碳酸盐矿化菌的筛选与其吸附和矿化Cd2+的特性

从贵州省毕节市妈姑镇矿区重金属污染的土壤中筛选出5株碳酸盐矿化菌,探究其吸附和矿化Cd^(2+)的特性.从代谢热角度阐明Cd^(2+)与基质(尿素)胁迫下菌活性会降低.实验结果表明,2#菌株对Cd^(2+)耐受能力可达250mg/L.菌株吸附和矿化效率随Cd^(2+)浓度增大而降低.Cd^(2+)初始浓度为10mg/L时,菌龄为4h的菌株对Cd^(2+)矿化效果最佳(45.14%),且矿化效果稳定.该研究表明碳酸盐矿化菌通过诱导沉淀矿化去除Cd^(2+)的效果优于菌体吸附,为碳酸盐矿化菌修复重金属污染提供理论参考和实践指导.

碳酸盐矿化菌的分纯及其对Sr^(2+)的矿化特性研究

土壤污染日益严重,其中作为土壤污染类型之一的放射性核素污染已引起广泛关注。土壤中的部分微生物可以矿化固结重金属离子,从而达到去除重金属离子的目的。本文实验对从土壤中分离的1株碳酸盐矿化菌的特性及其对Sr2+的矿化结果进行研究,发现该菌对1.0 g/L和0.5 g/L模拟核素Sr2+的去除率可达98%和99%。扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等结果显示,矿化产物为碳酸锶。可见,利用碳酸盐矿化菌治理土壤中放射性核素Sr2+污染具有可行性,该方法将会有一定应用前景。

碱激发碳酸盐矿-矿渣复合作用及机理的研究

采用无活性的锆英石分别等体积替代碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料(AACSCM)中的碳酸盐矿和矿渣,通过胶砂强度试验考察了在AACSCM材料中碳酸盐矿与矿渣的复合作用,进而通过净浆硬化体的孔溶液成分分析研究了其复合作用机理。结果表明:在硅酸钠溶液-碳酸盐矿-矿渣体系反应的后期,矿渣、碳酸盐矿与硅酸钠溶液之间具有显著的协同效应。其机理是:在反应后期,由矿渣自身解体提供的Ca2+、Mg2+等的数量已不足,而Al3+则有较多剩余,此时,碳酸盐矿的溶解提供了所需的Ca2+和Mg2+,促进了矿渣进一步解体,而矿渣解体需要更多的Ca2+和Mg2+,反过来又加速了碳酸盐矿的溶解,如此反复,使得整个体系的反应程度有较大提高,材料的强度和抗渗性能等得到显著改善。

适应于碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料的缓凝剂研究

研究了一些常用于碱矿渣水泥的缓凝剂,如硝酸铅、硝酸锌和氯化钠等对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料凝胶时间的影响。结果表明:硝酸铅、硝酸锌在掺量大于3%时可以延长凝胶时间;氯化钠、硼酸钠可延长凝胶时间,但延长幅度小。研究发现外加剂BS对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料具有很好的缓凝效果,可使浆体保持良好的流动性能,且有利于胶砂体强度性能的提高,其缓凝机理为BS与水玻璃快速反应并在矿渣表面形成一层保护膜。

碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料流变性能的研究

采用R/S-SST流变仪测定了不同配方的碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料浆液静置不同时间的流变曲线。探讨了硅酸钠溶液模数和浓度、矿渣及缓凝剂掺量对浆液流变性能的影响。结果表明:碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料为宾汉姆流体,随硅酸钠溶液浓度增大、模数减小、矿渣掺量增加,浆液的屈服值和塑性粘度增大;掺加缓凝剂后,浆液的流变性能显著改善。

缓凝剂对碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料性能的影响

研究了数种缓凝剂对碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料工作性能的影响。结果表明,适用于碱矿渣水泥的部分缓凝剂均不适用于碱碳酸盐矿-矿渣灌浆材料,而缓凝剂BaCl2无论是以粉末形式还是以溶液形式掺入,均可很好地改善该灌浆材料的流动性能,有效延长其凝胶时间并促进材料后期强度的发展,但早期强度降低。以粉末形式掺入时,3 d强度降低约36%左右。同时分别探讨了BaCl2溶液和粉末BaCl2的作用机理。

碳酸盐矿化菌诱导碳酸钙沉淀条件的优化

通过单因素及正交试验研究了温度、pH值、沉淀时间、反应物浓度和成核剂5个因素对微生物诱导CaCO3沉淀量的影响,以期提高微生物沉积碳酸钙的产率,为微生物修复技术的时效性提供参考。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热分析仪(TG)、能谱分析(EDS)对CaCO3样品形貌、结构、热性质、元素等进行表征分析。结果表明,沉淀物质主要含有C、O、Ca元素和少量有机质,其晶型、形貌和堆积密度随外界条件改变而不同。微生物诱导CaCO3沉淀的最佳外界条件是:pH值为8,Mg2+浓度0.05mol/L,温度40℃,沉淀时间3 d,Ca2+浓度1.5mol/L。

碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料模拟灌浆试验研究

通过对碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料进行实验室模拟灌浆试验研究,获得实验室条件下灌浆工艺参数是:灌浆压力2.0～6.0MPa,保压3～5min;灌浆材料的优选参数是:硅酸钠溶液模数1.6,浓度35%,最优质量配比为:m(碳酸盐矿粉)∶m(矿渣粉)∶m(硅酸钠溶液)∶m[缓凝剂(固体)]=1∶0.43∶1.14∶0.0193,其灌注的砂柱体28d强度为8.7MPa,抗渗性能良好。

蒙脱石-碳酸盐矿化菌对Sr^(2+)的联合去除作用研究

通过构建蒙脱石-碳酸盐矿化菌复合体系,研究了黏土矿物与微生物对Sr^(2+)的联合去除作用特征。结果表明,蒙脱石与碳酸盐矿化菌分别能通过吸附、微生物矿化等作用实现对Sr^(2+)的去除;Sr^(2+)的去除率与蒙脱石投加量呈正比,复合体系中两者在不同时间的作用效果不同,蒙脱石对Sr^(2+)的吸附作用随时间的增加而降低,而碳酸盐矿化菌对其矿化率随时间的增加而升高;在初始Sr^(2+)浓度为1100.19 mg/L条件下,蒙脱石投加量为40 g/L的单一体系对Sr^(2+)的最高去除率仅为28.48%,蒙脱石-碳酸盐矿化菌复合体系对Sr^(2+)的去除率高达97.92%。因此,构建的蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系能有效实现Sr^(2+)的高效去除。

碱激发碳酸盐矿灌浆材料的制备与模拟灌浆试验

碱激发碳酸盐矿灌浆材料是一种新型无机灌浆材料。本文从硅酸钠溶液的改性、碳酸盐矿的粉磨和浆液的制备等三方面详细分析说明了其制备过程,并通过实验室模拟灌浆试验研究了灌浆效果、可灌性影响因素和适宜的灌浆工艺参数。研究结果表明,碱激发碳酸盐矿灌浆材料可以采用浆液制备与灌浆施工结合于一体的连续化灌浆工艺,进行单液灌浆;配方为碳酸盐矿粉:硅酸钠溶液:水=1.0∶0.6∶0.1的灌浆材料可灌性好,灌注的砂柱体抗压强度和抗渗性能良好。

碳酸盐矿-矿渣灌浆材料流变参数数学模型研究

研究了采用简单的分段Marsh时间表征碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料流变性的数学模型,把分段Marsh时间测试结果通过简单的模型计算与流变仪测定的流变性能结果相比较,寻找它们之间的对应关系。结果表明,通过简单分段Marsh时间测试所得到的流变参数,可以与用流变仪测试所得到的流变参数建立起形式为y=ax+b的数学模型。

碱激发碳酸盐矿-矿渣灌浆材料抗渗性能的研究

试验研究了碱激发碳酸盐矿-矿渣灌浆材料标准固砂体的抗水渗透性能,分析了该灌浆材料抗水渗透性能与微观结构及抗压强度的关系。研究结果表明,该灌浆材料抗渗性能优良,当矿渣掺量Ms=5%时,碱激发碳酸盐矿-矿渣灌浆材料标准固砂体的渗透系数与抗渗标号为S16和S18的普通混凝土相当;而当Ms≥30%时,其渗透系数比抗渗标号为S16和S18普通混凝土小一个数量级。

Marsh时间测试碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料流变性

探讨了采用简单分段Marsh时间替代流变仪测试碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料浆液流变性能的方法,并把分段Marsh时间测试结果通过简单的模型计算,寻找它与流变仪测定的流变性能结果之间的对应关系。结果表明,简单分段Marsh时间测试所得到的流变参数,与用流变仪测试所得到的流变参数相比较,规律基本接近。

碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料凝胶时间的缓凝技术

本文研究了“预处理包裹法”缓凝技术对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料的适应性。研究结果表明,此方法能够大幅度地延长该材料浆液的凝胶时间和改善其流动性能,但与基准样相比,胶砂强度略有下降。其作用机理为低浓度硅酸钠溶液与矿渣表层碱活性组分反应,在矿渣表层形成了比较致密的反应产物保护层,有效抑制了碱组分在早期对矿渣剧烈的结构解体作用,从而起到了延缓凝胶时间和改善浆液流动性的作用。

