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1.
《岩土力学》2021,(3)
微生物修复裂缝技术由于环保经济的特点被广泛关注,但修复效率因混凝土内碱性环境受到很大影响;开展提高该技术的修复效率与效果的研究具有重要意义。首先探究高碱性环境下Al_(2)O_(3)对微生物钙化的促进作用,然后添加Al_(2)O_(3)对不同裂缝宽度的混凝土试件进行修复,修复中检测浸出液pH值与尿素含量,修复后通过声时值、碳酸钙生成效率、无侧限抗压强度等指标评价修复效果。结果表明：Al_(2)O_(3)能够降低碱性环境对细菌活性的抑制,提升其脲酶活性与碳酸钙转化效率。添加Al_(2)O_(3)使试件浸出液pH从12降为9,pH为9时更适合菌种的繁殖,尿素利用率显著提升到81%,提高了碳酸钙的产出率,明显缩短修复时间。添加Al_(2)O_(3)修复试件的声时值接近无裂缝试件,明显优于无添加试件。添加Al_(2)O_(3)后2mm裂缝试件的碳酸钙生成率为77.32%,远高过无添加试件的20.98%。添加Al_(2)O_(3)修复试件强度恢复远高于无添加Al_(2)O_(3)修复试件,且强度恢复随裂缝宽度减小而增加。因此,混凝土修复过程中添加Al_(2)O_(3)能有效提高修复效率,减少修复时间,为后续实际工程中微生物快速高效修复裂缝提供重要参考。 相似文献
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碳酸钙微生物风化试验研究 总被引：3，自引：1，他引：2
利用采自贵州金阳三叠纪石灰岩和白云岩样品分离得到的 3种细菌、 3种真菌以及 1种放线菌 ,并据此进行微生物对碳酸钙风化的实验研究。 结果表明 ,微生物风化碳酸钙的能力大小为: 真菌> 放线菌> 细菌> 空白> 去离子水 ;接入微生物的实验组对碳酸钙的风化作用远比对照实验组的大;微生物风化溶解碳酸钙能力的大小与培养液的pH值关系不大。 7种微生物中 ,风化作用最强的 FeM001菌株风化碳酸钙并释放钙离子的能力是培养基对照组的 7. 89倍和去离子水对照组的 34. 13倍 ;其它 5种微生物对碳酸钙的风化效率均明显高出培养基对照组的风化效率。 分析认为产生上述结果的原因是微生物的生长繁殖对碳酸钙风化具有促进作用 ,即微生物能通过直接接触或分泌酶等活性物质来加速碳酸钙的风化。 相似文献
3.
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利、环境多个领域中广泛推广应用。文章在分析国内外相关研究成果的基础上,归纳整理出反硝化过程、硫酸盐还原作用、尿素分解作用等多种微生物诱导下碳酸钙矿化途径和作用机制。以尿素分解菌为代表,重点讨论微生物诱导碳酸盐沉淀过程中pH、温度、离子浓度等环境因素对生成矿物晶型晶貌等方面的影响,总结了MICP的环境应用机制,即环境中的重金属元素通过替换作用替换矿化矿物中的Ca2+或CO32?从而被固定。MICP作为一种简单高效的地质环境过程,在生态环境修复领域具有广阔的应用前景。 相似文献
4.
利用粉煤灰制备高纯氧化铝纳米粉体的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
地球资源的充分利用已成为当今人们普遍关注的问题之一。采用苏打(Na2CO3)焙烧沥滤工艺从粉煤灰烧结料浸出液中制取了高纯超细氢氧化铝,进而通过控制煅烧制得氧化铝纳米粉体。对制备氧化铝的活化过程、浸出过程和煅烧过程的化学原理与工艺控制进行了研究与分析,确定了制备高纯氧化铝纳米粉体的较佳实验条件和工艺参数。应用XRD、TEM、BET和ICP等微观分析手段对所得Al2O3 的形态、结构和纯度进行了表征。结果表明:焙烧、水煮粉煤灰和Na2CO3,并精确调节溶出液的pH值,可使超细的氢氧化铝沉淀析出。在85 ℃充分干燥后,分别于800 ℃、1 100 ℃煅烧2 h,得到晶型结构分别为γAl2O3 和αAl2O3 的氧化铝纳米粉体,其形态为纤维状和球状,比表面积分别为238.9 m2/g和16.82 m2/g,平均粒径为20~40 nm,纯度大于99.9%。 相似文献
5.
