用作细菌生长介质的水果和蔬菜废弃物用于两种地质材料的生物凝固

科学领域:

• 地质环境工程 - - 地质环境工程.
• 微生物学 微生物学
• 可持续材料 可持续材料

背景情况:

• 生物水泥化是一种环保的土壤改善技术.
• 细菌培养的高成本限制了当前的生物凝固应用.
• 水果和蔬菜 (FV) 废弃物提供了一个潜在的低成本替代媒介.

研究的目的:

• 调查使用FV废弃物作为生物凝固的细菌生长媒介的可行性.
• 评估FV介质中的细菌生长和酶活性.
• 评估FV培养的细菌在生物凝固地质材料中的有效性.

主要方法:

• 对FV废弃物成分 (糖,蛋白质) 的分析.
• 在FV介质中培养尿溶性细菌 (S. pasteurii,B. licheniformis) 和产生碳酸无水酶的B. licheniformis.
• 测量细菌生长 (OD600) 和酶活性 (CA,尿酶).
• 使用FV培养细菌生物凝固粘土和机车灰.
• 评估地质材料的强度 (不受限制的压力强度) 和石含量.
• 生物沉物的微观和光谱分析 (SEM,EDS).

主要成果:

• 在FV介质中观察到适当的细菌生长和酶活性,尽管与商业介质相比减少.
• 对产生CA的B. licheniformis.最大OD600为1.799和CA活性为0.817U/mL.
• 最大尿素酶活性为0.675毫米尿素/分钟 (B. licheniformis) 和0.756毫米尿素/分钟 (S. pasteurii).
• 粘土和灰的成功生物凝固,将不受限制的压力强度提高到1-3 MPa.
• 石含量在粘土中增加了4.02%,在灰中增加了8.62%.
• SEM和EDS证实了石生物沉物的形成.

结论:

• 水果和蔬菜废物是一种可行的,低成本的培养细菌生物凝固的媒介.
• 这种方法可以有效地提高粘土和灰等地质材料的稳定性.
• 采用FV废物用于生物凝土化为废物管理和地球环境应用提供了可持续的解决方案.