核磁共振作用下微生物矿化风沙土材料的微观孔隙

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作者 高瑜 邢家伟 +2 位作者 王晓荣 韩红伟 樊促遥 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2066-2073,共8页

为探究微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,MICP)技术矿化改良风沙土材料的耐久性,采用0.08%高分子吸水树脂(MICP+A)和0.37%黄原胶(MICP+B)对传统MICP材料改良。通过核磁共振技术对不同周期的高低温循环... 为探究微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,MICP)技术矿化改良风沙土材料的耐久性,采用0.08%高分子吸水树脂(MICP+A)和0.37%黄原胶(MICP+B)对传统MICP材料改良。通过核磁共振技术对不同周期的高低温循环和紫外照射两种环境下的微观结构进行研究,考察矿化风沙土材料的耐久性。结果表明,MICP+A材料和MICP+B材料孔隙度均随循环周期的增加而上升;在20个周期的高低温循环试验和15个周期的紫外线照射试验,MICP+A材料均表现出良好的耐久性,与传统MICP材料相比孔隙度增量分别下降约1.8倍和1.1倍;在高低温循环和紫外线照射下,碳酸钙晶体结构发生改变,土体的中等粒径孔隙占比增加,使3种材料的T_2谱第2个峰均高于试验前的峰值。试验表明高分子吸水树脂能够提高传统MICP试件的耐久性能,此研究为微生物矿化岩土材料在沙漠地区治理的工程应用提供基础实验依据。 展开更多

关键词 生物岩土 微生物矿化风沙土材料 MICP 核磁共振实验 高低温循环 紫外照射试验

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微生物矿化风沙土强度及孔隙特性的试验研究 被引量：26

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作者 李驰 刘世慧 +2 位作者 周团结 高瑜 姚德 《力学与实践》 北大核心 2017年第2期165-171,184,共8页

风沙土广泛分布于沙漠地区,其颗粒细小均匀,粒间无粘聚力,易引起风蚀形成沙尘暴的尘源.自行设计实验室制备方法及工艺,通过微生物诱导碳酸钙矿化(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术固化沙漠风沙土.分析MICP矿化砂土试... 风沙土广泛分布于沙漠地区,其颗粒细小均匀,粒间无粘聚力,易引起风蚀形成沙尘暴的尘源.自行设计实验室制备方法及工艺,通过微生物诱导碳酸钙矿化(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术固化沙漠风沙土.分析MICP矿化砂土试样的强度特性,以及菌液浓度,岩土基质的孔隙率及颗粒级配对MICP矿化砂土强度的影响.试验结果表明,当砂土试样的矿化时间为7天,菌液浓度OD600值在0.5～0.8之间,经MICP矿化后的风沙土其无侧限抗压强度平均值为0.66 MPa,内摩擦角平均值为36°,对运用MICP技术矿化沙漠风沙土的可行性进行了试验验证.当岩土基质具有较大的孔隙率且级配良好时,MICP矿化过程更加充分,MICP矿化砂土试样呈现出更好的强度特性.进而,利用核磁共振技术分析MICP矿化前后砂土试样的孔隙特征,测试结果显示经MICP矿化作用后试样的孔隙发育良好,孔隙半径大多分布在30μm～50μm之间,半径为100μm的孔隙提供大部分孔隙体积,且矿化作用后较未矿化前砂土试样孔隙率减小约15%. 展开更多

关键词 生物岩土工程 微生物诱导矿化作用 沙漠风沙土 强度特性 核磁共振

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水工混凝土矿化微生物固载及自修复试验研究 被引量：2

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作者 孟永东 薛玉 +3 位作者 何竹青 徐晓蔚 蔡征龙 田斌 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-10,共10页