低温条件下微生物诱导沉淀产率低,制约着微生物诱导固化(MICP)技术的实际工程应用。通过控制不同温度和pH值,对比分析巴氏芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的生长繁殖特征和脲酶活性,同时在胶凝液中添加营养物质和控制尿素浓度和钙离子浓度,研究提高沉淀产率的方法,利用XRD测试分析沉淀晶型。进行渗透性试验和无侧限抗压强度试验,对比分析了不同菌种的砂土固化效果,结果表明,低温条件下巨大芽孢杆菌生长繁殖比巴氏芽孢杆菌快,脲酶活性更高,且巨大芽孢杆菌最适宜p H=8,更适合于碱性环境;可以通过在胶凝液中添加营养物质,控制尿素浓度为1.5 M和醋酸钙浓度为0.5 M增加碳酸钙沉淀产率;低温条件下巨大芽孢杆菌沉淀产率总高于巴氏芽孢杆菌,沉淀晶型为更稳定的方解石;采用巨大芽孢杆菌固化的试样渗透性可降低3～4个数量级,而巴氏芽孢杆菌固化的砂柱渗透性只降低2～3个数量级,其中颗粒粒径越小,渗透性降低越明显,且同等条件下巨大芽孢杆菌固化的砂柱试样强度也大于巴氏芽孢杆菌固化试样。因此,低温条件下巨大芽孢杆菌更适合进行实际工程应用。 相似文献
6.
通过粉煤灰与水6种不同比例的混合实验,利用质量平衡模型模拟分析混合静置0,1,3,7,14,21d后的水化学组分,以揭示粉煤灰浸出液中水化学组分的形成机制。研究结果表明:灞桥电厂粉煤灰浸出液为高pH值溶液,浸出液pH值急剧上升是粉煤灰中碱性氧化物CaO水解的结果;粉煤灰-水反应系统中,矿物的溶解沉淀作用和阳离子交换作用是主要的水文地球化学作用。 相似文献
7.
奇尔古斯套组硅质岩SiO2含量较高,Al2O3、TiO2含量变化较大,反映出较多的外来物质的加入;Si/ (Al+Fe+Mn)、Al/ (Al+ Fe+ Mn)、MnO/TiO2、Al2 O3/(Al2 O3+ Fe3 O2)值较高,反映其为生物化学成因,形成于大陆边缘环境;Fe2O3/TiO2对Al2O3/(Al2 O3+ Fe2O3)图解同样说明其形成于大陆边缘环境.REE较高,HREE富集不明显,北美页岩标准化后的稀土配分模式曲线较为平坦,向左倾斜不明显,(La/Ce)shale值较低,δCeshale值较高,无明显Ce负异常,反映奇尔古斯套组硅质岩属生物化学成因硅质岩,形成于大陆边缘环境; (La/Ce)shale对Al2 O3/(Al2 O3+Fe2 O3)图解亦说明其形成于大陆边缘环境.微量元素中Hf含量高,而Be、Li、Nb、Rb、Sr、Ta、Th、U、V、Zr含量低;Ba元素含量低;Co、Ni贫富相当,Co/Ni值较高,U/Th值低,说明奇尔古斯套组硅质岩属于正常的生物化学成因的硅质岩. 相似文献
8.
植物源脲酶诱导碳酸钙沉淀（enzyme induced carbonate precipitation,简称EICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但在具体操作时,参数取值无对应规范,固化效果有待提升。基于黄豆脲酶,研究了温度、脲酶浓度、尿素浓度、钙浓度、pH值、钙源种类等变量对脲酶活性与碳酸钙沉淀的影响,并进行了沉淀物（碳酸钙晶体）的扫描式电子显微镜（scanning electron microscope,简称SEM）与X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）测试,在此基础上开展了黄豆脲酶固化砂的无侧限抗压强度与固化效果试验研究。结果表明：脲酶活性随脲酶浓度的增加而线性增长,但存在温度阈值,温度超过阈值后,脲酶将完全失活,且阈值随脲酶浓度的增大而降低;尿素浓度与pH值共同影响脲酶活性,二者存在一个最优组合,当尿素浓度在0.1～1.0 mol/L时最优pH值为7,当尿素浓度在1.0～1.5 mol/L时最优pH值为8。脲酶是沉淀反应的催化剂,脲酶浓度越高,反应越完全,碳酸钙沉淀率越高;尿素与钙溶液则主要通过掺入量影响碳酸钙沉淀量,掺量比例宜为1:1,且二者浓度与pH值可通过影响脲酶活性来影响碳酸钙的沉淀情况;不同钙源对碳酸钙沉淀量的影响幅度不大。不同钙源沉淀碳酸钙晶体的成分与密度基本相同,但晶体结构差异较大,氯化钙沉淀碳酸钙晶体以块状为主,表面分布球状、类球状晶体,胶结面大,可作为EICP技术中较为理想的钙源。基于黄豆脲酶和氯化钙钙源固化砂的无侧限抗压强度约为掺粉煤灰砂样的6倍,通过SEM图像可发现,沉淀碳酸钙晶体包裹并黏结砂粒成为整体,固化效果非常理想。 相似文献
9.
