微生物矿化沉积时空演化的微流控芯片试验研究

微生物矿化沉积是近年来的热门研究课题,然而人们对其时空演化过程的认识目前稍显不足.设计了具有大小孔隙的概念化微流控芯片,并利用微生物加固可视化系统对微生物矿化沉积的时空演化过程进行研究.提出了一种图像处理方法,该方法能够对沉积过程中的碳酸钙进行识别和计算,从而对微生物矿化沉积的时空演化过程进行量化研究.结果表明孔隙空间...     

微生物水泥力学性能和耐久性的可持续应用研究进展

微生物沉淀技术涉及土木、生物、环境等多学科,是利用微生物自身代谢活动中矿化行为诱导碳酸钙快速沉淀的一种方法,本文介绍了微生物矿化作用及胶结过程,并从力学性能和耐久性等方面进行详细阐述,为土木工程的可持续应用研究提供了合理的建议。     

巴氏芽孢八叠球菌及相关微生物的生物矿化的分子机理与应用

巴氏芽孢八叠球菌是迄今为止所知的利用尿素降解进行生物矿化的最为高效的微生物系统之一,基于其碳酸钙生物矿化形成的"超强能力",巴氏芽孢八叠球菌已经被成功地应用于沙石、土壤等生物固化中,成为一种全新的、具有极大潜力的生物建筑辅助技术,被称为"生物水泥"。由于巴氏芽孢八叠球菌分离自土壤,没有病原性并具有极好的环境友好性。近年来,其应用领域被拓展到环境治理乃至健康医疗领域,成为全新的研究热点。然而,与应用研究相比,人们对巴氏芽孢八叠球菌生物矿化背后的分子机理还知之甚少。因此,这里针对迄今为止国内外对于巴氏芽孢八叠球菌生物矿化相关的分子机理的研究进行分析介绍,在此基础上综述了包括建工、环境、及医疗健康领域在内的巴氏芽孢八叠球菌的应用,希望能够促进对于该球菌矿化的研究。     

浅析微生物矿化技术的工程应用研究进展

为研究微生物矿化技术(MICP)的工程应用情况,基于统计与总结归纳国内外相关文献的方法,介绍了其基本原理,统计和总结了MICP在岩土体防渗、加固、导热,污染土治理,砖石类文物建筑修复及混凝土裂缝修复领域的研究成果。结果表明MICP在众多工程领域具有较好的应用前景。     

青海强盐渍粉砂土MICP的有效性探索

在极端环境中发现原生高产脲酶微生物并开展岩土体的固强研究,是岩土体微生物矿化研究的一个热点和难点.该文在青海柴达木地区的强盐渍土中发现一种新型原生高产脲酶微生物,在强盐环境中,试验该微生物的盐耐受性和矿化性能,开展被加固土体力学强度试验.结果表明:在强盐渍环境下,该新型微生物脲酶活性保持在3.02U～5.03U.在强盐...     

微生物诱导沉积碳酸钙机理及其在混凝土裂缝修复中的应用

对光合生物诱导沉积、硫酸盐还原菌诱导沉积、氮循环菌诱导沉积等微生物诱导沉积碳酸钙(MICP)机制进行了回顾,分别阐述了不同机制的作用机理,并探讨了不同机制在混凝土裂缝修复中的应用研究进展。此外,还分析了目前MICP修复技术存在的问题和局限性,对未来的进一步研究提出了思路和建议。     

微生物矿化历程浅析

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.     

微生物矿化胶结喀斯特岩石裂缝技术研究

针对喀斯特地貌的岩石表面裂缝宽度约2 mm这一特性,开展了微生物诱导碳酸钙沉淀胶结裂缝的试验研究,并通过修复剂对不同岩缝宽度及粗糙度的岩样进行裂缝胶结修复。结果表明:修复7 d的试样其修复深度能达到5 cm以上,且裂缝宽度在2 mm以内的岩样均能够被较好地修复;岩缝表面越粗糙、岩缝宽度越小,试样的体积修复率越高。经微生物矿化修复的岩样抗压强度恢复率为47.57%~93.67%,最高抗压强度可达81.8 MPa。经微生物矿化修复的岩石渗透系数维持在10-7 cm/s数量级上。生成的沉淀物以方解石和球霰石2种物相的碳酸钙晶体为主,与岩石基体具有高度的相容性。     