直接内掺方式制备微生物自修复混凝土会因拌合的机械挤压摩擦、生存环境受限等因素影响矿化微生物的长期活性。本文选择巴氏芽孢杆菌为矿化微生物,以膨胀珍珠岩和陶粒为微生物载体,以水泥浆和偏高岭土浆液为载体包覆材料,通过试验优选... 直接内掺方式制备微生物自修复混凝土会因拌合的机械挤压摩擦、生存环境受限等因素影响矿化微生物的长期活性。本文选择巴氏芽孢杆菌为矿化微生物,以膨胀珍珠岩和陶粒为微生物载体,以水泥浆和偏高岭土浆液为载体包覆材料,通过试验优选有助于微生物释放和保护的载体及其合理粒径、包覆材料,并研究微生物固载对裂缝自修复效果的影响。结果表明:掺入定量的膨胀珍珠岩的水工混凝土试样劈裂裂缝处拉裂面积比更大,作为水工混凝土微生物固载材料时较陶粒更能有效释放矿化微生物;偏高岭土浆液较水泥浆更适合作为载体的包覆材料,其包覆的微生物14 d存活率为86.63%,有效保证了固载微生物的长期活性;对微生物进行膨胀珍珠岩固载和偏高岭土浆液包覆,修复养护90d裂缝最大修复宽度为0.616mm,高于直接内掺的0.453mm,有效改善了混凝土试件的裂缝自修复效果。 展开更多

关键词 水工混凝土 矿化微生物 固载 包覆材料 裂缝自修复

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盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究 被引量：9

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作者 高瑜 姚德 +1 位作者 秦骁 李驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期787-794,共8页

基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。... 基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na2SO4溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na2SO4溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。 展开更多

关键词 生物岩土工程 微生物矿化岩土材料 盐蚀 冻融循环 MICP 核磁共振

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琼脂固载微生物矿化修复水泥基材料表面缺陷 被引量：15

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作者 王瑞兴 钱春香 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期942-948,共7页

利用琼脂作为菌株的载体,将菌株和营养物质牢固固载于水泥石表面,对其进行修复防护.对菌株固载包埋量、载体含量、修复涂刷液黏度以及固载尿素(urea)与Ca2+浓度等配比参数进行了优化,并采用乙酸涂抹法在试件表面缺陷处游离出微量Ca2+,... 利用琼脂作为菌株的载体,将菌株和营养物质牢固固载于水泥石表面,对其进行修复防护.对菌株固载包埋量、载体含量、修复涂刷液黏度以及固载尿素(urea)与Ca2+浓度等配比参数进行了优化,并采用乙酸涂抹法在试件表面缺陷处游离出微量Ca2+,用以增强覆膜层与表层之间胶结能力.结果表明:琼脂固载菌株涂刷3d后可在水泥石表面原位矿化沉积出厚度为100μm的方解石层,修复后水泥石试件毛细吸水系数较修复前降低90%以上,修复效果显著. 展开更多

关键词 微生物 矿化 修复 方解石 固载 琼脂 水泥基材料 缺陷

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水泥基材料中微生物矿化机理及理论模型研究 被引量：5

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作者 袁晓露 《混凝土》 CAS 北大核心 2017年第9期84-88,共5页

采用菌液浸泡法,研究了微生物矿化对水泥基材料的防护增强作用,分析了营养成分对微生物生长及矿化行为的影响,并结合微观测试结果,探讨了水泥基材料中微生物的矿化机理。结果表明,菌液浸泡后水泥试件强度显著提高,其中硫铝酸盐水泥基体... 采用菌液浸泡法,研究了微生物矿化对水泥基材料的防护增强作用,分析了营养成分对微生物生长及矿化行为的影响,并结合微观测试结果,探讨了水泥基材料中微生物的矿化机理。结果表明,菌液浸泡后水泥试件强度显著提高,其中硫铝酸盐水泥基体与微生物矿化的适应性更好。水泥基材料中微生物的矿化遵循矿物成核作用的物理化学规律,硫铝酸盐水泥基体中,大量白色棱形颗粒状和花瓣状方解石型碳酸钙依附于水泥石基面定向排列生长;硅酸盐水泥基体中的方解石型碳酸钙呈团簇状覆盖于水泥石基面。菌液营养成分会影响微生物的矿化效率,当菌液中尿素浓度≤10 g/L时,随浓度的增大,微生物矿化强度提高;当钙离子浓度为2 mmol/L时,微生物的矿化强度最大。 展开更多

关键词 水泥基材料 微生物 矿化 机理

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微生物固化风沙土的保水性能试验研究 被引量：2

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作者 姚姬璇 吴雨瑶 +3 位作者 陈卓 段金贵 赵晓娟 田堪良 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第2期104-112,128,共10页