碳酸盐矿化菌对模拟放射性Sr^(2+)的成矿作用

选取碳酸盐矿化菌进行培养,利用其在代谢过程中分泌的尿素酶分解尿素产生CO32-,从而将游离态的放射性Sr2+转化为稳定态Sr CO3.通过能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沉淀产物进行分析,并计算核素固结率.结果表明:微生物诱导沉积的沉淀为大小混杂、表面多孔的Sr CO3晶体颗粒,并相互黏结形成不规则的团聚体;c(Sr2+)、ρ(尿素)及培养时间等对Sr CO3晶体形貌产生影响;菌体本身作为成核位点参与了碳酸盐矿化菌诱导Sr2+的矿化过程.当c(Sr2+)为0.05 mol/L、ρ(尿素)为30 g/L、p H为8.0并在30℃下培养72 h时,生成较大的微生物矿化物团聚体,对Sr2+固结率可达98.32%,可实现放射性核素稳定化处置.

养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能的影响

本文研究了养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能有着明显的影响。结果表明:升高养护温度能使碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料的早期抗压强度得到很大幅度的提高,但对材料后期强度的提高作用有限;水中养护会降低材料各龄期的强度,当矿渣掺量较低和养护较高时,强度降低尤为明显,90d龄期时材料强度甚至发生倒缩;养护温度升高时,材料微观形貌更为多样化。

碳酸盐矿物的包裹有机质及其生油意义

Fluorescent slice observations have revealed a considerable amount of organic matter enclosed in carbonate minerals, most of it giving off yellow-brown fluorescence and being zonally distributed in calcite and dolomite. The amount of enclosed organic matter released from the enclosure when treated with HCl is two times higher than that of extractable organic mattes in the same rock sample. In comparison to the extractable organic matter, the enclosed organic matter is possessed of some compositional characters of its own. In terms of the distribution of biological markess, it is suggested that the enclosed organic matter may be low in maturity relative to the extractable organic matter in the same source rock.Results of the simulating experiments under high temperatures and pressures show that this kind of organic matter enclosed in carbonate minerals can be converted into oil-generating substances. Therefore, detailed studies of the enclosed organic matter are of much help to the evaluation of oil-generating potentiality of carbonate source rocks.

碳酸盐矿化菌固结重金属离子Cu^(2+)的研究

选取一株从南京栖霞山矿山周边土壤中筛选出来的耐Cu菌株Cu_(11),对其进行了酶化实验和菌种鉴定,并利用其生长代谢过程中产生的酶化作用来分解底物尿素,产生CO2-3,与溶液中的Cu^(2+)结合产生沉淀,利用EDS、XRD、SEM等分析手段对其进行了分析。结果表明:菌株Cu11是碳酸盐矿化菌,并鉴定其为Cupriavidus necator;矿化产物主要为碳酸盐CuCO_3和Cu_2(OH)_2CO_3。对影响Cu^(2+)固结率的不同因素的分析表明,随着pH的升高,Cu^(2+)固结率也随之上升,当pH为13时,Cu^(2+)固结率可达到97%;接种量对Cu^(2+)固结率的影响差异很小,维持在85%~90%;当Cu^(2+)浓度较低(0.005mol/L和0.01mol/L)时,Cu^(2+)固结率可达到97.7%,而当Cu^(2+)浓度较高(0.03~0.09mol/L)时,Cu^(2+)固结率稳定在80%左右;随着底物浓度的增加,Cu^(2+)固结率先上升后下降,在25g/L时可达到最高值96%。

碳酸盐矿化菌的筛选与鉴定

从绍兴周边建筑工地、房屋拆建以及重金属污染板结地等处采集土壤样品,经富集培养、平板分离、初筛和复筛,得到5株高效沉积碳酸钙的菌株,其中2号菌(SZW2)碳酸钙沉积能力最强,碳酸钙沉积量和单位体积产率分别为0.303 g和12.8%;通过形态、生理生化和16S rDNA系统发育树的构建,鉴定为肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae).

高强型碱碳酸盐-矿渣胶凝材料的研究

在采用缓凝剂的基础上,研究了水玻璃模数(n)、浓度(Css)以及矿渣替代碳酸盐矿质量分数(Ms)等对碱碳酸盐矿渣胶凝材料性能的影响,并对该体系反应产物的微观形貌和胶砂试体的孔分布进行了分析。研究结果表明,当采用适宜的n、Css和Ms 时,材料3d和2 8d的胶砂体抗压强度可分别达到5 0MPa和90MPa以上,且随龄期延长而不断增长。