非尿溶性EICP作为可持续土壤稳定新型酶途径

科学领域:

• 地质技术工程 地质技术工程
• 环境科学 环境科学
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 由于人口增长和温室气体排放,可持续的土壤改善至关重要.
• 微生物诱导的碳酸盐沉 (MICP) 和酶诱导的碳酸盐沉 (EICP) 被探索用于地面稳定.
• 传统方法可以产生不良的副产品,如.

研究的目的:

• 研究一种使用甲酸盐脱酶 (FDH) 稳定土壤的新型非尿解酶诱导碳酸盐沉 (EICP) 方法.
• 优化FDH活动并评估其热稳定性,用于生物地质技术应用.
• 评估基于FDH的EICP对土壤强度和碳酸沉的有效性.

主要方法:

• 在pH7.6和37°C时优化甲酸脱酶 (FDH) 活性.
• 评估FDH高达60°C的热稳定性.
• 使用FDH (75 mg/L) 和酸盐 (50 g/L) 处理不同周期的不良分级沙子 (SP).
• 分析土壤的压力强度,碳酸含量 (伯纳德测量仪) 和微观结构 (XRD,FTIR,SEM).

主要成果:

• FDH酶表现出良好的热稳定性,在高达50°C的温度下保持>90%的效率,在60°C的温度下保持>50%.
• 最佳的酶度是75 mg/L与50 g/L的酸盐.
• 用FDH-EICP处理的土壤在五个循环后,压力强度增加了31倍.
• 实现了1.89%的碳酸沉,通过微观结构分析证实了土壤颗粒之间的晶体形成.

结论:

• 甲酸脱酶 (FDH) 为土壤稳定提供了一个可持续的,非尿溶性EICP替代品.
• 基于FDH的方法有效地提高了土壤强度,并通过避免氨副产品减少了对环境的影响.
• 这种生物地质技术方法显示了环境友好的土地改善的巨大潜力.