基于微生物诱导碳酸钙沉积的防风固沙试验研究

为将微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术用于风沙土的表面固化,需要对这一过程的影响因素和规律进行探究.利用标准砂模拟风沙土进行相关试验,试验变量包括处理液浓度、细菌浓度、处理液体积和处理温度,从风洞试验、表面强度试验、碳酸钙含量测定三个方面对处理后的试样进行对比评估.结果表明,试样表面由于生成了碳酸钙沉淀而形成了一层硬壳层,赋予试样一定的抗风侵蚀能力.当处理液体积为4 L/m~2,温度为20℃,处理液浓度为0.1 M,细菌浓度OD_(600)=0.6时,MICP加固的试样开始具备良好的抗风侵蚀能力.     

大豆脲酶基本特性与粉质砂土的固化研究

为解决粉土和粉质砂土孔隙较小,限制了微生物固化技术处理时的效果这一问题,在原有生物固化技术的基础上进行改良,采用大豆脲酶处理粉质砂土,开展了大豆脲酶基本特性试验、穿透试验以及粉粒质量分数为15%的粉质砂土试样固化处理试验.证明了大豆脲酶相对于尿素水解细菌更容易穿透粉质砂土,且处理效果更为均匀,底部的碳酸钙质量分数可达3%以上.     

钙源对酶诱导碳酸钙沉淀影响的试验研究

酶诱导碳酸钙沉淀技术是一种环保高效的土体加固技术,钙源的种类可能会影响其加固效果.选用氯化钙、乙酸钙、乳酸钙3种钙源,进行溶液环境下的EICP试验,试验时间持续3d,通过单因素分析法研究了溶液中胶凝液浓度、pH值、胶凝比及胶酶比对碳酸钙生成量的影响,依据碳酸钙生成量得到不同钙源条件下的最优配比,并利用扫描电镜、X射线衍射试验分析不同钙源条件下沉淀产物的晶体类型和微观形貌.结果表明：在溶液环境下不同钙源的最优配比有差异,在最优配比下,氯化钙、乙酸钙、乳酸钙的碳酸钙产率分别为72.5%、68.8%、71.6%,确定氯化钙为最优钙源;不同钙源下沉淀产物的晶体类型和微观形貌有区别,氯化钙、乳酸钙作为钙源时所形成的碳酸钙晶体只有方解石,乙酸钙为钙源生成的晶体为方解石和球霰石,不同钙源下生成的碳酸钙晶体均呈球形,其中氯化钙生成的球形晶体是最光滑、规则的.     

大豆脲酶固化土体表面防止径流冲刷实验研究

随着社会经济的快速发展,土质边坡作为常见的工程结构,由于其内部结构复杂,地基条件脆弱等原因,很容易被雨水冲刷侵蚀而产生整体破坏,造成生命财产的巨大损失.微生物岩土作为新型的土体加固技术,具有绿色环保,节能高效以及操作简单等突出优点,在土性改良方面具有巨大的应用潜力.利用大豆脲酶处理液对砂质边坡进行表面的加固处理,证明了加固处理后的土质边坡能够有效地抵抗水流的表面径流侵蚀.实验对比显示,随着加固处理遍数的增加,促使边坡破坏的需水量也不断增加,当处理遍数超过3遍时,砂质边坡表面的土体冲蚀量可降至20 g以下,抵抗径流水蚀的效果十分明显.     

基于RS技术的沿海防护林防风固沙效益研究

以福建省漳浦县沿海防护林为研究对象,通过遥感技术获取植被盖度、裸沙占地面积比、土壤可蚀性作为防护林防风固沙的效益评价指标,结合层次分析法构建防风固沙效益的评价指标体系,采用综合指数法制作1986年、2003年沿海防护林防风固沙效益评价图,实现了沿海防护林防风固沙效益的遥感监测。结果表明:植被盖度对土壤沙化程度影响较大,沿海防护林建设后起到了积极的防风固沙作用,漳浦县原有的严重沙化区域均向轻度转变,轻度的沙化区域面积从1986年的82.31%增加到2003年的83.60%。     

微生物诱导碳酸钙沉积技术中的胶结液配方试验研究

为了提高MICP加固土体的CaCO_3的产率,利用水溶液环境下的试验,通过控制营养肉汤浓度、氯化钙与尿素溶质浓度比和胶结液浓度,进行了三种因素的水溶液影响试验.测试对比了水溶液试验过程中CaCO_3生成情况、NH_4~+、Ca~(2+)变化规律等.研究结果表明:在水溶液试验中,CaCO_3生成量随溶液中营养肉汤浓度的提高而逐渐提高;高氯化钙浓度(1.0 mol/L)情况下尿素过量不利于尿素水解与CaCO_3沉积;低氯化钙浓度(0.25、0.5 mol/L)情况下尿素过量在反应后期加快反应;不同胶结液浓度对CaCO_3最终生成量没有明显影响.     

