巴氏芽孢杆菌对黄铁矿氧化产酸的抑制作用与重金属固定效果实验研究

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作者 张瑶 房琦 +4 位作者 吕俊文 谭燕玲 陈震宇 李密 吴晓燕 《广东化工》 CAS 2024年第2期11-14,5,共5页

矿山的开采和选矿活动产生的大量尾矿和废石大多露天堆放,其中的含硫化物经氧气、水和微生物氧化产生的酸性矿山废水(AMD)未经处理接触水体会造成严重的环境污染甚至威胁人们生命健康,被认为是全球采矿业面临的主要环境问题。目前常用... 矿山的开采和选矿活动产生的大量尾矿和废石大多露天堆放,其中的含硫化物经氧气、水和微生物氧化产生的酸性矿山废水(AMD)未经处理接触水体会造成严重的环境污染甚至威胁人们生命健康,被认为是全球采矿业面临的主要环境问题。目前常用的治理方法为末端治理,治标不治本,因此开展有效的源头控制尤为重要。为探究从源头控制AMD的产生,以黄铁矿为研究对象,选用巴氏芽孢杆菌,加入H_(2)O_(2)作为氧化剂模拟氧化环境,进行了为期10 d的实时监测实验和重金属污染溶液修复实验,从pH、Eh、SO_(4)^(2-)和各重金属离子浓度考察细菌对黄铁矿氧化产酸行为的抑制作用与重金属固定效果。结果显示,在细菌提供的碳酸盐缓冲作用下,体系pH提高到中性至偏碱性且Eh维持在低电位还原环境,同时降低了SO_(4)^(2-)浓度。细菌响应其诱导共沉淀和细胞壁吸附机制对各重金属离子的去除率皆达到80%以上。表明了其抑制黄铁矿氧化产酸的有效性和良好的重金属固定效果。 展开更多

关键词 酸性矿山废水 黄铁矿 巴氏芽孢杆菌 重金属

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不同pH值生物聚合物无固相钻井液中巴氏芽孢杆菌的生长预测模型

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作者 李之军 杜泽华 +1 位作者 霍力煊 武新凯 《钻探工程》 2023年第S01期106-112,共7页

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术为地质钻探行业解决破碎地层孔壁失稳难题提供了有益借鉴,探究微生物在钻井液环境条件下的生长规律是成功应用MICP技术解决破碎地层孔壁失稳的首要前提。因此,本研究检测了pH值为7.0、7.4、7.8、8.2、8.6... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术为地质钻探行业解决破碎地层孔壁失稳难题提供了有益借鉴,探究微生物在钻井液环境条件下的生长规律是成功应用MICP技术解决破碎地层孔壁失稳的首要前提。因此,本研究检测了pH值为7.0、7.4、7.8、8.2、8.6、9.0、9.4、9.8、10.0条件下巴氏芽孢杆菌在生物聚合物(XC)钻井液中的生长情况,对其生长规律进行分析和拟合,并构建了其生长预测模型。结果表明:在实验设定的pH值条件下,巴氏芽孢杆菌均能正常生长。综合比较各模型的回归系数、均方误差、赤池信息量准则、准确因子和偏差因子可知,修正Gompertz模型更适合描述巴氏芽孢杆菌在XC钻井液中的生长情况,Arrhenius模型更适合描述pH值对XC钻井液中巴氏芽孢杆菌的最大比生长率的影响规律。研究结果为利用MICP技术稳定破碎地层孔壁的成功应用奠定了良好的理论基础和提供了科学依据。 展开更多

关键词 破碎地层 孔壁失稳 巴氏芽孢杆菌 MICP技术 生长预测模型 生物聚合物钻井液

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海水环境下巴氏芽孢杆菌驯化及钙质砂固化效果研究 被引量：12

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作者 肖瑶 邓华锋 +2 位作者 李建林 程雷 朱文羲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期395-404,共10页

