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利用穩(wěn)定同位素技術(shù)研究西班牙垃圾填埋場甲烷氧化的量化過程

更新時間:2024-09-14      點擊次數(shù):1542
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垃圾填埋場是重要的甲烷(CH4)排放源,對人類活動引起的全球變暖具有顯著影響。甲烷在填埋層中的氧化是一個關(guān)鍵過程,能夠降低其對全球變暖的影響。這一過程涉及到好氧甲烷菌將甲烷分解為二氧化碳。準確量化甲烷的氧化率對于改進垃圾填埋場溫室氣體排放模型至關(guān)重要,這有助于更準確地評估排放量。通過量化甲烷氧化,可以更好地理解填埋場的溫室氣體排放,并對現(xiàn)有的溫室氣體排放模型進行改進,如IPCC模型和美國環(huán)保署(EPA)的溫室氣體報告計劃模型(GHGRP)。本研究通過實驗室測定土壤樣本的甲烷氧化率,計算分餾因子,并使用這些數(shù)據(jù)來量化實際填埋場的甲烷氧化,為我們提供了一種新的視角來理解和評估垃圾填埋場的甲烷排放。

 


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開發(fā)一種方法,用于量化西班牙三個特定垃圾填埋場中的甲烷(CH4)氧化程度,這些填埋場尚未部署任何生物系統(tǒng)來減緩甲烷排放。本研究旨在探究甲烷在填埋場不同層中的氧化過程,并將其作為減緩氣候變化的策略之一。通過更準確地量化甲烷氧化率,改進現(xiàn)有的溫室氣體排放模型。


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采用土壤和表面氣體樣本,通過步行調(diào)查進行采樣,并在實驗室使用G2201-i分析同位素信號。通過測量甲烷的13C同位素信號來量化氧化過程,涉及到的分餾因子(α)定義為12C和13C甲烷氧化的一級動力學(xué)常數(shù)之比。


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分餾因子(α)范圍介于1.020到1.030之間。氧化分數(shù)(fox)的變化從無氧化到55%不等,對應(yīng)的δ13C值達到-45.83‰。這些比例與不同類型的排放有關(guān),例如高原、堤壩、斜坡、密封裂縫或坑中的逸散和分散排放。測量結(jié)果與排放類型(如逃逸和分散排放)有關(guān),并且與填埋場的特定區(qū)域(如高原、堤壩、斜坡、密封裂縫或坑)相關(guān)。

文章討論了甲烷氧化受多種因素影響,包括填埋場密封材料的組成、溫度、土壤濕度和生物氣向大氣泄漏的速度。研究結(jié)果表明,不同填埋場的甲烷氧化分數(shù)差異較大,這對評估填埋場作為溫室氣體排放源的模型來說具有重要意義。


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本研究提出了一種量化垃圾填埋場甲烷氧化的方法,這對于優(yōu)化溫室氣體排放模型和制定減緩策略具有重要價值。精確的甲烷氧化參數(shù)對于評估填埋場的總CH4排放至關(guān)重要,而目前IPCC模型使用的10%默認值可能需要根據(jù)更多的氧化率數(shù)據(jù)進行調(diào)整。



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