[目的]研究微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化风沙土的性能,为MICP技术在固化风沙土以及恢复生态等方面提供理论依据。[方法]采用MICP技术对风沙土进行不同次数的固化处理,通过扫描电镜和光学显微镜对固化风沙土的微观结构进行分析,并测... [目的]研究微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化风沙土的性能,为MICP技术在固化风沙土以及恢复生态等方面提供理论依据。[方法]采用MICP技术对风沙土进行不同次数的固化处理,通过扫描电镜和光学显微镜对固化风沙土的微观结构进行分析,并测试分析固化试样的基本物理性质和保水性。[结果]通过MICP处理的风沙土,在风沙土颗粒之间有碳酸钙晶体生成,将沙土颗粒胶结在一起,使松散的风积沙固化成具有一定强度的整体;随着固化次数的增加,固化风沙土的厚度、干密度、碳酸钙含量逐渐增大,渗透系数逐渐减小,固化厚度由3.38 mm增加至11.28 mm,干密度由原沙的1.61 g/cm^(3)增加至2.05 g/cm^(3),碳酸钙含量由8.99%增加至13.08%,渗透系数由原沙的1.06×10^(-3)cm/s减少至2.35×10^(-4)cm/s;当固化处理次数不大于5次时,保水率随固化处理次数的增加而增大,固化试样的保水性能有所改善,固化处理超过5次后,保水性能则有所下降。[结论]采用MICP技术固化的风沙土,可明显改善风沙土的干密度、渗透性能和保水性。综合考虑固化效果、保水性及经济性,建议最佳的固化处理次数为3次。这样可有效防治风蚀并保持土壤水分以利于生态修复。 展开更多

关键词 微生物矿化 微生物诱导碳酸钙沉淀 风沙土 微观结构 保水性能

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微生物矿化启迪的仿生功能材料研究进展

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作者 卢子倩 任倩 +2 位作者 韩思理 丁隆江 张凌琳 《重庆医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期495-502,共8页

微生物矿化现象在自然界中普遍存在,能够生成结构多样、成分各异、性能优越的天然微生物矿物,如生物磷灰石、钙镁碳酸盐、磁铁矿、硅矿物等,其矿物形成的主要机制分为微生物诱导矿化和微生物控制矿化。在微生物矿化过程中,微生物的组织... 微生物矿化现象在自然界中普遍存在,能够生成结构多样、成分各异、性能优越的天然微生物矿物,如生物磷灰石、钙镁碳酸盐、磁铁矿、硅矿物等,其矿物形成的主要机制分为微生物诱导矿化和微生物控制矿化。在微生物矿化过程中,微生物的组织结构及代谢功能活动等均发挥了重要作用,为制备特定成分和功能的仿生矿物材料提供了理论依据。与传统物理或化学方法合成的矿物材料相比,通过模拟微生物矿化发生过程仿生合成的矿化材料不仅结构高度可控,并且生物相容性更高,在生物医学领域有着潜在的应用前景,但精确地模拟微生物矿化仍是一个挑战。本文介绍了微生物矿化过程及其调控因素,并进一步综述了近年来受微生物矿化启发仿生合成的功能材料研究进展。 展开更多

关键词 微生物矿化 仿生矿化 功能材料 生物医学

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基于微生物矿化混凝土的《土木工程材料》课程教学创新与实践

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作者 詹其伟 张旋 周娟兰 《产业与科技论坛》 2023年第23期209-212,共4页

混凝土是最重要的土木工程材料之一,但存在易开裂的顽疾,严重影响工程耐久性和服役寿命。针对混凝土裂缝修复,科研工作者开发了微生物矿化混凝土,解决了混凝土裂缝及时有效修复的世界性难题。由于教材更新不及时、教案编制严重滞后,众... 混凝土是最重要的土木工程材料之一,但存在易开裂的顽疾,严重影响工程耐久性和服役寿命。针对混凝土裂缝修复,科研工作者开发了微生物矿化混凝土,解决了混凝土裂缝及时有效修复的世界性难题。由于教材更新不及时、教案编制严重滞后,众多高校的《土木工程材料》课程未涉及微生物矿化混凝土的相关知识,导致人才培养与社会需求脱节。本文探讨了微生物矿化混凝土在《土木工程材料》课程中的创新实践,为培养高素质土木工程材料专业人才提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 微生物矿化 混凝土 土木工程材料 创新实践

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微生物抑制腐蚀机理及生物矿化机理研究进展 被引量：6

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作者 郭章伟 郭娜 +1 位作者 刘涛 尹衍升 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期144-150,共7页