环境介质中高氯酸盐污染及微生物修复技术研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
高氯酸盐(ClO4-)是一种有毒的无机阴离子,其环境污染问题引起了广泛关注,控制与修复高氯酸盐污染环境成为新的研究热点,其中微生物修复技术最具应用前景。国外已开展环境中高氯酸盐污染现状的调查工作,利用微生物修复技术去除高氯酸盐取得了一定的成果,但我国的相关研究较少。文章综述了近年来国内外高氯酸盐的污染现状及微生物修复高氯酸盐的最新研究进展。由于高氯酸盐的高水溶性和低吸附性,当前研究最多的是高氯酸盐水体污染,这些水体通过饮用水(源水)或食物链直接或间接地对人类健康造成影响。在微生物修复方面,从有机电子供体,无机电子供体(H2、Fe0等),电子受体(O2、NO3-、SO24-)及微生物的生长环境因素(pH值、温度、氧化还原电位、盐度)等方面总结了各因素对微生物修复技术去除高氯酸盐效果的影响,以期为我国开展微生物处理技术在高氯酸盐污染修复领域的实践应用提供参考。 相似文献
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黄骅坳陷齐家务地区沙一下段主要以碳酸盐岩储层为主。通过该区10余口井岩心的岩石化学组分、碳氧同位素及微量元素分析,揭示了该区沙一下段碳酸盐岩的岩石化学组分主要以SiO2、Al2O3、CaO等含量相对较高为特征,而MgO含量则随岩性不同而变化。SiO2与Al2O3、K2O+Na2O均具有正相关性,而与MgO呈负相关,显示出SiO2的富集受陆源物质及湖盆水体pH值变化的影响,并与Al2O3、K2O+Na2O呈线性上升的特点,而受蒸发作用制约的MgO含量的增加不利于SiO2的富集。各小层不同岩类碳、氧同位素"Z"值计算结果大都在120以上,显示了频繁海侵使湖相碳酸盐岩沉积的水体具有咸化的性质。而δ18O值相应变轻,说明是研究区沙一下沉积期时沿断裂上升的热液中所含的CO2、CO导致湖相碳酸盐岩的δ18O值在高温高压下分馏而进一步贫化的结果。各类碳酸盐岩Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Ga等金属元素含量偏高的原因与频繁海侵及强还原环境有关,而Sr、Ba等亲碱性元素及亲生物元素B的变化受陆源混入物及古气侯条件制约。上述湖相碳酸盐岩岩石化学组分、碳氧同位素及微量元素的深入研究,为重建研究区沙一下段岩相古地理环境、预测有利储集相带提供了地球化学依据。 相似文献
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Factors influencing in-situ leaching of uranium mining in a sandstone deposit in Shihongtan,Northwest China 
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下载免费PDF全文 The Shihongtan uranium deposit in northwest China is a sandstone-type deposit suitable for alkaline in-situ leaching exploitation of uranium. Alkaline leaching tends to result in CaCO3 precipitation there by affecting the porosity of the ore-bearing aquifer. CaCO3 deposits can also block pumping and injection holes if the formulation parameters of the leaching solution are not well controlled. However, controlling these parameters to operate the in-situ leaching process is challenging. Our study demonstrates that the dissolved uranium concentration in the leaching solution increases as HCO3－ concentration increases. Therefore, the most suitable HCO3－ concentration to use as leaching solution is defined by the boundary value of the HCO3－ concentration that controls CaCO3 dissolution-precipitation. That is, the dissolution and precipitation of calcite is closely related to pH, Ca2+ and HCO3－ concentration. The pH and Ca2+ concentration are the main factors limiting HCO3－ concentration in the leaching solution. The higher the pH and Ca2+ concentration, the lower the boundary value of HCO3－ concentration, and therefore the more unfavorable to in-situ leaching of uranium. 相似文献
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华南红土主元素表生地球化学特征 总被引：1，自引：0，他引：1