中国少数民族地区防风固沙功能区的研究

本文对中国少数民族地区的防风固沙功能区进行研究,了解其成因和现状,并根据相关准则对沙漠化进行现场评价,选取气候因素及地质背景作为生态因子,分析区域沙漠化敏感性程度、少数民族地区沙漠化的土地类型和面积,依据沙漠化直接影响人口数量来评价防风固沙重要性,并划分了对四类少数民族防风固沙功能区,同时分析了功能区的主要特点及存在的沙漠化问题,提出了防风固沙的政策体系和技术体系,为少数民族地区社会经济与生态环境的和谐发展提供了技术支持.     

曲霉脲酶的动力学研究Ⅰ

以脲素为底物,对曲霉脲酶的动力学特性进行了研究.在不同pH(5.0,5.6,6.0,6.6,7.0,7.6,8.0,8.6,9.0)条件下测定脲酶的Km值和Vmax.结果表明,pH对脲酶的Vmax影响明显,在pH5.5至pH8.0之间Vmax呈钟形.在pH7.0的酶促反应速度最快,Km值不受pH值影响;不同的pH值(5.0,5.6,6.0,6.6,7.0,7.6,8.0,8.6,9.0)下脲酶的Km 值和Vmax显示,在pH7.6时对底物的亲和力最大,为最佳pH,该脲酶在pH6.6到8.6时的稳定性较好.     

微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的试验研究

通过微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)来改良加固土体是当前岩土领域的研究热点,但关于处理粉土方面的研究相对较少.本文以江苏省吹填工程为背景,选用巴氏芽孢杆菌作为微生物、尿素和氯化钙作为胶结液,采用注浆的方法对海相粉土进行加固.通过试验发现,相比菌液和胶结液交替注入的方法,采用首轮注入菌液然后多轮注入胶结液的方法加固效果较好.注浆时的一个重要参数是不同轮次注入液体的间隔时间.根据不同间隔时间的对比试验,选择12h的间隔时间有利于碳酸钙在试样中的均匀沉积,处理后的试验强度较高.胶结液浓度会影响加固试样的强度,不同胶结液浓度的对比试验表明,采用低浓度多轮次的胶结液处理效果较好.最后,通过试验分析了环境温度对微生物注浆的影响.本次试验成果可以为微生物技术在海相粉土中的应用提供理论支持和参考.     

微生物诱导碳酸钙沉淀消除砂土液化的研究进展

消除砂土地基振动液化问题一直是岩土工程研究的重要课题。微生物岩土工程技术是一种新兴的土体加固技术,通过低压技术向砂土地基中注入菌液和诱导液,最终快速析出方解石晶体,进而改善土体的抗液化能力。基于微生物矿化机理,总结了消除饱和砂土地基振动液化的原理和技术,重点对消除砂土液化的微生物矿化技术及其相关研究进展进行了归纳。在实验室条件下,该技术与传统消除饱和砂土地基液化的技术相比,微生物矿化后砂柱的抗液化能力显著提高;在实现提高土体抗液化能力的同时,具备绿色环保的优势。目前,该技术处于理论研究和初步实践阶段,仍需结合工程实践验证其可行性。还存在砂土固化效能不均匀、高产脲酶微生物不易保藏等问题有待进一步开展系统深入的研究。     

微生物诱导碳酸钙沉淀提高红砂岩堆石料无侧限抗压强度的试验研究

为改善红砂岩堆石料的力学性能,采用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀矿化技术加固红砂岩堆石料。对不同含石量的红砂岩堆石料进行无侧限抗压强度试验,并测定土体的抗压强度指标与碳酸钙产量来表征微生物改良堆石料效果,结合扫描电镜分析微生物改良堆石料的微观结构特征。结果表明：巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀改善红砂岩堆石料的抗压性能效果明显,经过恒温养护10 d矿化效率最高,土样由初期黏土的黏结作用转变为碳酸钙胶结作用,养护后期土样表现出更大的脆性特征;在一定含石量范围,微生物矿化产生的碳酸钙产量与含石量和养护时间呈正相关性,且抗压强度与碳酸钙产量呈正比关系,进一步表明碳酸钙胶结作用是试样抗压强度增大的主要因素;从SEM(scanning electron microscope)图像分析,高含石量堆石料为微生物提供更大生存繁衍和活动空间,微生物矿化生成碳酸钙晶体主要附着在土体骨架粗颗粒上和填充于颗粒间的孔隙,有效加强了土体颗粒间的胶结作用并增强了土体的力学性能。     

磁处理碳酸钙过饱和溶液析晶过程中的"磁记忆效应"

