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低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀加固尾矿砂试验研究
1
作者 赖永明 俞缙 +3 位作者 刘士雨 蔡燕燕 涂兵雄 刘谦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1583-1596,共14页
开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法... 开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法加固尾矿砂效果。通过分析pH值对脲酶活性和碳酸盐体系平衡的影响,结合扫描电子显微镜和X射线衍射试验观察尾矿砂微观结构,揭示低pH值下MICP加固尾矿砂机制。结果表明,低pH值下MICP方法可以显著提高尾矿砂力学性能,一轮喷淋处理后尾矿砂的风蚀质量为0,渗透系数最大可降低一个数量级,pH值为4的高浓度菌液处理后的尾矿砂风雨侵蚀质量也为0。低pH值暂时抑制了脲酶活性,打破了碳酸盐体系的平衡,延缓了碳酸钙的生成,使得方解石均匀填充于粒间孔隙,将尾矿砂颗粒胶结为整体。提出的尾矿库加固及尾矿砂治理新技术及其加固机制,为低pH值下MICP加固尾矿砂应用提供了理论与试验依据。 展开更多
关键词 低PH值 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) 尾矿砂 脲酶活性 碳酸盐体系平衡
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新型放射性废水处理技术:微生物诱导碳酸盐沉淀技术
2
作者 苏飞 刘允启 杜丽岩 《清洗世界》 CAS 2024年第8期48-51,共4页
微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术具有固定/去除水体放射性核素潜力,具有成本低、环境友好等优势。本文介绍该技术的研究历史和应用现状,并以铯-137和锶-90去除为例阐释该技术处理放射性废水的两种机理,最后综述MICP技术可利用的常见微... 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术具有固定/去除水体放射性核素潜力,具有成本低、环境友好等优势。本文介绍该技术的研究历史和应用现状,并以铯-137和锶-90去除为例阐释该技术处理放射性废水的两种机理,最后综述MICP技术可利用的常见微生物途径,为应用提供借鉴。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀 生物吸附 氨化 硝酸盐还原 硫酸盐还原 产甲烷途径
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产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染的研究进展 被引量：1
3
作者 朱辰播 刘子雯 +1 位作者 查小玲 贺志刚 《山东化工》 CAS 2024年第1期120-123,共4页
产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染是近年重金属污染修复领域的新方向。为了解产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染的研究进展,总结了产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀固定稳定化环境中不同重金属的效率,阐述了产脲酶微生物固... 产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染是近年重金属污染修复领域的新方向。为了解产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染的研究进展,总结了产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀固定稳定化环境中不同重金属的效率,阐述了产脲酶微生物固定稳定化不同重金属离子的机制,讨论了产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀固定稳定化重金属技术应用的局限性。产脲酶微生物通过利用肽聚糖、脂多糖、磷壁酸和胞外多糖等物质吸附重金属离子、借助细胞表面的-COOH、-OH、-CONH_(2)、-NH_(2)和-SH等官能团络合重金属离子和诱导方解石沉淀、白铅矿沉淀、Ca-Cr共沉淀和羟基磷酸石转化矿化固定重金属离子等途径达到修复重金属污染环境的目的。当前,产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀修复重金属污染技术的应用仍受到NH4+积累、微生物活性受抑制和反应持续时间短等因素限制。今后需重视产脲酶微生物诱导碳酸盐沉淀过程环境因子的控制、产脲酶微生物固定化技术等领域的研究。 展开更多
关键词 重金属 产脲酶微生物 碳酸盐沉淀 固定化 包埋
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加速微生物诱导碳酸盐沉淀过程的调控因子筛选及机理初步研究 被引量：1