为了提升微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术在海洋环境下对钙质砂的加固效果,在以往研究的基础上,设计进行了人工海水环境下巴氏芽孢杆菌多梯度人工驯化培养试验,并结合MICP固化钙质砂柱的力学试验和微细观结构分析,对巴氏芽孢杆菌的驯化... 为了提升微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术在海洋环境下对钙质砂的加固效果,在以往研究的基础上,设计进行了人工海水环境下巴氏芽孢杆菌多梯度人工驯化培养试验,并结合MICP固化钙质砂柱的力学试验和微细观结构分析,对巴氏芽孢杆菌的驯化效果进行了综合评价。结果表明:(1)海水环境下五梯度驯化后细菌的菌液浓度可达到淡水环境的97%以上,其与胶结液作用后碳酸盐的生成量较淡水环境下有一定幅度提高;(2)驯化后的巴氏芽孢杆菌具有很好的温度适应能力,在10~30℃温度下均有较好的MICP性能;(3)海水环境下加固的钙质砂柱无论是碳酸盐生成量还是无侧限抗压强度均较未驯化前高,尤其是五梯度驯化后的细菌,驯化后的细菌菌体变小,在海水环境生成的碳酸盐(碳酸钙和碳酸镁)晶体更小,更加致密,能更好地填充钙质砂颗粒的孔隙并胶结相邻的钙质砂颗粒,具有更优异的MICP性能。相关研究思路和方法可为MICP技术在海洋环境钙质砂地基加固方面的研究与应用提供参考。 展开更多

关键词 海水环境 梯度驯化 钙质砂 巴氏芽孢杆菌 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)

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巴氏芽孢杆菌矿化作用机理及应用研究进展 被引量：35

4

作者 裴迪 刘志明 +1 位作者 胡碧茹 吴文健 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第6期467-482,共16页

本文介绍了具有诱导碳酸钙矿化功能的巴氏芽孢杆菌及其矿化核心酶脲酶的结构与功能,较为系统地综述了巴氏芽孢杆菌矿化作用的生物机制,简要介绍了国内外多领域关于巴氏芽孢杆菌矿化应用的研究现状及典型应用案例,并探讨了相应微生物矿... 本文介绍了具有诱导碳酸钙矿化功能的巴氏芽孢杆菌及其矿化核心酶脲酶的结构与功能,较为系统地综述了巴氏芽孢杆菌矿化作用的生物机制,简要介绍了国内外多领域关于巴氏芽孢杆菌矿化应用的研究现状及典型应用案例,并探讨了相应微生物矿化技术在特定环境下的应用前景及在未来应用中可能存在的不足之处,相关分析论述对进一步推进微生物矿化技术的应用具有较为重要的意义. 展开更多

关键词 巴氏芽孢杆菌 矿化 脲酶 碳酸钙 MICP

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基于巴氏芽孢杆菌矿化沉积的再生骨料改性试验研究 被引量：10

5

作者 郝小虎 张家广 +1 位作者 李珠 赵林 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第10期70-73,共4页

再生混凝土能够有效地实现对废弃混凝土的再利用,但由于骨料的自身缺陷,再生骨料会一定程度地降低混凝土的力学性能和耐久性能。基于一种脲酶菌巴氏芽孢杆菌矿化沉积特性对再生骨料进行改性处理,主要考察改性时间对再生骨料吸水率、质... 再生混凝土能够有效地实现对废弃混凝土的再利用,但由于骨料的自身缺陷,再生骨料会一定程度地降低混凝土的力学性能和耐久性能。基于一种脲酶菌巴氏芽孢杆菌矿化沉积特性对再生骨料进行改性处理,主要考察改性时间对再生骨料吸水率、质量变化率、表观密度和压碎指标等物理力学性能指标的影响。试验结果表明,巴氏芽孢杆菌矿化沉积能够有效提高再生骨料的质量和表观密度,并降低再生骨料的吸水率和压碎指标;改性后再生骨料质量增长率可达3%,吸水率可由未改性的4%降至2.14%。研究结果可为基于微生物矿化沉积的再生骨料改性研究提供参考。 展开更多

关键词 再生混凝土 再生骨料 改性 巴氏芽孢杆菌 矿化沉积

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巴氏芽孢杆菌生物修复重金属污染溶液试验研究 被引量：5

6

作者 黄小松 章荣军 +1 位作者 崔明娟 郑俊杰 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第3期160-167,共8页