微生物既可以加速材料腐蚀,也可以在一定程度上减缓材料腐蚀,这与微生物膜有着密不可分的关系,微生物的抑制腐蚀作用正是微生物膜与腐蚀产物交互作用的结果。一般来说,这种抑制作用不仅仅是通过一类微生物或一种机制实现的。首先分类归... 微生物既可以加速材料腐蚀,也可以在一定程度上减缓材料腐蚀,这与微生物膜有着密不可分的关系,微生物的抑制腐蚀作用正是微生物膜与腐蚀产物交互作用的结果。一般来说,这种抑制作用不仅仅是通过一类微生物或一种机制实现的。首先分类归纳了微生物膜抑制腐蚀的三种主要机理——微生物的呼吸作用消耗氧气,通过细菌分泌物抑制腐蚀,在材料表面形成保护层,并结合实例进行了分析论述。重点论述了生物矿化抑制腐蚀的机理,包括生物矿化的基础、生物矿化的过程、微生物在生物矿化中所起的作用,特别是EPS对于生物矿化的作用,着重分析了影响矿化产物膜结构与形态的关键影响因素,包括微生物种类、生物膜结构、海水环境等。另外,总结了近年来国内外利用生物矿化提高材料耐腐蚀性能的一些研究,对未来发展趋势做出了展望,并提出了三个亟待解决的问题。 展开更多

关键词 微生物膜 腐蚀 生物矿化 抑菌机理 海洋环境 金属材料

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城市污泥生物质炭对豫东黄泛平原风沙土耕地土壤有机碳矿化影响 被引量：4

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作者 尤俊坚 谢凯旋 +4 位作者 孙蕾 刘霞 胡续礼 苏新宇 吴畏 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期12-17,共6页

为探讨城市污泥生物质炭对风沙土耕地作物产量、土壤有机碳及其矿化的影响,采用田间定位试验,设置5个处理,分别为20(B20),40(B40),60(B60) t/hm2生物质炭、无机肥(NPK)、对照(CK),以一级动力学理论为基础,对5个处理的土壤样品进行了室... 为探讨城市污泥生物质炭对风沙土耕地作物产量、土壤有机碳及其矿化的影响,采用田间定位试验,设置5个处理,分别为20(B20),40(B40),60(B60) t/hm2生物质炭、无机肥(NPK)、对照(CK),以一级动力学理论为基础,对5个处理的土壤样品进行了室内培养试验。结果表明:(1)与CK相比,不同施量生物质炭处理较CK产量提高了21.30%,51.88%,41.06%,有机碳含量提高了18.30%,21.84%,29.62%。(2)不同处理土壤有机碳矿化速率随培养时间的动态变化特征呈对数函数关系,培养初期矿化速率先上升,之后迅速下降,最终趋于稳定,培养49 d后,NPK处理土壤有机碳累积矿化量最高,达到645.50 mg/kg,B40,B60次之,为449.53,401.33 mg/kg。(3)风沙土土壤有机碳矿化动态变化可以用一级动力学方程拟合,供试土壤潜在有机碳矿化库(Cp)和矿化速率常数(k)较高,分别为0.26~0.66 g/kg和(0.008 6~0.013 4)/d,与CK处理相比,B40,B60,NPK处理土壤有机碳矿化率提高55.93%~150.37%。上述结果显示豫东黄泛平原风沙土施用生物质炭可以提高土壤有机碳含量,对比NPK处理,减小了土壤有机碳累积矿化量、矿化率,增强土壤固碳能力,以40 t/hm2处理的效果更佳。研究结果可为豫东黄泛平原风沙土土壤碳储量增加、城市污泥的资源化利用提供科学依据。 展开更多

关键词 豫东黄泛平原 风沙土 城市污泥生物质炭 有机碳矿化

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微生物矿化历程浅析 被引量：2

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作者 周禹暄 胡俊 +3 位作者 熊辉 林小淇 王志鑫 曾东灵 《重庆建筑》 2021年第4期36-39,共4页

“微生物矿化技术”具有绿色天然、环保、对原位土扰动小等特点,已成为一个新的研究方向,得到建筑材料与工程运用研究者广泛关注,并逐渐被世界各国建筑行业广泛采用。由于影响微生物的矿化作用的因素众多(如反应物及产物的浓度、反应温... “微生物矿化技术”具有绿色天然、环保、对原位土扰动小等特点,已成为一个新的研究方向,得到建筑材料与工程运用研究者广泛关注,并逐渐被世界各国建筑行业广泛采用。由于影响微生物的矿化作用的因素众多(如反应物及产物的浓度、反应温度、其他离子浓度和催化剂等),故需深入研究各因素的影响效果,找出最适宜参数以克服加固不均匀的问题。该文引用中外学者大量研究实例,分析了水泥基材料、钢渣材料、砂土及钙质砂中的微生物矿化历程,为“微生物矿化技术”的深入研究及其在结构加固工程中的运用提供参考。 展开更多

