Введение
Глава 1. Общая характеристика полигонов ТБО 11
1.1. Продукция, состав и утилизация ТБО в России 11
1.2. Характеристика микробных процессов на полигонах ТБО 13
1.3. Эмиссия метана с поверхности полигонов ТБО 16
Глава 2. Метанотрофные бактерии 19
2.1. Классификация и общая характеристика метанотрофных бактерий 19
2.2. Биохимические особенности окисления метана метанотрофными бактериями 22
2.3. Экология метанотрофных бактерий 25
Глава 3. Метанокисляющая активность покрывающей почвы полигонов ТБО 26
3.1. Измерение метанокисляющей активности покрывающей почвы 26
3.1.1. Измерение окисления метана in situ 26
3.1.2. Измерение окисления метана ex situ 29
3.2. Влияние факторов окружающей среды на метанокисляющую активность покрывающей почвы 32
3.2.1. Температура 32
3.2.2. Влажность 36
3.2.3. Концентрация субстратов метанотрофного роста 38
3.2.4. Соединения азота 42
3.2.5. Летучие органические соединения 44
3.2.6. Состав покрывающей почвы 46
3.2.7. Кислотная реакция среды (рН) 48
3.2.8. Растительный покров 49
3.3. Способы снижения эмиссии метана с поверхности полигонов ТБО 50
Глава 4. Численность и состав метанотрофной популяции покрывающей почвы полигонов ТБО 51
4.1. Оценка численности и выделение метанотрофов с помощью методов культивирования 52
4.2. Исследование метанотрофной популяции с помощью анализа состава клеточных жирных кислот 54
4.3. Оценка численности и видового состава метанотрофной популяции методом непрямой иммунофлуоресценции 55
4.4. Количественная идентификация метанотрофов методом флуоресцентной in situ гибридизации 56
4.5. Исследование биоразнообразия метанотрофов методами, основанными на использовании ПЦР 59
Глава 5. Объект и методы исследования 62
5.1. Объект исследования 62
5.2. Определение эмиссии метана 65
5.3. Определение состава порового газа по разрезу покрывающей почвы 65
5.4. Определение физических характеристик покрывающей почвы 66
5.5. Отбор образцов покрывающей почвы 67
5.6. Метод газоадсорбционной хроматографии 67
5.7. Определение метанокисляющей активности покрывающей почвы 68
5.8. Определение численности метанотрофных бактерий 68
5.8.1. Метод предельных разведений 68
5.8.2. Метод флуоресцентной in situ гибридизации (CARD-FISH) 70
5.9. Выделение накопительных культур метанотрофных бактерий 72
5.10. Определение морфологии клеток микроорганизмов 72
5.11. Идентификация метанотрофных бактерий 72
5.11.1. Метод непрямой иммунофлуоресценции 72
5.11.2. Методы, основанные на использовании ПЦР 74
5.11.2.1. ДНК-экстракция 74
5.11.2.2. ПЦР-амплификация 75
5.11.2.3. Разделение ПЦР-продуктов методом DGGE 77
5.11.2.4. Секвенирование ДНК-фрагментов 78
5.12. Разработка способа снижения эмиссии метана при помощи интродукции
консорциума метанотрофных бактерий 80
Глава 6. Эмиссия метана с поверхности полигона «хметьево» 81
Глава 7. Аэробное окисление метана в покрывающей почве полигона «хметьево» 86
7.1. Влияние факторов окружающей среды на метанокисляющую активность покрывающей почвы 86
7.2. Метанокисляющая активность покрывающей почвы 91
7.3. Сезонные изменения метанокисляющей активности покрывающей почвы 94
7.4. Зависимость метанокисляющей активности покрывающей почвы от температуры инкубации 96
Глава 8. Численность метанотрофов в покрывающей почве полигона «хметьево» 97
8.1. Численность культивируемых метанотрофов 97
8.2. Сезонная динамика численности культивируемых метанотрофов 99
8.3. Сезонная динамика численности метанотрофных бактерий, активных в покрывающей почве in situ 101
Глава 9. Биоразнообразие культивируемых метанотрофов в покрывающей почве полигона «хметьево» 105
9.1. Идентификация метанотрофных бактерий методом непрямой иммунофлуоресценции 105
9.2. Идентификация метанотрофных бактерий молекулярными методами 106
9.2.1. ПЦР-амплификация образцов ДНК с метанотрофными и универсальными бактериальными праймерами 108
9.2.2. Разделение ДНК-фрагментов методом DGGE 110
9.2.3. Видовой состав бактериальной популяции в накопительных культурах 113
9.2.4. Молекулярный анализ культуры cs20-4 116
9.2.5. Молекулярный анализ образцов покрывающей почвы 118
Глава 10. Снижение эмиссии метана с поверхности полигона ТБО при помощи интродукции консорциума метанотрофных бактерий 120
Заключение 123