垃圾填埋场中重金属污染问题严峻,亟待高效的修复技术予以处理。近年来,MICP技术修复重金属污染土体/水体的潜力被广泛探究。在众多土著微生物中,巴氏芽孢杆菌脲酶活性和重金属耐受性更佳,但少有研究探究巴氏芽孢杆菌对高浓度重金属的固... 垃圾填埋场中重金属污染问题严峻,亟待高效的修复技术予以处理。近年来,MICP技术修复重金属污染土体/水体的潜力被广泛探究。在众多土著微生物中,巴氏芽孢杆菌脲酶活性和重金属耐受性更佳,但少有研究探究巴氏芽孢杆菌对高浓度重金属的固定/去除潜力,且仅利用MICP理论难以解释巴氏芽孢杆菌对不同重金属的固定/去除机理,此外,常见生物修复工艺的效率有待进一步提高。为避免填埋场中腐殖土和渗滤液物化特性的影响,以重金属污染溶液为研究对象,采用简单拌和法开展生物修复试验;基于MICP和化学平衡理论,利用Visual MINTEQ软件对生物修复重金属污染溶液的过程进行简化模拟。结果表明:高浓度范围内,巴氏芽孢杆菌可通过生物矿化和生物富集作用有效去除溶液中的Cd、Cr(Ⅲ)和Zn等重金属;此外,简单拌和法操作简便,生物修复效率高,具有工程应用的潜力。 展开更多

关键词 巴氏芽孢杆菌 生物修复 重金属 简单拌和法

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基于不同氮源培养条件的巴氏芽孢杆菌脲酶功能转录组分析 被引量：2

7

作者 裴迪 刘志明 +1 位作者 胡碧茹 吴文健 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1063-1076,共14页

巴氏芽孢杆菌是源于土壤的革兰氏阳性菌,人们利用其高效的脲酶活性诱导产生碳酸钙的现象开发了多种应用场景.然而,巴氏芽孢杆菌的生物矿化相关代谢机制还不够明确,尤其是对在矿化作用中发挥核心作用的脲酶基因结构、表达调控机制及关联... 巴氏芽孢杆菌是源于土壤的革兰氏阳性菌,人们利用其高效的脲酶活性诱导产生碳酸钙的现象开发了多种应用场景.然而,巴氏芽孢杆菌的生物矿化相关代谢机制还不够明确,尤其是对在矿化作用中发挥核心作用的脲酶基因结构、表达调控机制及关联代谢等方面的研究相对较少.当前,巴氏芽孢杆菌应用研究中面临的矿化反应不可控性及不稳定性等问题都源于脲酶代谢机制的研究匮乏.因此,进一步揭示巴氏芽孢杆菌脲酶的基因信息、表达调控机制及相关代谢机理迫在眉睫.本文通过转录组测序,对比了4种培养条件下巴氏芽孢杆菌的生长情况和基因表达情况,解析了脲酶的代谢机制,结果进一步证明ATP合成与脲酶表达及尿素水解相关联,最终预测了脲酶的双操纵子结构. 展开更多

关键词 巴氏芽孢杆菌 转录组 操纵子 脲酶 ATP

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无固相钻井液中巴氏芽孢杆菌生长影响因素探究

8

作者 刘阔 李之军 +2 位作者 吴泽坤 赵淦 陈俊秀 《中文科技期刊数据库（全文版）自然科学》 2022年第6期53-56,共4页

本文以常用的钻井液材料聚丙烯酰胺和JT888,分别配制成无固相钻井液,探究巴氏芽孢杆菌在其中的最佳生长条件。实验结果表明:在聚丙烯酰胺钻井液中,巴氏芽孢杆菌在pH9,温度30℃,材料浓度0.5%的环境中生长情况最好;在JT888钻井液中,pH10,... 本文以常用的钻井液材料聚丙烯酰胺和JT888,分别配制成无固相钻井液,探究巴氏芽孢杆菌在其中的最佳生长条件。实验结果表明:在聚丙烯酰胺钻井液中,巴氏芽孢杆菌在pH9,温度30℃,材料浓度0.5%的环境中生长情况最好;在JT888钻井液中,pH10,温度40℃,材料浓度2%为巴氏芽孢杆菌的最佳生长环境。本研究结果为构建微生物钻井液体系,解决破碎地层井壁失稳问题提供了有益参考。 展开更多

关键词 破碎地层 井壁稳定 巴氏芽孢杆菌 无固相钻井液

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赤泥对磷石膏生物胶结的充填性能影响研究

9

作者 石英 闵洁 +3 位作者 童森森 冯娟 宋艳梅 汪啸林 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期302-311,共10页

