基于石灰石粉钙源的微生物固化砂土试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）作用是一种新型的土体改良技术。钙源作为MICP反应中重要的反应物,对微生物诱导碳酸钙沉积的效果有重要的影响。目前应用最广泛的钙源——氯化钙（CaCl2）,具有成本高,环境污染性大的缺点。为此,文章提出利用石灰石粉提取钙源,通过在石灰石粉中加入乙酸溶液,释放钙离子用于微生物固化土体。通过开展无侧限抗压强度试验以及微观结构的扫描电镜观测、碳酸钙含量测定等分析,验证利用石灰石粉提取的钙源用于微生物诱导碳酸钙沉积作用固化土体的可行性,同时与醋酸钙和氯化钙固化砂柱进行了对比分析。研究结果表明：（1）石灰石粉用于微生物固化土体具有可行性,固化后砂柱的强度和碳酸钙含量较高,结构完整性高;（2）不同钙源固化砂柱的力学特性不同但均呈典型的脆性破坏模式,其中醋酸钙固化砂柱的无侧限抗压强度略高于石灰石钙源固化砂柱,氯化钙固化砂柱的无侧限抗压强度则远低于前两者且表面更加粗糙,孔隙更多,破坏后的完整性更低;（3）不同钙源固化砂柱的碳酸钙含量不同。醋酸钙和石灰石钙源固化砂柱的碳酸钙含量相近,而氯化钙固化砂柱中碳酸钙含量较低。不同钙源固化砂柱的碳酸钙含量和无侧限抗压强度基本呈正相关关系;（4）醋酸钙和石灰石钙源固化砂柱中砂土颗粒的表面和接触点间均沉积大量碳酸钙,碳酸钙晶体主要为薄片状堆叠的方解石。氯化钙固化砂柱中碳酸钙沉积量低于前两者,碳酸钙晶体主要为六面体状的方解石;（5）不同钙源主要通过影响微生物成矿过程的晶型、晶貌、晶体含量、晶体分布及胶结特征来改变固化效果。     

贵州茂兰喀斯特地区土壤全钙含量空间估算模型与迁移分析

文章在世界自然遗产地贵州荔波茂兰保护区采集土壤全钙数据,分析采用地理加权回归（GWR）方法进行空间分析的有效性,筛选识别影响土壤全钙空间分布的主要因子,建立喀斯特地区土壤全钙含量空间分布计算模型,获取研究土壤全钙空间分布基础数据。通过土壤流失方程（USLE）计算土壤侵蚀状况,对比分析土壤全钙与土壤侵蚀空间关联,揭示土壤全钙的空间迁移规律。结果表明:（1）在岩性一致条件下,相对高差和坡度是影响土壤全钙空间分布的主导因子;（2）GWR模型的预测精度优于全局回归的（OLS）,相关系数分别是0.41和0.39;（3）通过土壤全钙含量空间估算模型,计算得到研究区土壤全钙空间分布特征,土壤全钙为0 ~37.68 gkg-1。研究结论说明,在湿润气候的喀斯特地区,尽管植被覆盖度大,但土壤全钙空间分布仍然深受成土母质影响,喀斯特峰林土壤侵蚀强度大,土壤全钙含量高,物质迁移以流失为主,峰丛洼地土壤侵蚀强度小,土壤全钙含量低,物质迁移以淋溶流失为主。      

吉林延边地区土壤钙元素生态地球化学

在吉林延边地区系统的野外调查和土壤及苹果梨果实样品采集、测试的基础上,采用统计对比及相关分析方法研究了土壤钙元素全量、交换性钙及果实钙含量的空间差异,以及土壤-果实系统中钙元素的转化吸收特征及其对果实品质的影响,目的在于揭示钙元素的迁移转化规律及其生态效应,为土地利用服务。结果表明：延边地区土壤中钙全量总体上缺乏,不同研究区土壤-果实钙元素转化吸收差别明显;果实中钙元素含量趋于一致,其吸收系数在可变范围内与土壤交换性钙含量呈极显著负相关;土壤交换性钙含量与pH值呈极显著正相关,与果品品质的4项指标(总糖、总酸、可溶性固形物和维生素C）具有显著相关性,其含量丰富有利于果品品质的提高。     

黄豆脲酶诱导碳酸钙沉淀多变量试验研究

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。     

Correlation between the adsorption of sodium dodecyl sulphate on calcium fluoride (fluorite) and its floatability — An infra-red internal reflection spectrophotometric study