华南红土从其母岩到表土,普遍表现为主元素SiO2、K2O、Na2O淋失,Fe2O3、Al2O3、N、S富集。红土饱和水含量最高的是D2型红土,最低的是老红沙型红土。在岩石与上层红土风化特征中,风化强度以γ型红土最强,而灰岩型红土最弱;淋溶系数最大的是灰岩型红土,最小的为γ型红土;变异系数最大的为灰岩型红土,最小的为Q2型红土。从空间上看,红土的表生地球化学特征、红土成分的变异系数、红土的淋溶系数、红土的风化率和风化强度、红土湿度和温度等均受母岩、气候纬度效应制约。相关分析表明,华南红土中的水含量和土温与Fe2O3含量呈正相关关系。初步研究表明,华南红土的表生地球化学特征是长期和多种环境变化的真实记录。 相似文献
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为研究不同孔洞-裂隙（简称"孔-隙"）赋存条件下的裂纹扩展规律,利用RFPA软件,对不同裂纹倾角及不同非均质系数下的岩体破坏进行数值模拟分析,获得其裂纹扩展过程、声发射规律、应力-应变曲线,同时与原试验结果进行对比验证。结果表明:完整试样裂纹沿着剪切方向产生,含孔-隙试样裂纹沿裂隙尖端及孔口侧边产生;翼裂纹贯穿试件的同时,在预制裂纹尖端或孔口侧边产生水平方向的次生裂纹,并产生分叉,非均质系数影响次生裂纹走向;压载前期试样以拉破坏为主,压载后期以拉-剪组合破坏为主,次生裂纹的产生与剪切破坏有关;声发射累计能量与声发射累计数前期缓慢增大,后期迅速增大,预制裂纹倾角越小,非均质系数越大,声发射累计能量越大;不同裂纹倾角及不同非均质系数试件的应力-应变曲线均经历3个阶段:弹性变形阶段、非线性变形阶段及残余变形阶段,孔-隙的存在降低了试样的峰值强度,影响试件的脆性度。研究结果为进一步认识孔-隙相互作用规律提供了参考。 相似文献
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《矿物学报》2013,(Z1)
Fly ash was used to prepare alumina and silica white, The 3 stages of the process are as follows: ammonium sulfate calcining, acid leaching and alkali dissolution. The optimum conditions for the experiments to determine are as follows: molar ratio of (NH4)2SO4/Al2O3 is 6, the calcining time is 2h, he H2SO4 concentration is 20%, the leaching temperature is 80℃ and dissolution duration is 2h, the ratio of solution and solid reaction material is 6 for ammonium sulfate calcining and acid leaching stage, reaction time 30min, ratio of liquid to ore 5∶1, alkali concentration 45% and reaction temperature 95 ℃for the alkali dissolution stage. Under these conditions, the total leaching efficiencies of Al2O3 and SiO2 are 78.86% and 95%, respectively. The quality of the main products alumina and silica white can meet the national standards of GB/T24487-2009 and GB10517-89, respectively. 相似文献
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不同加载速率条件下岩石的力学特性,对于其动载下破裂内在机制的研究具有积极的意义。基于颗粒流理论,通过黏结颗粒模型（bonded particle model,简称BPM）虚拟实现不同加载速率0.001～0.500 m/s下花岗岩单轴压缩和巴西劈裂试验,定量分析加载速率对应力-应变、破裂形态、应变能率及声发射的影响。结果表明：单轴抗压强度和抗拉强度及其对应峰值应变随加载速率增加而非线性增长;单轴压缩作用下,随加载速率增加,试样由单一斜截面破坏向多斜截面破坏转变,且主控裂隙带宽度急剧增大,由裂纹数量及水平向高应变率区域变化规律可明显看出,试样破坏程度随着加载速率增加而逐渐加剧;巴西劈裂作用下试样从一条主控裂隙向多条主控裂隙转变,且裂纹向圆盘试样两侧边缘部分延伸,破坏程度加剧;单轴压缩和巴西劈裂作用下,声发射事件及应变能率均随加载速率增加而呈现出非线性增长趋势。 相似文献
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中太平洋CC区表层沉积物的地球化学 总被引：1，自引：0，他引：1
根据对中太平洋CC区表层沉积物常量、微量元素的测试结果,采用多元统计分析的方法,研究了该地区表层沉积物中元素含量的空间分布和组合特征,探讨了其物质来源及沉积环境的横向演变规律.元素的相关性分析和R型因子分析表明,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O等常量元素氧化物之间存在明显的正相关关系,说明这些元素氧化物内在关系较为密切,在沉积物中所起的作用相近,元素的地球化学行为相似,尤其在成因方面专属性较强,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响.它们与CaO、CaCO3、Sr为明显的负相关关系,说明二者内在关系比较疏远,相关性差,沉积物源不同,后者主要与生物作用有关.由SiO2、Fe2O3、TiO2与Al2O3的比值与Ba/Sr标准值对比显见,中太平洋CC区表层沉积物主要来源于深海黏土、生物源和火山热液活动的产物.沉积相主要为硅质软泥相、硅质黏土相、钙质软泥相、沸石黏土相. 相似文献
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《地学前缘(英文版)》2016,(5)