为了解决充填骨料磷石膏强酸性劣化生物胶结充填体材料性能的问题,提出引入碱性固废赤泥的方法,探究添加不同质量分数的赤泥对磷石膏生物胶结充填料浆和充填体力学性能的影响。结果显示:在微生物诱导碳酸盐沉淀(Microbially Induced Cal... 为了解决充填骨料磷石膏强酸性劣化生物胶结充填体材料性能的问题,提出引入碱性固废赤泥的方法,探究添加不同质量分数的赤泥对磷石膏生物胶结充填料浆和充填体力学性能的影响。结果显示:在微生物诱导碳酸盐沉淀(Microbially Induced Calcite Precipitation, MICP)作用下,充填骨料中赤泥质量分数从0提高至80%时,充填料浆的泌水率由17%增至44%,表观黏度由585 mPa·s降至121 mPa·s,初、终凝时间分别增加了139%和135%。赤泥质量分数影响磷石膏生物胶结充填体的单轴抗压强度(Uniaxial Compressive Strength, UCS)。当赤泥占骨料总质量的20%时,充填体强度最高,为2 070 kPa,而过高的赤泥添加质量分数会导致UCS降低。强度的变化与赤泥的高碱性和干缩性有关。研究为碱性固废赤泥在磷石膏生物胶结充填中的应用提供理论基础和技术支撑,实现了固废资源化利用。 展开更多

关键词 环境工程学 赤泥 磷石膏 充填 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) 巴氏芽孢杆菌

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微生物岩土工程技术的过去、现在与未来 被引量：2

10

作者 王双娇 李志清 +3 位作者 田怡帆 李燕明 周应新 李丹丹 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期236-264,共29页

微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制... 微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制。文章梳理了微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)的研究现状,系统归纳了固化原理和改良岩土体的物理力学特性,并分析得出固化效率主要受到反应物自身和外部环境两方面的影响。当前MICP技术已初步应用于土体固化、裂缝修复、防渗处理、污染修复及微生物水泥等领域,但由于矿化难以均匀、反应物不经济、微生物及脲酶活性期短且受环境干扰大、代谢产物附带毒性、现场应用性差,该技术目前主要限于实验室水平。作者分别提出了可能的突破与改进方向,并结合实验室成果指出豆粕进行菌体扩培和脲酶供给的碳源优势,以及将磷石膏作为现场钙源的环保性和经济性,以期为从事微生物岩土工程研究与技术开发的人员提供参考。 展开更多

关键词 微生物岩土工程 微生物地质工程 微生物诱导碳酸钙沉积 巴氏芽孢杆菌 脲酶 磷石膏

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固定化微生物技术修复镉污染红黏土的室内试验研究

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作者 陈筠 黄洋 +1 位作者 向川 龙钰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第6期106-113,共8页

为了探究固定化微生物技术对镉(Cd)污染红黏土物理力学性质和环境污染的修复效应,以活性炭为载体,菌种选取巴氏芽孢杆菌,开展基本物理试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验和重金属形态提取试验。试验结果表明:巴氏芽孢杆菌对镉离子... 为了探究固定化微生物技术对镉(Cd)污染红黏土物理力学性质和环境污染的修复效应,以活性炭为载体,菌种选取巴氏芽孢杆菌,开展基本物理试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验和重金属形态提取试验。试验结果表明:巴氏芽孢杆菌对镉离子有较强的耐受性;对比单加微生物或活性炭,固定化微生物技术的修复效果更显著;14%活性炭微生物土样的无侧限抗压强度为229.7 kPa,较镉污染土提升174.7%;修复21 d后,10%活性炭微生物土样的镉离子浸出浓度降低到0.002 mg/L,较镉污染土样降低99.8%;修复后,土中的镉从弱酸态向可还原态和残渣态转化。总的来说,固定化微生物技术对镉污染红黏土具有良好的修复效果,活性炭的掺量以10%为宜。研究成果可为贵州省镉污染红黏土的治理提供参考。 展开更多

关键词 红黏土 巴氏芽孢杆菌 固定化微生物技术 镉污染 土壤修复 电镜扫描

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MICP修复重金属污染溶液及矿化垃圾土试验研究

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作者 许耀东 章荣军 +1 位作者 黄小松 郑俊杰 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期117-126,共10页