4
作者 陈敏洁 曹丹 +3 位作者 李博文 庞浩 武小燕 郑春丽 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第5期152-160,共9页
微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术被广泛应用于土壤重金属污染控制中,然而,土壤的成分会降低碳酸钙成核速率,为解决其矿化过程成核慢、矿化产物晶型不稳定等问题,选取六种调控因子:柠檬酸钠(C_(6)H_(5)Na_(3)O_(7))、氧化镁(MgO)、氯化镁... 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术被广泛应用于土壤重金属污染控制中,然而,土壤的成分会降低碳酸钙成核速率,为解决其矿化过程成核慢、矿化产物晶型不稳定等问题,选取六种调控因子:柠檬酸钠(C_(6)H_(5)Na_(3)O_(7))、氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl_(2))、壳聚糖((C6H11NO4)n)、乙醇(C_(2)H_(5)OH)和二氧化硅(SiO_(2)),利用偏振光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FTIR)等测试手段和方法,筛选出能够加速结晶且生成沉淀量最多,对铅的去除率达到90%的调控因子柠檬酸钠(TKa)。结果表明,柠檬酸钠能稳定球霰石,加快矿化过程和增加矿化沉淀,提高重金属去除率。因此,柠檬酸钠具有提高MICP生物修复的速度,对提高MICP技术应用的效率具有重要意义。 展开更多
关键词 微生物诱导的碳酸钙沉淀(MICP) 成核 柠檬酸钠 CaCO_(3) 重金属
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微生物诱导碳酸盐沉淀及在重金属修复中的应用 被引量：5
5
作者 易德伟 张文超 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期87-92,共6页
工业化和人口增长增加了环境中重金属的释放和积累,长期暴露于这些环境下会导致癌症等相关疾病,因此,寻找能够有效修复环境中重金属污染、降低它们在环境中的流动性和生物毒性的方法显得十分重要。微生物诱导碳酸盐沉淀作为潜在的生物... 工业化和人口增长增加了环境中重金属的释放和积累,长期暴露于这些环境下会导致癌症等相关疾病,因此,寻找能够有效修复环境中重金属污染、降低它们在环境中的流动性和生物毒性的方法显得十分重要。微生物诱导碳酸盐沉淀作为潜在的生物修复技术,已经被广泛研究。该文总结了不同代谢途径下微生物诱导碳酸盐沉淀的机理,综述了微生物诱导碳酸盐沉淀在重金属修复领域的研究进展,讨论了该技术的进一步研究重点,对推动微生物诱导碳酸盐沉淀在重金属修复领域的应用具有积极意义。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀 生物修复 重金属
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基于微生物诱导碳酸盐沉淀的微生物抑尘剂 被引量：1
6
作者 蒋耀东 黄娟 +1 位作者 张雷 张雪 《化工管理》 2018年第1期54-57,共4页
为研制出绿色环保的新型扬尘抑制剂,利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术,研发出抗冻耐温、抗风能力强、抑尘效率高的巴氏芽孢杆菌抑尘剂,其成分最优配比为细菌菌液浓度OD_(600)=1.5、尿素和氯化钙皆为0.8 mol·L^(-1)。还对比了纯水、高... 为研制出绿色环保的新型扬尘抑制剂,利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术,研发出抗冻耐温、抗风能力强、抑尘效率高的巴氏芽孢杆菌抑尘剂,其成分最优配比为细菌菌液浓度OD_(600)=1.5、尿素和氯化钙皆为0.8 mol·L^(-1)。还对比了纯水、高分子吸水树脂抑尘剂、氯化钙抑尘剂与微生物抑尘剂的性能,实验显示:微生物抑尘剂的渗透速度为3.13mm·min^(-1)、抗风指数27.4、抑尘效率79.1%,均优于纯水、高分子吸水树脂抑尘剂、氯化钙抑尘剂。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 巴氏芽孢杆菌 抑尘剂 成分配比 应用性能
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微生物诱导碳酸盐沉淀在路堤边坡裂缝修复中的应用研究
7
作者 程观涛 《科技创新与应用》 2022年第10期6-12,共7页
