Influence of biomineralization on the physico-mechanical profile of a tropical soil affected by erosive processes

Most of the soils of tropical countries are affected by erosion processes. As a result, much attention has been dedicated to the use of microorganisms to improve the geotechnical properties and stability of soils in the context of “bioengineering”. This work was carried out to analyze the effects of the use of a CaCO₃ precipitating nutrient on native microbiota with the aim of mitigating the erosion processes in a tropical soil profile. We observed that the use of nutrient B4 enabled native bacteria present in the soil to precipitate calcium carbonate, resulting in improvements in the physical, chemical, mineralogical and mechanical properties of the soil, which allowed the mitigation of the erosion processes that characterize the soil profile studied.     

生物矿化合成木材-SiO2复合材料的XPS分析

利用生物矿化原理制备木材—SiO2复合材料,采用溶胶—凝胶法制备硅溶液,用不同质量分数的硅溶液对喜树进行浇灌和滴注试验。经过1个月的试验得到样品,利用光电子能谱仪(XPS)分析素材和SiO2复合材样品中硅、碳的质量比,证实喜树成功吸收硅元素,并且存活,植株根茎附近生长较好,枝叶较多,顶部附近枝叶较少。比较浇灌、滴注2种方法:①浇灌过程相对简单,树木对硅的吸收相对较少;使用质量分数越高的药品对树木进行浇灌,树木对硅的吸收越好。②滴注过程相对复杂,树木对硅的吸收相对较多;使用质量分数越高的药品进行滴注,树木对硅的吸收越好;但吸收不均匀,呈滴注孔口附近往树梢方向减少趋势。前期研究结果表明,对树木进行浇灌和滴注,药品硅的质量分数过高树木会死亡,过低则达不到要求,因此,最佳质量分数配制还有待于进一步研究确定。总的来说,利用生物矿化原理模拟木材—SiO复合材是可行的。     

铁/锰氧化菌诱导土壤重金属生物成矿研究进展

综述了铁锰氧化菌诱导成矿对重金属环境行为的影响,分别从铁/锰氧化菌与生物成矿、铁/锰氧化菌诱导铁锰氧化物沉淀耦合重金属稳定化以及铁锰氧化物对土壤中重金属的作用方面进行阐述;并从铁/锰氧化菌生物成矿方式、铁/锰氧化菌诱导生物成矿过程对土壤重金属的稳定化机制等方面进一步总结了铁/锰氧化菌在不同重金属生物成矿修复中的应用,以及微生物诱导成矿过程的调控因素,分析胞外聚合物、温度与酸碱度、共存离子和其他因素对成矿过程的影响,以期为微生物诱导成矿修复重金属污染提供理论参考。未来工作可进一步关注生成矿物稳定重金属的长效性,不同微生物菌群组合对成矿效果的调控,以及铁/锰氧化菌在重金属复合污染场地土壤修复中的应用等方面。     

浅析硅化合物在木材细胞壁中的沉积与运输

很多木材细胞中含有大量的二氧化硅、草酸钙、碳酸钙等无机晶体,这些无机物质在木材细胞壁中的沉积,起到了提高木材自身机械强度、物理强度的作用,并克服了木材自身的一些缺陷(易腐性、易燃性、尺寸不稳定性、各向异性、变异性、不耐候性)。本文就硅化合物在木材细胞壁中的沉积、运输以及影响硅化合物存在的条件进行了分析。     

微生物成矿技术在环境砷污染治理中的应用研究进展

近年来,微生物成矿技术成为环境污染治理领域研究热点之一。结合典型矿化菌与砷的成矿关联规律对微生物成矿作用固定砷的机制及环境污染治理中的应用进行归纳:(1)环境中的碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌及硫酸盐还原菌可通过诱导成矿的方式,直接促进含砷矿物的形成或生成其他矿物间接吸附砷,通过对砷的成矿产物和成矿因素分析,揭示微生物成矿机理、特征及形成条件;(2)总结了国内外应用微生物成矿技术处理水体和土壤中砷污染的研究,利用微生物成矿技术可降低水体及土壤中溶解性或可提取态砷浓度、减少砷的生物可利用性;(3)微生物对重金属的成矿作用受环境因素影响,环境中砷的初始浓度、共存金属离子、pH、温度、营养盐浓度等均会影响微生物成矿的效率。加强微生物成矿过程微界面反应机制研究,并筛选重金属耐性和成矿能力强的微生物以提高成矿效率,同时研究成矿作用固定的砷在环境中的溶出和迁移规律进而减少矿物中砷的再次溶出,将成为未来该领域的重点研究方向之一。     

柠檬桉木材中二氧化硅的分布和含量的测定

生物矿化所形成的木材-无机质复合材是当前木材科学研究的热点之一，要实现木材一无机质复合材的人工模拟，其关键还在于研究和探讨木材生物矿化的机理，因此要对木材中无机物的分布及其含量进行研究，从而获取生物矿化所形成的木材一无机质复合材料的形成机理，以此来指导木材的生物改性或木材一无机复合材的仿生合成。本研究采用光学显微镜对柠檬桉木材中二氧化硅的分布进行观察，得出柠檬桉木材中二氧化硅主要分布在射线细胞中，同时大量的晶体存在于轴向薄壁细胞中，早材中的硅石多于晚材中的硅石。采用重量法对木材轴向分布、径向分布中灰分和二氧化硅的含量进行的分析表明：柠檬桉木材中灰分和二氧化硅的含量随着高度的增加而降低，柠檬桉木材灰分和二氧化硅的含量从边材部位向心材部位逐渐减少。     

生物矿化与植物体内的生物硅化

总结了硅在植物体内的沉积位点、存在形式、影响硅在植物体内沉积的因子以及生物硅化的作用,详细阐述了竹(木)材的生物硅化现象及其研究进展和展望。