大量非正规垃圾填埋场面临超负荷运营困境,衍生出系列亟待解决的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染,填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也存在Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象,在资源化利用过程中容易... 大量非正规垃圾填埋场面临超负荷运营困境,衍生出系列亟待解决的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染,填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也存在Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象,在资源化利用过程中容易造成二次污染,因此,垃圾填埋场重金属污染问题亟待解决。近年来,微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)固定重金属的能力被广泛探究,其中巴氏芽孢杆菌因环境适应性强、脲酶表达量高而备受关注。但相关研究中的修复对象主要为污染溶液和普通污染土壤,其与垃圾渗滤液以及矿化垃圾土在污染成因和化学成分等方面明显不同。鉴于此,开展巴氏芽孢杆菌修复重金属污染溶液和污染矿化垃圾土试验,探究巴氏芽孢杆菌生物修复重金属的可行性,分析生物修复前后矿化垃圾土中重金属形态变化以及修复机理。结果显示,巴氏芽孢杆菌对溶液中Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)修复率可分别达到95%、84%、5%和98%,对矿化垃圾土中可交换态Cd、Pb和Zn修复率亦可分别达到74%、84%和62%,可交换态Cr(Ⅲ)修复处理前含量几乎为0;经生物修复,矿化垃圾土中可交换态和碳酸盐结合态重金属含量降低,铁锰氧化物结合态和残渣态重金属含量增加;同时,矿化垃圾土中含Fe和Al成分以及MICP过程产生的碳酸钙沉淀共同促进重金属向更稳定形态转化。 展开更多

关键词 矿化垃圾土 重金属 生物修复 巴氏芽孢杆菌 修复率

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菌液浓度对SHMP改性微生物碳化活性MgO法固化黏土强度与微观结构影响

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作者 钱煜远 刘文化 洪国钱 《江苏建筑》 2024年第1期133-137,共5页

每年清淤疏浚过程都不可避免地会产生大量软弱土,亟须探寻环保有效的固化方法来对这些软土进行固化处理。微生物碳化活性MgO技术在土体改性中有着较好的应用前景与可持续性,将六偏磷酸钠(SHMP)、活性MgO以及巴氏芽孢杆菌诱导尿素水解过... 每年清淤疏浚过程都不可避免地会产生大量软弱土,亟须探寻环保有效的固化方法来对这些软土进行固化处理。微生物碳化活性MgO技术在土体改性中有着较好的应用前景与可持续性,将六偏磷酸钠(SHMP)、活性MgO以及巴氏芽孢杆菌诱导尿素水解过程引入到软土固化中,制备了不同稀释程度菌液的高初始含水率三轴试样,开展了无侧限抗压强度实验与扫描电镜实验,探讨了不同稀释程度菌液对固化试样的强度及微观胶结结构的影响。研究结果表明:泥浆状态的试样强度在养护1 d后即可显著提高,最高可超1 MPa;菌液浓度的下降使得试样的强度逐渐下降、胶结结构更加稀疏、颗粒间更加松散;当菌液稀释3倍后固化试样的强度接近无菌组试样的强度,表明菌液可作适当稀释使用,但稀释倍数不宜超过2倍。 展开更多

关键词 软土固化 巴氏芽孢杆菌 六偏磷酸钠 无侧限抗压强度

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基于MICP的固化粉尘微生物抑尘剂试验研究

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作者 高广义 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第3期91-98,共8页

为降低露天煤矿排土场粉尘浓度,减轻和防止粉尘危害。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化粉尘技术,探究了环境因素(温度、pH)对巴氏芽孢杆菌生长的影响,通过测定CaCO_(3)的产量来评估细菌浓度、胶结液浓度和营养液浓度对固化效果的影响... 为降低露天煤矿排土场粉尘浓度,减轻和防止粉尘危害。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化粉尘技术,探究了环境因素(温度、pH)对巴氏芽孢杆菌生长的影响,通过测定CaCO_(3)的产量来评估细菌浓度、胶结液浓度和营养液浓度对固化效果的影响;通过设计正交试验,采用矩阵分析法对巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂配比进行优化,提出1种新型高效、环保矿用微生物抑尘剂。结果表明:巴氏芽孢杆菌的最佳培养条件为30~35℃、pH7.5左右,微生物抑尘剂适用于偏高温、中碱性环境下的露天煤矿;微生物诱导碳酸钙沉淀过程CaCO_(3)的生成量与营养物质浓度和菌液浓度呈正相关关系,CaCO_(3)的生成量随胶结液浓度(尿素、氯化钙)增大呈现先增大后减小的趋势;巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂具有良好的渗透性、抗强风、保水、抗雨淋等综合性能,巴氏芽孢杆菌微生物抑尘剂成分配比优化方案为:巴氏芽孢杆菌菌液OD600值为1,胶结液(尿素、氯化钙混合溶液)取0.5 mol/L,营养物质溶液取2 g/L。 展开更多