文章探索利用微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)改善细粒土力学性能和快速修复路堤边坡土裂缝的方法。迄今为止,大多数边坡破坏的快速修复方法(如土工合成材料、土钉、塑料钉、石灰处理等)都涉及大型土方工程、特殊的安装设备以及独特的施工工... 文章探索利用微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)改善细粒土力学性能和快速修复路堤边坡土裂缝的方法。迄今为止,大多数边坡破坏的快速修复方法(如土工合成材料、土钉、塑料钉、石灰处理等)都涉及大型土方工程、特殊的安装设备以及独特的施工工艺,这可能需要延长施工时间,影响交通,或增加总施工成本。另外,上述的快速修复方法不一定能起到改善土壤的效果。在运用MICP的过程中,碳酸盐的生成与沉淀将有利于改善土壤中的酸碱平衡,并对改善土质起到积极作用。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀 路堤边坡 裂缝 生态
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微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展 被引量：42
8
作者 王茂林 吴世军 +1 位作者 杨永强 陈繁荣 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期206-214,共9页
生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP(微生物诱导碳酸盐沉淀)技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础... 生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP(微生物诱导碳酸盐沉淀)技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO_3^(2-)饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO_3^(2-)位和Ca^(2+)位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一. 展开更多
关键词 微生物矿化 重金属 碳酸盐沉淀 脲酶
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微生物诱导碳酸钙沉淀技术的工程应用进展与评述
9
作者 梁仕华 谢运鹏 邓尤术 《广东工业大学学报》 CAS 2024年第2期11-22,共12页
基于微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcium carbonate Precipitation,MICP)技术的土体胶结固化技术是21世纪以来岩土工程、地质工程领域研究的热点之一。本文系统阐述了MICP技术的加固机理,从MICP加固效果和应用实践的角... 基于微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcium carbonate Precipitation,MICP)技术的土体胶结固化技术是21世纪以来岩土工程、地质工程领域研究的热点之一。本文系统阐述了MICP技术的加固机理,从MICP加固效果和应用实践的角度出发,对MICP技术工程应用的研究现状进行评述。结果表明:MICP固化后的场地强度呈现出不均匀性明显、碳酸钙含量分布随深度递减的趋势;沙漠环境中,原位提取的菌种诱导生成的碳酸钙覆膜较传统的巴氏芽孢杆菌,具有更好的强度表现和稳定性;新型MICP技术应用(如微生物水泥、微生物砖)在强度、耐久性上表现出良好的应用前景,有望为实现我国双碳目标注入新的活力。基于MICP技术碳酸钙沉淀特质的影响因素,现场尺度下如何提高碳酸钙分布的均匀性以及在季节性变化下的碳酸钙骨架的耐久性、不同环境下的固化效率改进方案应该成为日后研究的重中之重。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 固化效果影响因素 工程应用
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微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对典型沙生植物叶片性状和生理特性的影响
10
作者 赵鸿硕 曹红雨 +3 位作者 高广磊 孙哲 张英 丁国栋 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期170-182,共13页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microorganism induced carbonate precipitation,MICP)能够填充土壤孔隙,减少水分蒸发和增强风沙土的抗风蚀性,其防风固沙效果已得到证实,但其对沙生植物叶片性状和生长生理过程的影响尚不明确,为揭示微生物诱导... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microorganism induced carbonate precipitation,MICP)能够填充土壤孔隙,减少水分蒸发和增强风沙土的抗风蚀性,其防风固沙效果已得到证实,但其对沙生植物叶片性状和生长生理过程的影响尚不明确,为揭示微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对沙生植物叶性状和光合生理特征的影响,以沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、斜茎黄芪(Astragalus laxmannii)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、蒙古羊柴(Corethrodendron fruticosum)4种沙生植物为研究对象,开展室内盆栽试验,对比分析不同菌剂施用量(高、中、低)和固结层位置(下、中、上)处理下沙生植物的叶性状和生理特性。结果表明,①微生物诱导碳酸钙分布在风沙土颗粒间,且呈立方体形、菱形、球形和不定形等多种晶态,能够胶结风沙土颗粒。②菌剂处理显著提高了4种沙生植物土壤的有机质和碳酸钙含量;施加高水平菌剂时,固结层下处理组沙蓬和斜茎黄芪土壤的有机质和碳酸钙含量显著高于其他处理组;其中斜茎黄芪土壤有机质含量的增幅最大,为90.19%,柠条锦鸡儿土壤碳酸钙含量增幅最大,为41.47%。③高水平菌剂处理组沙蓬的比叶面积显著高于其他处理组,平均提高0.98%;低水平菌剂处理组沙蓬和斜茎黄芪的叶干物质含量显著高于其他处理组,分别平均提高34.11%和24.18%。固结层中处理组沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的比叶面积显著低于其他处理组。④高水平菌剂处理组沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的叶绿素含量显著高于其他处理组,分别平均提高9.01%、12.97%和31.77%;中水平菌剂处理组沙蓬、高水平菌剂处理组斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的最大净光合速率显著高于其他处理组,分别平均提高55.70%、48.39%和13.24%。综上,施加菌剂能够提高土壤有机质和碳酸钙含量,为植物生长提供充足的养分,因此沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的光合生理特性显著高于对照组,但植物叶性状对土壤有机质和碳酸钙含量响应不显著。微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对中水平菌剂处理沙蓬、高水平菌剂处理斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的叶性状和光合生理特性有促进作用,但是对蒙古羊柴的叶性状和光合生理特性有抑制作用。以上研究结果为丰富完善微生物诱导碳酸钙沉淀固沙技术提供理论依据和科学支撑。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 沙生植物 叶片性状 生理特性
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基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固珊瑚砂试验研究
11
作者 段志刚 王建平 +2 位作者 黄瀚 杨佳 丁选明 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1518-1525,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)广泛应用于土木工程领域,为更好地了解微生物加固钙质砂场地的作用效果,本文通过采用低pH一相注浆加固的方法,开展对加固后的钙质砂场地的室内分析测试以及现场加载测试。通过钻孔取样开展了无侧限压缩... 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)广泛应用于土木工程领域,为更好地了解微生物加固钙质砂场地的作用效果,本文通过采用低pH一相注浆加固的方法,开展对加固后的钙质砂场地的室内分析测试以及现场加载测试。通过钻孔取样开展了无侧限压缩试验、剪切波速试验以及扫描电镜试验。试验结果表明,在相同的加固条件下,碳酸钙沉淀作用形式不同将会导致较大的强度差异性;现场加载试验在微生物场地加固、养护结束后,且场地保持干燥时进行平板载荷试验,通过荷载板试验可以发现,当荷载逐渐增大时,承压板周边土开始出现裂缝延展,最终破坏时土体发生了较大的位移沉降和裂缝扩展,也证明了携带菌种现场扩培的方法在岛礁微生物加固中的可取性。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP) 钙质砂 室内分析测试 平板载荷试验
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纳米四氧化三铁对微生物诱导碳酸钙沉淀的作用效果与机理研究
12
