生物技术通报BIOTECHNOLOGY BULLETIN2016,32(5):16-25垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷减排的研究进展王晓琳曹爱新周传斌2赵恺凝赵国柱(1,北京林业大学生物科学与技术学院，北京100083；2.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京100085)摘要：垃圾填埋场是全球最重要的人为甲烷排放源之一，其全球年甲烷释放量为35-69Tg,垃圾填埋场甲烷减排是目前全球温室气体研究的热点。甲烷氧化菌能够氧化分解甲烷，作为减少大气甲烷排放的重要生物汇，对保持大气中甲烷浓度的平衡具有重要意义·从甲烷氧化菌的类型及其特征、甲烷氧化机理着手，介绍了多样性研究方法、填埋场中甲烷氧化菌的活性影响因素及甲烷生物诚排应用等最新研究进展·在综述前人研究的基础上，探讨了目前研究的不足，提出了利用甲烷氧化菌复合微生物菌剂等综合处理措施，旨为垃圾填埋场甲烷减排的研究和应用提供新的思路。D01:10.13580/i.cmki.biotech.bull.1985.2016.05.003Research Progress on Methanotrophic Bacteria in Landfills and theReduction of Methane EmissionW ANG X iao-lin'CAO Ai-xin2 ZHOU Chuan-bin?ZHAO Kai-ning'ZHAO G uo-zhu'(1.College of Biological Sciences and Biotechnology.Beijing Forestry U niversity.Beiing 100083:2.State Key Laboratory of Urban andRegion Ecology.Research Center for Eco-E nvironm ental Sciences.Chinese Academ y of Sciences.Beijing 100085)Abstract:As the m ain source of anthropogenic m ethane em ission,landfills globally produce 35-69 Tg m ethane per year.The technologyof reducing the m ethane em ission in landfills has become a hot topic at present.M ethanotrophic bacteria decom posing m ethane are the im portantbiological collection to reduce atmospheric m ethane em issions,which is of significance in keeping the balance of the m ethane concentrationin the atm osphere.Starting from the taxonom y and characteristics of m ethanotrophic bacteria,and the mechanism of its oxidizing m ethane,we sum m arized the latest research progress on the methods of studying diversity,factors affecting the activities of m ethanotrophic bacteria inlandfills,and applications of them in the biological reduction of m ethane em ission.Based on the prior researches,the issues in current studiesbacteria in landfills,providing a new thought in the research and application of reducing m ethane em ission in landfills.Key w ords:landfill methane m ethanotrophic bacteria greenhouse gas biological reduction甲烷是一种重要的温室气体，其全球增温潜放至大气的甲烷为500-600Tg间，而垃圾填埋场是势是二氧化碳的25倍，我国将甲烷列为重点控制最为重要的人为甲烷排放源之一，其年甲烷释放量的温室气体之一)。研究表明，自前工业化时期为35-69Tg,垃圾填埋场的甲烷减排技术受到越来以来，大气中甲烷的排放对全球变暖的贡献率约为越多的关注川。填埋场中大量的可生物降解垃圾是20%回。据估算，全球每年通过自然源和人为源排其甲烷释放的主要来源。填埋场的甲烷产量会达到收稿日期：2015-07-28基金项目：国家自然科学基金项目（41201579，J1103516,31093440,31493010,31493011),中央高校基本科研业务费专项基金项目(TD2012-03)作者简介：王晓琳，女，硕士研究生，研究方向：环境微生物；E-nal:yexiayuar126.com(C)1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net2016,32(5)王晓琳等：垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷减排的研究进展17峰值后缓慢下降，但释放量会在其封场后仍然持续三种类型。Type I型甲烷氧化菌归属于Y-变形菌几十年。我国的生活垃圾卫生填埋场虽然有导气门(gam maproteobacteria),通过磷酸核酮糖途径同和填埋气收集装置，但也仅能收集60%-80%的填化甲醛；Type I型甲烷氧化菌中的M ethylococcus和埋气，仍有大量的甲烷排放到环境中。土壤中的甲M ethylocaldum也被称为Type X型甲烷氧化菌，是烷氧化微生物在维持大气中的甲烷浓度平衡中具有一类耐热的甲烷氧化菌圆。与1型一样，X型利用非常重要的作用，有研究表明土壤中的甲烷氧化菌磷酸核酮糖途径同化甲醛。X型和I型的不同之处贡献了甲烷氧化总量的5%-15%，是重要的全球甲在于X型含有低水平的丝氨酸途径酶，生长温度烷汇之一同。填埋场的存量垃圾和表层覆土中都有要比I型和Ⅱ型高，且DNA中的GC%比大多数I甲烷氧化菌的存在，因此强化其甲烷氧化功能、削型高。而TypeⅡ型甲烷氧化菌归属于a-变形菌门减垃圾填埋场中无组织排放的甲烷，已成为垃圾处理、温室气体减排、生态及环境工程微生物等领域随着研究的深入，人们又发现了属于疣微菌门的研究热点]。(V errucom icrobia)的极端嗜酸嗜热甲烷氧化菌o-1,其同化甲醛的途径也为丝氨酸途径。目前已知的甲1甲烷氧化菌类型及其特征烷氧化菌有24个属5-]，主要类型及其生物学特甲烷氧化菌是一类以甲烷为唯一碳源和能源的征，见表1。虽然甲烷氧化菌被认为是以甲烷为唯甲基营养型微生物可，可将甲烷经一系列酶促反应一碳源和能源的甲基营养型微生物，但随着研究的氧化成二氧化碳，于1906年首次被分离出来。根深入，科学家发现了M ethylocella silvestris)等兼性据代谢途径、膜结构、主要磷脂脂肪酸成分等系列甲烷氧化菌，这些菌除能利用甲烷外，还能利用多特征，甲烷氧化菌分为Type I、TypeⅡ和Type X碳化合物、乙醇和烷烃作为碳源1.2。表1已知甲烷氧化菌的分类及其生物学特征丝氨酸门科属途径作用M ethyloprofundus物种之物种之间有所间有所40-66Methylosphaera,M ethylotherm us不同物种之物种之M ethylocystaceaeM ethylosinus,M ethylocytis间有所间有所62-67不同不同物种之物种之M ethylocapsa,M ethylocella间有所间有所55-63不同不同物种之M ethylacidip-M ethylacidiphilum间有所41-46不同注：表中“+”表示具备该特证：“”表示不具备该特征(C)1994-2021 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net