关键词 煤矿降尘 微生物抑尘剂 巴氏芽孢杆菌 MICP 粉尘防治

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微生物无固相钻井液体系构建及其固壁作用机理研究 被引量：2

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作者 李之军 朱茂 +3 位作者 智晶子 韩毅 陈俊秀 赵淦 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期187-194,共8页

钻探过程中,常遇到破碎性地层,容易发生井壁失稳而诱发井下复杂事故。增强破碎块之间的胶结力,提升井壁围岩力学强度,是解决该类地层井壁失稳的有效途径之一,微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术为实现这一途径提供了很好的借鉴。为此,通过... 钻探过程中,常遇到破碎性地层,容易发生井壁失稳而诱发井下复杂事故。增强破碎块之间的胶结力,提升井壁围岩力学强度,是解决该类地层井壁失稳的有效途径之一,微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术为实现这一途径提供了很好的借鉴。为此,通过实验研究,分析了巴氏芽孢杆菌在无固相钻井液体系中的生长情况,得到适合巴氏芽孢杆菌生长的无固相钻井液,由此构建微生物无固相钻井液体系。利用岩心浸泡实验和扫描电镜(SEM)分析方法,探讨了微生物无固相钻井液体系的固壁效果及其作用机理。结果表明:巴氏芽孢杆菌在由植物胶、聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素钠(CMC)组成且含有培养基的无固相钻井液中的生长情况最好,经过24 h的生长,600 nm波长处的吸光值(OD600)达到1.54。故确定微生物无固相钻井液体系的配方为:0.1%植物胶+0.1%PAM+0.1%CMC+巴氏芽孢杆菌(OD600=0.8)+0.25%氯化钠+1%尿素+0.75%酪蛋白胨+0.25%大豆蛋白胨。在微生物无固相钻井液体系中添加钙源,可以获得更好的固壁效果,固结后试样的抗压强度达到0.183 MPa。该体系的固壁机理是微生物在松散颗粒间诱导生成碳酸钙晶体,填充于孔隙中,增强了松散颗粒间的胶结力,使原本松散的碎石土形成整体,从而发挥固壁作用。 展开更多

关键词 破碎地层 井壁稳定 微生物诱导碳酸钙沉淀 巴氏芽孢杆菌 无固相钻井液 固壁机理

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钢渣微粉对微生物固化风积沙强度影响的试验研究 被引量：1

16

作者 祝富豪 晋强 周满旭 《新疆农业大学学报》 CAS 2023年第2期153-158,共6页

为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用,确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验,以无侧限抗压强度为指标,结合沙柱碳酸钙生成量,确定钢渣微粉... 为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用,确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验,以无侧限抗压强度为指标,结合沙柱碳酸钙生成量,确定钢渣微粉最佳掺量。以钢渣微粉为外加剂,利用巴氏芽孢杆菌对风积沙进行固化,以无侧限抗压强度为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验优化固化配比,并分析菌液OD值、胶结液浓度和胶结液加注次数对掺钢渣微粉风积沙的固化强度的影响。结果表明,钢渣微粉最佳掺量为2.5%,各因素对固化效果影响的主次顺序:胶结液浓度>胶结液加注次数>菌液OD值,推荐风积沙固化制度为单轮5次注浆,菌液OD值为2.0,胶结液浓度为1.5 mol/L,此时沙柱的无侧限抗压强度达到4.07 MPa,较未掺加钢渣微粉沙柱提高21.5%。 展开更多

关键词 钢渣微粉 巴氏芽孢杆菌 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 无侧限抗压强度

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微生物诱导碳酸钙沉积对ECC力学性能的影响

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作者 杜鲁飞 陈柄丞 +2 位作者 孙巍巍 孙溪晨 冯君 《混凝土与水泥制品》 2023年第10期50-55,共6页