作者 李爽 黄明 +3 位作者 崔明娟 胡鑫杭 许凯 姜启武 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期76-83,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计了Nano-Fe_(3)O_(4)作用下的微生物诱导碳酸钙沉淀的水溶液及MICP砂土固化试验,对比分析了Nano-Fe_(3)O_(4)含量对微生物诱导生成的碳酸钙晶体含量(CCC)、类型、比例以及MICP固化砂土力学强度等参数的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)试验分析了溶液环境及砂柱中碳酸钙的微观形貌特征,系统归纳了Nano-Fe_(3)O_(4)对MICP的作用效果及机制。结果表明:(1)Nano-Fe_(3)O_(4)能够有效改善细菌的新陈代谢性能,显著提高细菌OD_(600)及脲酶活性;(2)溶液环境中,MICP产生的碳酸钙晶体类型以球霰石为主,含少量方解石,且Nano-Fe_(3)O_(4)含量增加能够促进球霰石的生成及增大MICP沉淀物中稳定相碳酸钙所占的比例;(3)Nano-Fe_(3)O_(4)可以显著提高MICP固化砂土的无侧限抗压强度和CCC;(4)SEM分析结果表明,溶液环境中,碳酸钙晶体以球型堆积为主,MICP固化砂柱中碳酸钙晶型随Nano-Fe_(3)O_(4)含量的增加逐渐呈菱柱状堆积。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 纳米四氧化三铁 晶体类型与形貌 细菌脲酶活性 溶液环境 MICP固化砂土
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微生物诱导碳酸钙沉淀技术对花岗岩残积土渗透性的影响规律研究 被引量：1
13
作者 张永杰 唐银港 +2 位作者 欧阳健 罗志敏 谭长江 《交通科学与工程》 2024年第3期1-8,107,共9页
用花岗岩残积土填筑的路基具有水稳性差、渗透系数大、易受降雨冲刷等特点。为探讨微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术对花岗岩残积土渗透系数的影响规律及作用机理,测定MICP固化前后重塑花岗岩... 用花岗岩残积土填筑的路基具有水稳性差、渗透系数大、易受降雨冲刷等特点。为探讨微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术对花岗岩残积土渗透系数的影响规律及作用机理,测定MICP固化前后重塑花岗岩残积土试样的渗透系数,并对固化前后的试样进行碳酸钙质量分数测定、核磁共振扫描、电镜扫描以及X射线衍射分析。结果表明:1) MICP技术能使花岗岩残积土试样的渗透系数降低两个数量级,且在试验范围内,将各因素按照对渗透系数的影响程度从大到小排列,依次为:胶结液浓度、固化次数、灌注液量。同时,最佳固化条件为灌注液量40 mL、胶结液浓度1.0 mol/L、固化16次。2)固化产生的沉淀填充在花岗岩残积土孔隙中,致使孔隙间的连通性变差,孔隙率下降。总体上,越靠近注入端碳酸钙的质量分数越大,固化效果越好。3)簇状的方解石碳酸钙有效胶结了原本松散的土颗粒,堵塞了土颗粒孔隙间的渗流通道,降低了试样的渗透系数。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 渗透系数 微生物诱导碳酸钙沉淀技术 核磁共振 扫描电镜 X射线衍射
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微生物诱导碳酸盐沉淀改良残积土坡面水力学特性研究 被引量：3
14
作者 王延宁 李子仪 +1 位作者 孟智祥 薛锦强 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期158-165,共8页
针对花岗岩残积土分布广泛,具有遇水软化、崩解的特性,易产生滑坡、泥石流等地质灾害的问题,提出了一种新的利用微生物诱导碳酸钙沉积技术进行坡面防护的方法.通过室内渗透试验和冲刷模型试验,对比分析了微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)加... 针对花岗岩残积土分布广泛,具有遇水软化、崩解的特性,易产生滑坡、泥石流等地质灾害的问题,提出了一种新的利用微生物诱导碳酸钙沉积技术进行坡面防护的方法.通过室内渗透试验和冲刷模型试验,对比分析了微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)加固花岗岩残积土的抗渗特性和抗冲刷特性.微生物诱导碳酸盐沉淀处理后的土样渗透性降低了90.8%,径流速率和侵蚀速率分别降低25.0%和96.1%.此外,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了加固的微观机理.结果表明:微生物诱导碳酸盐沉淀生成碳酸钙晶体对土壤颗粒进行胶结和孔隙填充,使土体表面板结,提高了土体的完整性和抗渗性,从而提升边坡的稳定性和抗冲刷性;同时,相较于传统喷射混凝土坡面防护具有绿色、可持续的优点,具有良好的应用前景. 展开更多
关键词 岩土工程 边坡工程 坡面防护 抗冲刷特性 微生物诱导碳酸盐沉淀
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碳酸酐酶增强微生物矿化固土效果的试验研究
15
作者 刘鹏 曹源兴 +1 位作者 程钰 白云波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2554-2564,共11页
