微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展

摘要：

生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP(微生物诱导碳酸盐沉淀)技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO32-饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO32-位和Ca2+位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一.

关键词：微生物矿化、重金属、碳酸盐沉淀、脲酶

所属期刊栏目：31

分类号：X53(土壤污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金项目41373106,41573098;广州市科技计划项目No.201504010007Supported by National Natural Science Foundation of China41373106,41573098;Science and Technology Program of Guangzhou,China201504010007

在线出版日期：2018-03-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：206-214