The adsorption of sodium dodecyl sulphate (DSNa) on the surface of calcium fluoride and fluorite was investigated by means of internal reflection spectroscopy in the infra-red range of the spectrum. Samples of calcium fluoride in the form of thin layers evaporated onto the surface of germanium reflection elements, and samples of calcium fluoride and fluorite in the form of finely ground powders were used. As was stated, dodecyl sulphate anions are chemisorbed onto the surfaces of fluoride and of calcium fluoride. Halimondtube flotation experiments showed that a good floatability of calcium fluoride is obtained in the range of concentrations (up to about 1 × 10^?3 mol.dm^?3) where the surface is covered by the chemisorbed product. For concentrations higher than about 1.24 × 10^?3 mol.dm^?3 precipitation of calcium dodecyl sulphate has been observed, accompanied by an abrupt decrease in floatability. The adsorption is greatly affected by the presence of calcium ions and impurities in the solution.     

东准噶尔北缘两类钙碱性花岗岩特征及其构造-成矿意义

依据前人对东准噶尔地区花岗岩类年代学和地球化学研究,将东准噶尔北缘钙碱性花岗岩划分为两类：一类为俯冲钙碱性花岗岩;另一类为后碰撞高钾钙碱性花岗岩。岩石地球化学对比研究发现,两类钙碱性花岗岩存在系统差异,兼具有相似性。岩石地球化学特点差异表现为俯冲钙碱性花岗岩,显示亲岛弧岩浆性,后碰撞高钾钙碱性花岗岩具有陆内后碰撞深成岩浆的特点。两者之间的相似性表明,造山带内花岗岩类由俯冲钙碱性→后碰撞高钾钙碱性系列演化是由于俯冲造山向碰撞造山快速转化、空间上位于同一造山带内,源区岩浆有双重性的特点。钙碱性花岗岩产出的构造环境具有多样性,成岩过程受造山带不同演化阶段相应构造背景制约,洋陆俯冲的岛弧环境和陆内造山的后碰撞环境分别是俯冲钙碱性和后碰撞高钾钙碱性花岗岩形成的构造背景。埃达克质岩浆亲和性显示俯冲钙碱性花岗岩与部分后碰撞高钾钙碱性花岗岩均有形成不同背景（岛弧和后碰撞）斑岩型矿床的潜力。后碰撞高钾钙碱性花岗岩与IOCG型矿床的空间联系,表明造山带伸展背景的后碰撞环境,也可能是IOCG型矿床产出的构造背景。两类钙碱性花岗岩构造背景的差异可能初步印证了具有岛弧斑岩型矿床的哈腊苏-卡拉先格尔和IOCG型矿床的老山口南东一带成矿环境的差异。     

底泥原地稳定化过程中药剂对上覆水体的影响

采用底泥原地稳定化处理技术中的药剂投加方法,对苏州河底泥中投加零价铁(Fe0)、硝酸钙的上覆水体进行为期80 d研究比较.结果表明:投加Fe0后上覆水体的溶解氧(DO)被迅速消耗,体系易形成厌氧环境,而硝酸钙则减缓了上覆水体DO的消耗;投加零价铁或硝酸钙后都会使上覆水体的pH升高,Eh下降;投加Fe0后对上覆水体COD_Cr或TOC的影响较硝酸钙小;此外,两者上覆水体DO、pH和Eh与COD_Cr和TOC之间均具有一定的相关性.     

从铀矿石浸出液中回收钼的实验方法

本文系统地研究了201×7阴离子交换树脂从铀矿石酸性浸出液中吸附铀、钼的吸附酸度,选择出最佳淋洗铀、钼的淋洗剂;采用不同的淋洗剂分步解吸的方法,使铀和钼分离,用沉淀法以氯化钙为沉淀剂,使淋洗合格液中钼生成钼酸钙沉淀;对沉淀酸度和沉淀剂用量进行优选,在选择的最佳条件下生成钼酸钙沉淀率为99%,钼酸钙产品中的钼质量分数≥30%为合格的产品。     

单生卵囊藻对DIC的利用及其对CaCO3沉积影响的研究

以生长在钙华池中的单生卵囊藻（Oocystis solitaria Wittr）为研究对象,利用pH漂移方法,探讨了封闭系统中单生卵囊藻在岩溶水和非岩溶水环境下对溶解无机碳（DIC）利用及其对水体Ca^2＋沉积影响的差异。结果表明,单生卵囊藻在低CO2浓度时,通过胞外碳酸酐酶的催化,以HCO3^-作为无机碳源进行光合作用。在岩溶水环境下单生卵囊藻DIC利用能力要高于非岩溶水环境（4．78倍）,而在此过程中对水体中Ca^2＋沉积的影响也更高（2．13倍）。在岩溶水（非岩溶水）环境下,有42．6％（8．9％）的Ca^2＋通过物理化学效应以CaCO3形式沉积,其余Ca^2＋可能被藻体生长而吸收利用．．     