为了提升微生物固化砂土的效果,从自然界微生物主动参与碳循环、激发碳化现象中得到启发,利用碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)能显著提高CO_(2)水合反应速率(提高108倍),促进脲酶(urease,简称UA)分解尿素生成的CO_(2)迅速水合形成... 为了提升微生物固化砂土的效果,从自然界微生物主动参与碳循环、激发碳化现象中得到启发,利用碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)能显著提高CO_(2)水合反应速率(提高108倍),促进脲酶(urease,简称UA)分解尿素生成的CO_(2)迅速水合形成大量CO_(3)^(2-)的特性,设计并进行了碳酸酐酶增强微生物矿化固化砂土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析了碳酸酐酶对微生物固化砂土的增强效果及增强机制。结果表明:(1)碳酸酐酶能够显著提高砂土微生物加固过程中的胶结物产量,碳酸酐酶菌掺量在4%左右达到最佳,与常规微生物诱导碳酸盐沉淀(microbial-induced carbonate precipitation,简称MICP)相比,胶结物生成量提高了105.3%。(2)碳酸酐酶的掺入提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力,在0.25%~4.00%掺量范围内,固化土样的无侧限抗压强度随碳酸酐酶菌掺量的增加而增大。当掺量为4.00%时固化土样的强度达到1.915 MPa,为常规MICP固化试样强度的8.54倍。(3)碳酸酐酶没有改变MICP过程的产物,仍是方解石。但在添加了CA后,方解石的晶粒尺寸更大,六面体形状更规范,力学性能也更好。(4)在MICP过程中,脲酶和碳酸酐酶相互协同沉淀碳酸钙固化砂土。碳酸酐酶可以显著加速脲酶分解尿素生成的CO_(2)水合并形成HCO_(3-)和CO_(3)^(2-)的速率,为矿化物沉降提供更有利的条件。 展开更多
关键词 碳酸酐酶 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) 矿化 脲酶 水合反应 力学性能
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芽孢杆菌4A24诱导碳酸盐沉淀的研究
16
作者 萨如拉 刘一帆 +1 位作者 金佳瑶 代钢 《内蒙古石油化工》 CAS 2024年第6期14-17,共4页
微生物是地球生物圈中重要组成部分之一。微生物诱导碳酸盐沉淀是一种在自然界中广泛存在的自然现象,是当今地球科学研究的一个热点。本文研究了不同Mg/Ca摩尔比(0,6)和菌初始接种量(初始OD_(600)值为0.17,0.33,0.47)对培养基中的Ca^(2+... 微生物是地球生物圈中重要组成部分之一。微生物诱导碳酸盐沉淀是一种在自然界中广泛存在的自然现象,是当今地球科学研究的一个热点。本文研究了不同Mg/Ca摩尔比(0,6)和菌初始接种量(初始OD_(600)值为0.17,0.33,0.47)对培养基中的Ca^(2+)浓度和pH值的影响,并对形成的碳酸盐矿物进行了XRD、SEM、EDS和FTIR分析。结果表明Mg/Ca摩尔比为0和6的条件下,菌初始OD_(600)值为0.47时培养基中Ca^(2+)浓度减少程度最大。对形成的矿物进行XRD和EDS析发现Mg/Ca摩尔比为0的矿化产物为方解石,Mg/Ca摩尔比为6的矿化产物为文石,且两者形貌存在很大不同。FTIR结果表明Mg/Ca摩尔比为0的矿化产物中检测到了C-H,C-N和N-H吸收峰,Mg/Ca摩尔比为6的矿化产物中检测到了N-H和C-N的吸收峰,表明矿化过程中参与到的有机官能团会影响矿化产物的矿物相和形貌。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀 菌初始接种量 Mg/Ca摩尔比 Ca^(2+)浓度
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微生物诱导碳酸钙沉淀改良黄土的崩解性试验研究 被引量：4
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作者 许天驰 张浩男 +1 位作者 贾苍琴 王贵和 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第2期674-681,707,共9页
黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解,并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术,本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解... 黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解,并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术,本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响,根据非饱和土的单值有效应力公式,从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型,利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明:MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样;随着养护龄期增加,0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min;养护14 d时,MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%,崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀技术 黄土 崩解性 微分方程 孔隙气压力 曲线拟合
