模型化在使用法国有机固体废弃物的堆肥过程中有机污染物的动态变化:中国污染土壤的生物修复应用

• 作 者: 张园
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 垃圾处理 堆肥工艺 有机物降解 微生物群落

随着生活水平的提高,城市居民每天所产生的垃圾数量与日俱增。大批垃圾不仅挤占了宝贵的土地资源,严重影响了工农业生产和生活,更重要的是固体废物中含有各种有害物质,对人类的生命健康存在着各种危害。垃圾堆肥化处理是将垃圾中的可腐有机物变废为宝,制成肥料,回归自然,其作为一个污染土壤的生物修复手段,实现了垃圾处理的良性循环。而数学模型是一种用于理解和改良堆肥过程的高效工具,可以预测最终堆肥产品的稳定性,确保产品中的污染物含量对农业无害。　　
本文建立了一个用于模拟堆肥过程中有机污染物动态变化的模型,并通过MATLAB界面实现将其参数化。这一模型可以被分为3个部分使用：有机碳模块,有机污染物模块以及耦合模块。我们采用文献中所提供的12组堆肥实验数据和2组有机污染物的实验结果分别对这3个模块进行了校准和验证。此外,为了将堆肥应用于土壤的生物修复技术中,我们设计了相关实验,将有机固体废物加入到污染土壤中,对有机质,有机污染物(PAHs)和微生物群落的动态变化进行研究,结果表明,与贫瘠土壤相比,加入有机质后,微生物量迅速增长,从而促使土壤中的PAHs含量明显降低(去除率可达50-60％),并且微生物群落在PAHs降解过程中发生明显演替。我们将实验结果代入模型对其进行验证,发现模型不仅对单纯的堆肥体系可以进行预测,也可以较为准确的描述该土壤-堆肥系统。