利用双道析晶动力学实时监测系统(DPMS)和时间延迟摄像显微镜(TLVM)系统,验证了磁场抑制碳酸钙过饱和溶液析晶过程中“磁记忆效应”的存在。根据析晶动力学曲线和TLVM图片,比较了磁处理溶液静置不同时间(10,27,45,70、80h)后“磁记忆效应”的差异,首次提出了“磁记忆效应”存在峰值。TLVM光学实验照片清晰显示:溶液磁处理之后静置时间约30h时,沉析物中文石所占比例最多,方解石和球霰石所占比例最少,从而形成软垢,达到最佳阻垢效果;且还发现磁记忆时间至少可以达80h。     

黄浦江水碳酸钙沉淀势的计算与实验分析

使用phreeqc软件计算黄浦江水的碳酸钙沉淀势(Calcium Carbonate Precipitation Potential,CCPP),首次分析了地表水CCPP的理论计算值与实验值的差异原因,并作黄浦江水pH与CCPP的统计关联分析.结果表明:免费开源的 phreeqc程序计算CCPP的精度同商业软件不相上下...     

磷石膏固碳制备不同球形碳酸钙的实验研究

以四川什邡金河磷矿副产磷石膏为原料,用氯化铵盐溶液浸取磷石膏中的硫酸钙,促进磷石膏中的钙资源以Ca2+形式存在;再以该溶液为钙源固定CO2制备不同球形CaCO3,并用XRD与SEM分析方法对样品进行表征.结果表明,制备的不同球形碳酸钙白度均大于99%,纯度均大于97%,产物分别为含有少量球霰石的空心球形粉体、含有大量球霰石的锥形缺口球形粉体、全部为球霰石的实心球形粉体、含有少量文石的毛刺球形粉体.对磷石膏的资源化利用和CO2固定具有重要的意义.     

防沉降性铝酸酯及其改性碳酸钙的研究

本文报导了防沉降性铝酸酯(Anti-Settling Alumjnate简称AsA)的理化性质、红外光谱和差热分析的结果。研究了用AsA改性碳酸钙后,碳酸钙填充性、碳酸钙/液体石蜡体系粘度的变化,以及ASA用量、不同分散介质对碳酸钙沉降性的影响。比较了ASA、西德的TEXAPHOR—963和国产的CP—88防沉降剂性能及其用量对碳酸钙的沉降速率、平衡后相对沉降高度的影响。研究结果表明,ASA改性碳酸钙后有很好的降粘和防沉降作用,效果明显优于西德的TEXAPHOR—963和国产的CP—88型防沉降剂。     

微生物矿化对塔基弃土的固结作用及抗降雨侵蚀效果

输变电线路工程建设过程会产生大量弃土,因土体松散受降雨作用极易饱和形成渗流,从而诱发滑坡和水土流失。本研究在输变电工程水土保持仿真模拟试验平台,通过喷洒方式向塔基弃土添加微生物矿化菌液和胶结液,分析测定土壤试样的干密度、孔隙度、渗透性、液限、塑限、压缩性、抗剪切强度等土力学指标,用射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)表征矿化试样的晶体类型和微观形貌,最终将技术工艺在输电线路工程现场进行示范应用。结果表明,喷洒微生物矿化菌液和胶结液,可在塔基弃土孔隙中形成方解石型碳酸钙晶体,使塔基弃土更加密实,增大干密度,降低孔隙度和渗透系数,且液限增高5%,塑限降低5%,赋予土壤更好的可塑性,内摩擦角从29.97°提高到了32.62°,提高土壤的抗剪强度,对塔基弃土浅层具有很好的固结作用,可显著降低受不同等级强度降雨侵蚀的产沙量,从而减少因降雨侵蚀造成的水土流失,现场示范也进一步证明了抗降雨侵蚀效果,微生物矿化技术可非常明显地减少流失斑。因此,微生物矿化技术可作为输变电线路工程建设的一项绿色、环保、简便、高...     

超声波对纳米碳酸钙合成过程的影响

介绍了纳米碳酸钙的制备原理和方法.探讨了在超声波存在条件下,初始碳化温度、Ca(OH)2乳液浓度、CO2流量对合成反应过程的影响.研究结果表明,超声波具有强化纳米碳酸钙合成反应过程的作用,能够改善反应体系的传质、传热效果,大大提高溶液中钙离子的过饱和度,诱导碳酸钙迅速均匀成核;在超声波的作用下,碳化过程的最高初始温度可以提高5℃,从而能够缩短合成反应时间,提高合成效率.在试验研究的基础上,利用自制的超声合成反应器,在最佳工艺条件下,稳定地制备出了20~30 nm的纳米碳酸钙粉体;实现了利用超声波进一步细化、均匀化合成纳米碳酸钙产品的目的,使制备的纳米碳酸钙产品的质量更加优化.     

酸沉淀法制取大豆低聚糖的工艺研究

研究了酸沉淀法制取大豆低聚糖的工艺。经反复实验,初步确定了由稀NaOH溶液浸取、H3PO4调节pH值沉淀蛋白和离子交换脱盐等过程的工艺参数,并测定了成品糖浆的成分。