《微生物菌液固化黄金尾矿物理性能变化研究》文献综述
前言
我国是个人口大国,我国的土地资源数量大,但是人均占有量非常小,难以开发和质量不高的土地资源更是占了很大的比例,而现在处理土壤的大多数方法都是利用化学物质或一些对土有很大破坏性的物质进行加固,这些方法不仅效果不够明显而且对于生态环境有很大的影响,因此研究出一种有效可靠的方法极其必要。
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种固化泥土的有效技术,主要是利用微生物新陈代谢产生脲酶,尿素水解生成碳酸根离子与注入的胶结液中的钙离子反应生成碳酸钙,从而达到加固土壤的目的,此技术对人类对于土资源的利用和社会环境的保护有着深远的意义。
本文主要研究微生物菌液固化黄金尾矿物理性能变化,通过先注菌液再注胶结液,通过MICP技术,达到加固效果,然后改变菌液的浓度、胶结液浓度、注入菌液和胶结液的的轮次、两次注胶结液的间隔时间等参数,通过检验黄金尾矿的加固效果,从而得到最有效、最可靠的加固方式。
正文
上个世纪我国的经济飞速发展,但在发展的同时也忽视了对环境的保护,以牺牲环境为代价发展经济导致了很多生态破坏,土地资源也被大量的破坏, 我国的人口也在急速增长,人均土资源更加稀少,环境问题导致的海平面上升更是雪上加霜,所以这就急切需要增加民用基础设施的数量来应对这不断增长的社会需求,而增加基础设施的数量又需要有足够的满足工程需求和建设需求的土壤。这就需要我们要对一些不能满足要求的和有潜力的土壤进行改良。
在发展的过程中,也出现过很多对土壤进行加固和改良的方法,现阶段加固土壤的方法主要分为两类:第一是预压或者强夯,提高土体的压实度,从而达到加固和改良的目的;第二是注入人工合材料或一些化学材料,如水泥、塑料、硅酸盐,通过喷射和渗透灌浆等技术方式进行加固。第一类受限于器械和人力,喷射和渗透灌浆质量控制受限于体积和压力等诸多因素,且会改变土pH值,部分人工合成材料和化学材料有毒,对土体环境危较大,不仅劳民伤财,还不符合可持续发展发展的要求,所以跟很多国家一样,我国也限制了用这些方法进行土壤改良和加固。
现有新兴的微生物改良和固化土壤的方法:微生物诱导碳酸钙沉淀(以下简称MICP)。MICP 是如今界内正在研究的更有效的生物化土壤改良技术,主要是利用微生物在新陈代谢的过程中产生脲酶,水解尿素生成碳酸根离子,然后与钙离子结合形成具有很好的固结和粘结性能,具体是源自一种土壤细菌,内含有与尿素水解相关的脲酶,这种酶具有很高的活性且很容易消耗尿素,将其转化为氨和二氧化碳气体。然后会提高可溶性无机碳的浓度和ph值,可溶性无机碳会在高碱环境中水解,生成碳酸根离子,当周围有钙离子时,会吸附钙离子在颗粒接触附近的微生物细胞壁上形成碳酸钙沉淀。土壤细菌可以能够不断的分裂,数量也不断的增加,能够持续的发生这种反应。目前为止,最有效的生物地球化学途径涉及尿素的微生物水解的技术就是MICP,它是由微生物酶脲酶催化的,脲酶水解速度很快,大概是快速呼吸速率的十分之一左右。MICP 是新兴的技术,优点是快速高效,机理简单,方便操作,对环境耐受性好,能耗很低、污染也很小,有着很多传统方法无法比拟的优势。如果将这一技术用于土壤加固和改良,必将会带来巨大的环境效益和经济效益,符合科学发展观,为我国经济的可持续发展做出突出的贡献。
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