关键词 微生物矿化 水泥基材料 钢渣材料 砂土 钙质砂

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微生物提升钢渣胶凝材料安定性和强度的作用及机理 被引量：9

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作者 钱春香 张霄 伊海赫 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第8期2363-2371,共9页

目前钢渣排放量、库存量大,但利用率不高,关键是安定性未能解决。本文研究提出了通过微生物矿化技术提升安定性和强度,研究了不同掺量微生物对钢渣中主要矿物相碳化反应速率的影响,测试了微生物掺量和钢渣粉比表面积对试件压蒸线性膨胀... 目前钢渣排放量、库存量大,但利用率不高,关键是安定性未能解决。本文研究提出了通过微生物矿化技术提升安定性和强度,研究了不同掺量微生物对钢渣中主要矿物相碳化反应速率的影响,测试了微生物掺量和钢渣粉比表面积对试件压蒸线性膨胀率和强度的影响,通过MIP和SEM分析试件孔隙率和微观形貌,并对微生物改性钢渣胶凝材料机理进行分析。结果表明,微生物能提高钢渣中游离氧化物和硅酸盐矿物相碳化反应速率,提高矿化产物的强度。要使试样压蒸线性膨胀率降低至0.5‰以下,采用微生物添加剂后,试验所用钢渣粉比表面积可由565 m^2/kg降低至360 m^2/kg。钢渣中掺入微生物可促进碳化过程中矿物相离子溶出和碳酸盐矿物生成,降低试件孔隙率,密实基体结构,从而提高钢渣胶凝材料试件的强度。微生物-钢渣胶凝材料制品强度可达40 MPa以上,其他物理性能均符合国家标准,在实际道路铺装工程应用中体积稳定性好,无泛碱现象,且利润优势显著,应用前景广阔。 展开更多

关键词 钢渣 胶凝材料 安定性 强度 微生物矿化 铺装工程

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微生物诱导矿化作用对混凝土裂缝修复的研究现状

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作者 王云鹏 倪倩倩 于振东 《中国科技期刊数据库 工业A》 2023年第7期175-177,共3页

混凝土结构物长期在外界环境作用下,容易产生开裂、钢筋腐蚀等问题,从而影响混凝土的耐久性。有研究发现微生物在合适的环境中可以形成有机-无机复合碳酸钙膜,而且微生物菌液浓度会对碳酸钙晶体微观形貌产生明显影响。从而进一步表明可... 混凝土结构物长期在外界环境作用下,容易产生开裂、钢筋腐蚀等问题,从而影响混凝土的耐久性。有研究发现微生物在合适的环境中可以形成有机-无机复合碳酸钙膜,而且微生物菌液浓度会对碳酸钙晶体微观形貌产生明显影响。从而进一步表明可以利用环境中的钙离子以及有机物如尿素等,通过诱导矿化生成碳酸钙沉积,够修补混凝土裂缝并使其刚度和强度得到了较好的恢复。因此,我们对微生物诱导矿化作用加以研究,分析了微生物诱导矿化作用对混凝土裂缝修复的现状,从而总结问题,提出展望,以提高微生物对混凝土裂缝的自修复效果。 展开更多

关键词 微生物矿化 混凝土 裂缝修复 固载材料

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应用微生物胶凝材料及脲酶水解机理的教学研讨 被引量：1

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作者 於孝牛 高燕 《教育教学论坛》 2019年第9期173-177,共5页

微生物矿化是基于微生物诱导矿化形成无机矿物。微生物矿化形成碳酸钙可以作为一类新型胶凝材料,并且可以固结松散的砂土颗粒,在地基加固、扬尘治理等领域具有广泛应用前景。本文主要概述了研究生物矿化方法和微生物碳酸水泥潜在应用砂... 微生物矿化是基于微生物诱导矿化形成无机矿物。微生物矿化形成碳酸钙可以作为一类新型胶凝材料,并且可以固结松散的砂土颗粒,在地基加固、扬尘治理等领域具有广泛应用前景。本文主要概述了研究生物矿化方法和微生物碳酸水泥潜在应用砂土加固、水泥基材料裂缝自修复等,详细讨论分析了Bacillus pas-teurii中脲酶水解尿素机理,并指出脲酶水解尿素存在水解和消除竞争。当今研究微生物水泥也存在各个步骤的反应机理、产物晶型的影响机制、复合微生物对矿化晶形如何影响等问题,通过研讨展望指出进一步研究微生物水泥方案。 展开更多

