[发明专利]一种加速甲烷减排的方法

说明书

本发明公开了一种加速甲烷减排的方法。这种方法是在厌氧自然体系中，以甲烷为底物，添加Fe(III)化合物，进行甲烷的厌氧氧化。本发明在自然厌氧体系中，添加弱结晶型铁氧化物，能提高甲烷的厌氧氧化速率，该方法可应用于稻田或其他厌氧底泥等自然环境中，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种加速甲烷减排的方法。

背景技术

甲烷具有较高的单分子增温潜力，每摩尔甲烷的增温效应比等量二氧化碳大20～30倍，是仅次于二氧化碳的重要温室气体。20世纪90年代甲烷对温室效应的贡献率已达20％。目前大气中的甲烷浓度为1.72cm3/m3，而且每年以1.0％～1.2％的速度增加。研究表明如果甲烷浓度仅以0.9％的速度增长，到2050年就可达到8cm3/m3，可见甲烷对全球气候变化的影响愈演愈烈。稻田是主要的甲烷排放源之一，每年排放量达到20-100Tg。因此，寻求切实可行的稻田甲烷减排措施，对缓解温室效应改善全球气候变化至关重要。

厌氧环境中,微生物降解有机物产生的甲烷约占大气甲烷的80％，其中，大部分产生于沼泽、湿地、农田土壤、水底淤泥等厌氧环境。因此，微生物驱动的甲烷厌氧氧化是减少自然环境中甲烷排放的重要途径。目前认为，甲烷厌氧氧化可根据电子受体的不同分为硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化和反硝化型甲烷厌氧氧化两类。前者以硫酸盐作为甲烷厌氧氧化的最终电子受体，后者以亚硝酸盐或硝酸盐作为甲烷厌氧氧化的最终电子受体。

从热力学角度而言，Fe(III)等高价金属离子与甲烷发生氧化还原反应的自由能比硫酸盐和亚硝酸/硝酸盐更低，因此更有可能被微生物利用成为甲烷厌氧氧化过程的电子受体。然而，在自然生态系统特别是富铁的红壤稻田环境中，甲烷产量和排放量仍然很高。因此寻找一种提高自然体系下甲烷厌氧氧化、加速甲烷减排的方法，非常有实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提高甲烷厌氧氧化效率，缓解温室效应，因而提出一种加速甲烷减排的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种加速甲烷减排的方法，是在厌氧自然体系中，以甲烷为底物，添加Fe(III)化合物，进行甲烷的厌氧氧化。

厌氧自然体系中，甲烷的初始浓度为4000ppm～80000ppm。

以铁原子计，Fe(III)化合物的浓度为10mM～200mM。

优选的，当甲烷的初始浓度为40000ppm时，添加Fe(III)化合物的浓度为100mM。

所述的Fe(III)化合物为水铁矿、纤铁矿中的至少一种。

厌氧自然体系的ORP为-30mV～-180mV。

本发明的有益效果是：

在自然厌氧体系中，添加弱结晶型铁氧化物，能提高甲烷的厌氧氧化速率，该方法可应用于稻田或其他厌氧底泥等自然环境中，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是不同浓度水铁矿处理的甲烷氧化动态图；

图2是不同浓度水铁矿处理的Fe(II)浓度动态变化图；

图3是不同结晶型铁矿处理的甲烷氧化动态图；

图4是不同结晶型铁矿处理的Fe(II)浓度动态变化图。

具体实施方式

一种加速甲烷减排的方法，是在厌氧自然体系中，以甲烷为底物，添加Fe(III)化合物，进行甲烷的厌氧氧化。