1864例泌尿道感染与3790例不孕不育患者解脲脲原体感染比对分析

目的了解不孕不育与泌尿道感染患者解脲脲原体(Uu)感染现状。方法采用Uu培养、鉴定一体化试剂盒,对3 790例不孕不育患者和1 864例泌尿道感染患者的泌尿生殖道分泌物进行培养,并进行药敏试验分析。结果本地区Uu阳性总检出率47.93%(2710)。不孕不育组Uu阳性检出率(1846,48.70%)与泌尿道感染患者组(864,46.45%)比较差异无统计学意义(P>0.05),不孕不育组男性Uu阳性检出率(673,40.18%)明显高于泌尿道感染患者男性组(317,33.06%)(P<0.01),而女性Uu阳性检出率(1173,55.46%)却低于泌尿道感染女性组(547,60.66%)(P<0.01)。两组患者各年龄段之间男、女性Uu感染阳性率间差异均有显著性(P<0.01)。结论 Uu可能为本地区不孕不育患者重要致病因素之一,应对不孕不育患者进行常规Uu检测,规避不孕不育风险。     

微生物沉积碳酸钙修复混凝土裂缝的现场试验

利用微生物的酶化作用诱导碳酸钙沉积来修复混凝土裂缝是地下室防渗堵漏的新途径.为推广和检验这项技术,将其应用于某地下室裂缝防渗堵漏工程,提出并采用4项措施:(1)在水平缝外侧做灌浆槽,既保持一定液面高度以维持灌浆压力,又防止菌液和营养盐渗入土中;(2)设计斜向灌注孔,控制竖缝的微生物灌浆质量;(3)在裂缝表面交替涂刷菌液和营养盐溶液;(4)用PVC管向裂缝外土壤实施微生物灌浆.通过注水试验、雨后观察、超声波检测和地质雷达检测等方法对4种堵漏措施的效果进行了检验和评价,结果显示修复效果较好.     

环境变化对微生物活性及矿化的影响

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术因具有低能耗、低污染等环境友好性优势成为文物保护、水处理、混凝土修补加固等领域的研究热点。MICP的矿化效果受多因素的制约与影响。本文开展了环境温度、pH值等因素对细菌生长和微生物矿化的影响研究。结果表明,环境温度不超过40℃时对菌液脲酶活性影响不大,42.5~45℃时6h后脲酶活性急剧降低,超过45℃时30min后菌液浓度及脲酶活性均大幅下降,直至失活;pH值越大,脲酶活性衰减越明显,pH≥11时脲酶活性急剧下降,大量的细菌不能承受高碱性环境进一步分解死亡。MICP技术在30℃时碳酸钙产量最高,在pH值为11~13的环境中细菌很难生长繁殖,碳酸钙生成量较低。     

微生物矿化碳酸钙改良土体的进展、展望与工程应用技术设计

利用微生物矿化碳酸钙（Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP）沉积出具有胶结功能的碳酸钙,填充土内孔隙、胶结土颗粒,能够提高土体强度、降低渗透性,具有很好的土体改良作用,在微生物注浆、加固土坝、防风固砂、库底防渗、坝体防渗、污染土壤（地下水）修复等方面具有工程应用前景。对MICP土体改良研究进行了总结、分析和展望：利用MICP技术能够将砂土的无侧限抗压强度提高到20MPa以上,渗透系数降低到处理前的1%,剪切波速提高4倍,能够胜任岩土工程任务;认为下一步应重点对处理效果的均匀性、适用的地基土范围、处理土的全面性能开展系统研究,如耐久性、动力性能和防腐性能等。MICP技术已经在砂砾体稳定、地下室堵漏中得到了少量应用,工程应用施工技术是MICP应用的瓶颈。对MICP在岩土工程领域应用的施工技术进行了设计,包括地基加固、液化地基改良、污染土壤（地下水）修复、坝体防渗堵漏和加固砂桩,以推动MICP技术的实际工程应用为盼。     