关键词 微生物矿化 胶凝材料 砂土颗粒 研讨 脲酶水解尿素机理

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基于生物细胞调控合成无机纳米材料的研究进展

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作者 马晓明 朱郁葱 +2 位作者 魏子朋 王魁 杜岩 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第4期61-68,共8页

细胞作为生物体结构和功能的基本单位,其内部可进行成千上万的生化反应.利用生物体细胞来调控合成纳米材料是一种新型的绿色合成方法,有着传统方法不可比拟的优点:如原料来源广、低毒、低能耗、反应温和可控、效率高,环境友好等.利用细... 细胞作为生物体结构和功能的基本单位,其内部可进行成千上万的生化反应.利用生物体细胞来调控合成纳米材料是一种新型的绿色合成方法,有着传统方法不可比拟的优点:如原料来源广、低毒、低能耗、反应温和可控、效率高,环境友好等.利用细胞调控合成得到的无机纳米材料富含蛋白质、脂类、多糖等生物物质,不仅可以避免颗粒间的团聚,而且具有独特的生物相容性.本文综述了生物细胞内外无机纳米材料的可控合成研究进展,并展望了基于细胞合成无机纳米材料的发展前景. 展开更多

关键词 细胞 生物合成 微生物 纳米材料 生物矿化

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玉米和马铃薯轮作的复配土的有机碳矿化特征 被引量：2

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作者 郭振 曹婷婷 +1 位作者 陈田庆 王欢元 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2023年第6期708-713,共6页

以玉米和马铃薯轮作下的复配土为研究对象,设计砒砂岩与风沙土体积比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4种复配农田(复配土),采用碱液吸收法对复配土有机碳的矿化过程进行研究。结果表明:相同复配比的土壤有机碳含量差异无统... 以玉米和马铃薯轮作下的复配土为研究对象,设计砒砂岩与风沙土体积比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4种复配农田(复配土),采用碱液吸收法对复配土有机碳的矿化过程进行研究。结果表明:相同复配比的土壤有机碳含量差异无统计学意义,当季种植玉米和马铃薯的复配土有机碳含量较CK的分别提高了27.27%~46.59%、42.47%~70.57%,除种植玉米的C1外,差异均有统计学意义(P<0.05);培养过程中,复配土有机碳矿化速率呈现急剧下降、缓慢下降、平稳的3个阶段,在培养结束时,均以C3的降幅最大;复配土有机碳累积矿化量随培养时间的延长呈指数形式上升,当季作物和复配比及互作效应均对有机碳累积矿化量影响显著,种植玉米的C1的有机碳累积矿化量较大,种植马铃薯的则C3的较大;复配土有机碳累积矿化率在2种作物间的差异较大,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳累积矿化率较低;复配土有机碳矿化速率常数与半周转期变化趋势相反,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳矿化半周转期较大。可见,当季作物和复配比均对复配土有机碳矿化产生了影响,玉米和马铃薯轮作以砒砂岩与风沙土体积比1∶2较适,可作为一种生产实践助推毛乌素沙地的生态化发展。 展开更多

关键词 玉米 马铃薯 风沙土 砒砂岩 复配土 土壤有机碳矿化 拟合参数 毛乌素沙漠

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砒砂岩与沙重构土体中有机碳的矿化特征 被引量：1

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作者 郭振 李玲 +1 位作者 王曙光 李娟 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期169-173,共5页