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微生物诱导碳酸钙沉淀在土体改良中的应用
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作者 范冬梅 何玉龙 +3 位作者 刘冬梅 朱词 薛萍 薛海兵 《价值工程》 2023年第31期121-125,共5页
微生物诱导碳酸钙沉淀是一种新型改良土体的技术,该技术在较好保护环境的同时,可以改善不良土体自身的性质。本文系统总结了各类土体自身的特点以及利用微生物矿化机理固化各类土体后的无侧限抗压强度和渗透性大小,对加固效果的影响因... 微生物诱导碳酸钙沉淀是一种新型改良土体的技术,该技术在较好保护环境的同时,可以改善不良土体自身的性质。本文系统总结了各类土体自身的特点以及利用微生物矿化机理固化各类土体后的无侧限抗压强度和渗透性大小,对加固效果的影响因素进行了讨论分析,以期为固化更多不良土体的技术和应用研究提供参考。研究结果表明,颗粒粒径和孔隙大小在一定范围内,才能具有较好的固化效果;初始渗透系数较大的土体矿化后渗透系数显著降低;土体自身的矿物成分和物理性质也会影响加固效果。可见影响微生物加固效果的因素有很多,需要选取最优方案以期达到较好的固化效果。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 微生物矿化机制 土体固化改良 无侧限抗压强度 渗透系数
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微生物诱导碳酸盐岩沉淀过程及作用机理 被引量：3
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作者 高旭波 潘振东 +3 位作者 龚培俐 江玉 李成城 李鸿煜 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期441-452,共12页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利、环境多个领域中广泛推广应用。文章在分析国内外相关研究成果的基础上,归纳整理出反硝化过程、硫酸盐还原作用、尿素分解作用等多种微生物诱导下碳酸钙矿化途径和作用机制。以尿素分解菌为代表,重点讨论微生物诱导碳酸盐沉淀过程中pH、温度、离子浓度等环境因素对生成矿物晶型晶貌等方面的影响,总结了MICP的环境应用机制,即环境中的重金属元素通过替换作用替换矿化矿物中的Ca^(2+)或CO^(2-)_(3)从而被固定。MICP作为一种简单高效的地质环境过程,在生态环境修复领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化 碳酸钙沉淀 微生物作用机制 尿素分解菌 重金属固定 地质环境修复
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植物脲酶诱导碳酸盐沉淀改良土体研究进展
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作者 李明东 张诗艾 +3 位作者 杨远江 徐浩峰 陶雪晴 何稼 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期1-9,共9页
酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)改良土体是岩土工程领域的新兴热点技术,全面总结梳理EICP改良土体的研究现状,优选关键技术参数,并对EICP的未来发展提出了展望。建议制定植物脲酶促沉碳酸钙改良土体方法标准,对植物脲酶的保存方法、EICP改良土... 酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)改良土体是岩土工程领域的新兴热点技术,全面总结梳理EICP改良土体的研究现状,优选关键技术参数,并对EICP的未来发展提出了展望。建议制定植物脲酶促沉碳酸钙改良土体方法标准,对植物脲酶的保存方法、EICP改良土体在特殊环境条件下的长期性能开展研究。研究结果表明:EICP能够显著提高土体的性能,无侧限抗压强度最高可达3 MPa,抗风蚀能力可达29.1 m·s^(-1),表面贯入强度可达1.065 MPa,渗透系数降低率可达98.2%,重金属离子质量分数降低率可达99.96%。 展开更多
关键词 植物脲酶 酶诱导碳酸盐沉淀(EICP) 土体改良 固化 重金属
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