碳化法制备纳米碳酸钙的研究

利用氯化钙、氨水和二氧化碳为原料,采用碳化法制备纳米碳酸钙。考察了反应温度、CaCl2溶液浓度、CO2气体流量、添加剂等因素对碳酸钙粒子平均粒径、形貌和反应时间的影响,并用XRD和TEM对产物进行了表征。结果表明,使用一定种类添加剂,在20℃、0.4mol/L的CaCl2溶液和6mL/min流量的CO2条件下,可制得粒度分布均匀、分散性好、平均粒径为45nm左右的球形纳米碳酸钙。     

Particle-associated microorganisms in stormwater runoff

This research investigated the effects of blending and chemical addition before analysis of the concentration of microorganisms in stormwater runoff from a single summer storm to determine whether clumped or particle-associated organisms play a significant role. The standard membrane filtration method was used to enumerate the microorganisms. All organisms, except for Escherichia coli, showed an increase in the measured concentration after blending samples at 22,000 rpm with or without the chemical mixture. Other than fecal streptococci, the organism concentrations decreased with the addition of the Camper's solution in both blended and unblended samples before analyses. There was a statistically significant interaction between the effects of Camper's solution and the effects of blending for all the organisms tested, except for total coliform. Blending did not alter the mean particle size significantly. The results show no correlation between increased total coliform, fecal coliform, and fecal streptococcus concentrations and the mean particle size.     

Evaluation of survival rates of airborne microorganisms on the filter layers of commercial face masks

After the WHO designated COVID-19 a global pandemic, face masks have become a precious commodity worldwide. However, uncertainty remains around several details regarding face masks, including the potential for transmission of bioaerosols depending on the type of mask and secondary spread by face masks. Thus, understanding the interplay between face mask structure and harmful bioaerosols is essential for protecting public health. Here, we evaluated the microbial survival rate at each layer of commercial of filtering facepiece respirators (FFRs) and surgical masks (SMs) using bacterial bioaerosols. The penetration efficiency of bacterial particles for FFRs was lower than that for SMs; however, the microbial survival rate for all tested masks was >13%, regardless of filtration performance. Most bacterial particles survived in the filter layer (44%–77%) (e.g., the core filtering layer); the outer layer also exhibited significant survival rates (18%–29%). Most notably, survival rates were determined for the inner layers (<1% for FFRs, 3%–16% for SMs), which are in contact with the respiratory tract. Our comparisons of the permeability and survival rate of bioaerosols in each layer will contribute to bioaerosol-face mask research, while also providing information to facilitate the establishment of a mask-reuse protocol.     

MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

外加剂对硫铝酸盐水泥基材料水化的影响研究

研究了Na2SO4和Li2CO3对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间、电阻率、水化产物和抗压强度的影响规律。结果表明,Na2SO4和Li2CO3均能促进复合胶凝材料的凝结硬化,加速复合体系1 d龄期内的水化进程,降低硬化水泥浆体1 d龄期时的电阻率,且Li2CO3的水化促进效果更明显。掺入Na2SO4和Li2CO3后,复合体系的主要水化产物仍是钙矾石,在水化产物中并未发现Ca(OH)2晶体;Na2SO4的掺入会增大复合体系的1 d抗压强度,但3 d龄期后抗压强度略有降低,而Li2CO3的掺入会增大复合体系在28 d龄期内的抗压强度。     

Effect of pH and temperature on calcium carbonate precipitation by CO2 removal from iron‐rich water

In the present work, the effect of temperature and solution pH on calcium carbonate precipitation from iron‐rich waters was investigated. Calcium carbonate was precipitated by CO₂ removal. The increase in the temperature or the solution pH leads to the acceleration of calcium carbonate nucleation and crystal growth. Iron addition retards the formation of calcium carbonate crystals and enhanced the precipitation in the bulk solution. At high supersaturations, the inhibition effectiveness of iron is small and it could be improved by lowering the solution pH. The results of the present work show that it is possible to reduce or completely prevent scale formation in different water treatment processes by controlling the operating parameters which favourably affects the water treatment costs, increases the equipment life and allows increased product water recovery.