基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)原理,用尿素、CaCl_(2)溶液和巴氏芽孢杆菌溶液按一定比例配制了自修复剂,通过抗压、抗折、单轴拉伸、单根纤维拉拔试验,研究了自修复剂对工程水泥基复合材料(ECC)力学性能的影响。结果表明:掺入自修复剂... 基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)原理,用尿素、CaCl_(2)溶液和巴氏芽孢杆菌溶液按一定比例配制了自修复剂,通过抗压、抗折、单轴拉伸、单根纤维拉拔试验,研究了自修复剂对工程水泥基复合材料(ECC)力学性能的影响。结果表明:掺入自修复剂后,ECC试件的28 d抗压强度提高了8.96%,抗折强度提高了6.73%,极限拉伸强度提高了12.68%,纤维桥接应力提高了9.38%;由于纤维表面的MICP作用,纤维与基体界面的化学黏结能减小,摩擦黏结强度增大,纤维更容易脱黏进入滑移阶段,从而使ECC的多缝开裂特征更明显。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 工程水泥基复合材料(ECC) 巴氏芽孢杆菌 力学性能

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细菌ECC的自愈合及力学性能研究

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作者 孙溪晨 陈柄丞 +1 位作者 汪洋 冯君 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第6期1960-1969,1979,共11页

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术已被广泛应用于水泥基材料改性中,以实现其微裂纹自愈合。工程水泥基复合材料(ECC)具有受拉细密多裂缝特性,可以掺入巴氏芽孢杆菌微生物来获得基于MICP技术原理的自愈合ECC。结合单轴压缩、单轴拉伸和SEM... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术已被广泛应用于水泥基材料改性中,以实现其微裂纹自愈合。工程水泥基复合材料(ECC)具有受拉细密多裂缝特性,可以掺入巴氏芽孢杆菌微生物来获得基于MICP技术原理的自愈合ECC。结合单轴压缩、单轴拉伸和SEM、XRD测试,对细菌ECC的力学性能及其自愈合性能开展试验研究。结果表明:MICP技术使细菌ECC具有良好的自主愈合能力,并能在一定程度上恢复细菌的ECC力学性能;自修复养护28 d后,细菌ECC抗压强度恢复了9.44%,极限抗拉强度恢复了15.4%,拉伸应变提高了21.3%,裂缝填充物为球霰石形貌的碳酸钙,本研究旨在获得一种基于MICP技术原理下具有强自愈合能力的新型细菌ECC。 展开更多

关键词 工程水泥基复合材料 生物矿化 自愈合 力学性能 MICP技术 巴氏芽孢杆菌

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微生物矿化技术固化石墨尾矿的影响因素研究

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作者 郝闪 刘松涛 +1 位作者 李思瑶 华阳 《中国建材科技》 CAS 2023年第1期123-125,共3页

研究了不同因素对石墨尾矿固化效果的影响,包括菌液浓度、胶结液浓度、胶结液pH和环境温度。采用正交试验设计,以试样无侧限抗压强度(UCS)为指标,评价试样的固化效果,并给出各因素的推荐值及对固化效果影响的优先顺序。

关键词 微生物矿化 巴氏芽孢杆菌 石墨尾矿 无侧限抗压强度

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微生物追踪固结技术在堤防防渗中的应用 被引量：21

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作者 谈叶飞 郭张军 +1 位作者 陈鸿杰 陈舟 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期521-526,共6页

利用微生物固结对岩土体进行防渗加固,在安徽滁州大洼水库黏性土堤防3个区段开展防渗试验,通过培养巴氏芽孢杆菌对尿素进行水解产生大量碳酸根离子并和钙镁离子结合生成碳酸钙沉积,从而堵塞坝体内部孔隙/裂隙。利用坝体内部测压管对内... 利用微生物固结对岩土体进行防渗加固,在安徽滁州大洼水库黏性土堤防3个区段开展防渗试验,通过培养巴氏芽孢杆菌对尿素进行水解产生大量碳酸根离子并和钙镁离子结合生成碳酸钙沉积,从而堵塞坝体内部孔隙/裂隙。利用坝体内部测压管对内部水头进行监测,同时监测渗漏部位的渗漏量,试验结果表明,该技术能迅速降低黏性土堤防坝段渗透系数2个数量级。整个试验过程中,试验段微生物固结过程分为3个主要阶段:0~80 h为微生物固结发展期; 80~120 h为高峰转折期; 120 h以后为封闭拖尾期。处理后土体渗透系数为10-5~10-6cm/s,同时土样平均强度提高约13%(不固结不排水剪切试验结果)。利用电子显微镜和EDS能谱仪对土体孔隙内部生成物进行成分检测,结果表明碳酸钙是其主要组成物质。 展开更多

关键词 微生物固结技术 追踪防渗 堤防 土坝防渗 固结加固 巴氏芽孢杆菌 滁州大洼水库

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