde eine lineare Beziehung zwischen dem Methanverbrauch und der Zeit festgestellt, in der die Sauerstoffkonzentration für die Bakterien nicht geschwindigkeitslimitierend war.