有机碳矿化过程可反映土壤CO2的释放强度,该文开展砒砂岩与沙复配土体的有机碳矿化研究,可为土体有机重构理论提供技术支撑和理论依据。该文在前期研究的基础上,主要选取砒砂岩与沙复配比分别为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)... 有机碳矿化过程可反映土壤CO2的释放强度,该文开展砒砂岩与沙复配土体的有机碳矿化研究,可为土体有机重构理论提供技术支撑和理论依据。该文在前期研究的基础上,主要选取砒砂岩与沙复配比分别为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4个典型处理,采用碱液吸收法对土壤有机碳矿化过程进行分析。结果表明,C1、C2和C3处理间的有机碳含量无明显差异但均显著高于CK处理(P<0.05)。各处理的有机碳矿化速率在整个培养期内符合对数函数关系(P<0.01),可划分为1~11 d的快速下降阶段和11~30 d的稳步下降阶段。第11天的累积矿化量达到总矿化量的54.96%~74.44%。培养结束时,C1和C2处理的累积矿化量和潜在可矿化有机碳含量均显著高于CK处理低于C3处理,累积矿化率也以C1和C2处理最低。各处理土壤有机碳的周转速率常数较CK处理明显降低,滞留时间增加。综上,砒砂岩与沙体积比介于1∶5~1∶2之间时,可有效增加土壤有机碳的积累量,此时单位有机碳的矿化水平较低。 展开更多

关键词 有机碳矿化 拟合参数 砒砂岩 风沙土

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有机物料在风沙土中的腐解规律及土壤有机质调控的研究 被引量：18

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作者 迟凤琴 《黑龙江农业科学》 1999年第5期1-4,共4页

通过对常见的五种有机物料在风沙土中的腐解规律研究结果表明，各种物料在风沙土中对土壤有机质积累的贡献大小依次为草炭＞ 厩肥＞ 小麦秸秆＞ 玉米秸秆＞ 草木樨秸秆。根据有机物料在土壤中腐解参数，用Ｊｅｎｎｙ 模型，可以算出每... 通过对常见的五种有机物料在风沙土中的腐解规律研究结果表明，各种物料在风沙土中对土壤有机质积累的贡献大小依次为草炭＞ 厩肥＞ 小麦秸秆＞ 玉米秸秆＞ 草木樨秸秆。根据有机物料在土壤中腐解参数，用Ｊｅｎｎｙ 模型，可以算出每年需施草炭（干重）４．４ｔ／ｈｍ ２，厩肥５．５ｔ／ｈｍ ２，小麦秸秆１０．７ｔ／ｈｍ ２，玉米秸秆１１．４ｔ／ｈｍ ２，草木樨１２．６ｔ／ｈｍ２ ，才能使风沙土现有的有机质含量由１．９７％ 在１０年内提高到３．０％ 。 展开更多

关键词 有机物料 腐殖化系数 有机矿化率 有机质调控 风沙土改良 腐解规律 土壤

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微生物诱导碳酸盐沉淀技术强化生物炭固定铅的效果及机理研究 被引量：6

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作者 胡慧聪 唐朝生 +3 位作者 沈征涛 泮晓华 吕超 范晓亮 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期441-449,共9页

生物炭是一种极具潜力的低碳重金属固定材料,但受固定机理的制约,其长效稳定性往往不能满足实际工程需求.本研究提出通过微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术来强化生物炭对铅的固定,以期实现长效稳定.首先,从不同原材料、不同生产温度制备... 生物炭是一种极具潜力的低碳重金属固定材料,但受固定机理的制约,其长效稳定性往往不能满足实际工程需求.本研究提出通过微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术来强化生物炭对铅的固定,以期实现长效稳定.首先,从不同原材料、不同生产温度制备得到的5种农业废弃物生物炭中筛选出铅固定量较大但稳定性较差的水稻秸秆生物炭(700℃制备)(RSB700),其固定的铅成分中酸可溶态占比高达94.0%,具有潜在的环境风险.对固定了铅的RSB700进行MICP处理,试验以巴氏芽孢杆菌为试验菌株,控制尿素浓度为0.5 mol·L^(-1),氯化钙设4个浓度梯度(0.05、0.1、0.3和0.5 mol·L^(-1)).微观和化学分析结果显示,MICP处理后,生物炭表面出现不规则的团簇型碳酸钙晶体(多为方解石,部分为球霰石),铅的稳定性也得到显著提升.氯化钙浓度对强化效果有一定的影响,当其浓度为0.3 mol·L^(-1)时,可交换态铅和酸可溶态铅占比分别降低约90.0%和92.7%,稳定态铅占比提升约19.6倍.MICP技术的强化机理主要是在生物炭表面形成一层由碳酸钙组成的“屏障”,从而抵抗来自环境的酸性侵蚀.本研究表明,MICP技术强化生物炭固定重金属污染具有实际的应用潜力. 展开更多

关键词 微生物矿化 重金属 铅 炭基材料 农业废弃物 土壤修复

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