A paleosol horizon is described from the contact of the Sausar Group(w2400 Ma) and its basement(Tirodi Gneiss; 2500 Ma) in Central India. Physical evidence of pedogenesis is marked by the development of stress corrosion cracks, soil peds, corestone weathering and nodular rocks. XRD and SEM-EDX data indicate the presence of siderite, ankerite, uraninite, chlorite, alumino-silicate minerals, ilmenite,rutile and magnetite, in addition to quartz, feldspar and mica. The chemical index of alteration, the plagioclase index of alteration, and the chemical index of weathering show an increasing trend from parent rock to the paleosol and indicate a moderate trend of weathering. The A-CN-K plot indicates loss of feldspars, enrichment in Al2O3 and formation of illite. Different major element ratios indicate baseloss through hydrolysis, clay formation, leaching of some elements, and more precipitation with good surface drainage. The paleosol is depleted in HREE in comparison to the parent rock indicating high fluid-rock interaction during weathering. The paleosol samples show flat Ce and Eu anomalies, low SREE, and high(La/Yb)N, indicative of a reducing environment of formation. Reducing condition can also be inferred from the concentration of elements such as V, Co, Cu, Pb, and Zn in the paleosol profile. Although enriched in Fe and Mg, the overall geochemical patterns of the paleosol indicate oxygen deficient conditions in the atmosphere and development by weathering and leaching processes associated with high precipitation and good surface drainage at the time of development of this paleosol during the Archeane Paleoproterozoic transition. 相似文献
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我国有着大面积的钙华地区,国内外学者对钙华的形成及影响因素进行了大量的研究,但针对钙华地区地质裂缝生态修复材料及工艺还鲜有研究。文章以九寨沟风景区震后地质裂缝为研究对象,结合水文条件及钙华颗粒的性质,在传统糯米灰浆的基础上,通过掺入不同比例的原料、改性剂及一定级配的钙华颗粒,研制出一种性能优良的灌浆材料,并对其流动性、凝结时间、抗压强度及抗折强度进行测试。室内试验表明:该材料具有流动性好、凝结时间可控、强度高、可水下浇筑等特点;空气中养护试样的各项指标均优于水中养护的试样。优选裂缝修复配合比为:糯米浆0.6~0.64份、石膏1.19份、石灰0.29份、钙华颗粒1份、改性剂1# 0.07份、改性剂2# 1.19%份,浆液可泵期63~86 min,初凝时间74~98 min,终凝时间92~125 min。改性糯米灰浆在九寨沟修复裂缝、加固崖体现场修复试验中取得了良好的效果,将流水漏失量由原来的50%降低至3%,较好的恢复了瀑布景观。应用表明改性糯米灰浆与钙华颗粒具有较好的相容性,可改善钙华颗粒的原生孔隙结构,促进钙华景观的生长。 相似文献
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本文采用多元统计分析的方法,研究了中太平洋地区第四纪沉积物中元素含量的地球化学特征,探讨了其物质来源及沉积环境。研究表明:元素含量在垂向上有3次比较明显的变化,Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5的含量在早期沉积物中变化不明显,中期含量明显增加,晚期则减少。CaCO3、CaO、Sr在晚期沉积物中含量较高,并与前者常微量元素含量形成明显的互为消长关系。元素的相关性分析和R型因子分析揭示SiO2与Al2O3、Fe2O3、K2O、MnO、TiO2、Cu、Ni、Zr等元素为正相关关系,说明元素组合共生关系好,在沉积物中所起的作用相近,地球化学行为比较相似,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响;与CaCO3、CaO、Sr之间为负相关关系,说明后者与前者元素氧化物之间内在关系较为疏远,相关性差,沉积物源不同,主要与生物作用有关。中太平洋第四纪的沉积物主要为钙质硅质粘土和钙质软泥,早期沉积物受火山活动的影响较大,晚期与生物作用密切相关,表明该时期沉积物主要形成于陆源、生物源、火山源物资供应比较充足的沉积环境。 相似文献