不同水动力下陆相碳酸钙沉积的蓝藻钙化试验的初步研究

 地表钙华,是喀斯特地区普遍存在的一种沉积体,是陆相碳酸钙沉积的重要类型。长期以来陆相碳酸钙沉积的水动力成因观点为大多数人所熟悉(1)（2）,生物成因观点则研究较少,在实际中生物作用过程也是不可忽略的,特别是藻类的沉积作用。论文以几种典型的蓝藻为例,通过对自然界水动力条件的模拟,对蓝藻藻类进行了几种水动力条件下的碳酸钙生物沉积试验研究,对比研究了在不同水动力条件下,蓝藻钙化沉积过程。试验得出了钙藻生长与钙化沉积的最适宜水动力为0~60 rpm,在过强的水动力条件下,蓝藻的生长将受到抑制,从而降低蓝藻的钙化沉积速率。文章讨论了在瀑布条件下的陆相碳酸钙沉积是以水动力成因为主导,而在水动力条件较弱的河流中以生物成因为主导,从而提出了,陆相碳酸钙沉积的水动力-生物双成因观点。文章还探讨了在静止状态下,藻类沉积对碳酸钙沉积的贡献大小,叠层石所指示的安静的沉积环境。      

海底冷泉渗漏流体的总S和总Ca浓度变化及影响因素

通过对卡斯卡迪亚水合物脊和墨西哥湾布什山冷泉渗漏流体的原位测定总S和总Ca浓度分析,发现渗漏流体的总S和总Ca浓度约为海水浓度的50%~70%,讨论了冷泉流体活动特征以及流体的总S和总Ca浓度的控制因素。在这两个冷泉渗漏区海底渗漏流体的总S和总Ca浓度随时间变化的趋势比较一致,均是发生在流体渗漏流量速率高频变化周期。流体的总S和总Ca浓度的降低,可能主要受冷泉区海底广泛存在的甲烷缺氧氧化作用控制,同时也可能受到水合物分解、粘土矿物的去水反应和油气藏破坏产生的纯水的稀释作用的影响。     

海底冷泉系统中的钙同位素示踪研究进展

海底冷泉系统中的钙同位素及其与天然气水合物形成关系的研究已有少量报道,现有的研究均表明,冷泉系统中钙同位素的分馏受多种因素和过程的控制,孔隙水及碳酸盐中的钙同位素不仅可以用来识别甲烷缺氧氧化界面的位置,也可以用来探讨冷泉系统中钙同位素分馏的控制机制。阐述了冷泉系统的基本特征、研究现状及其钙同位素示踪的研究进展,并据此分析了冷泉系统的形成演化与天然气水合物的关系,指出了钙同位素研究中存在的主要问题,旨在为国内学者进一步深入开展冷泉系统与天然气水合物关系的研究提供一些参考。     

Glass-water interphase reactivity with calcium rich solutions

The effect of calcium on synthetic glass alteration mechanisms has been studied. It is known that the higher the calcium content in the glass, the higher the forward rate. However, in a confined medium reaching apparent saturation state and a pH_90°C around 9, synthetic calcium-bearing glasses are those with the lowest alteration rates. This work brings new and fundamental evidence toward understanding the alteration mechanisms: the rate-decreasing effect of calcium exists even if the calcium comes from the solution. Calcium from solution reacts with silica network in the hydrated layer at the glass surface. The calcium effect on the alteration kinetics is explained by the condensation of a passivating reactive interphase (PRI) whose passivating properties are strongly enhanced when calcium participates in its construction. These experiments provide new evidence of the role of condensation mechanisms in glass alteration. This better understanding of the calcium effect on glass long-term behavior will be useful both for improving glass formulations and for understanding the influence of the water composition.     

Bio-mediated calcium carbonate precipitation and its effect on the shear behaviour of calcareous sand

Calcareous sands have abundant intraparticle pores and are prone to particle breakage. This often leads to poor engineering properties, which poses a challenge to coastal infrastructure construction. A study using bio-cementation to improve the engineering properties of calcareous sand is presented in this paper. The macro- and microscopic properties of bio-cemented calcareous sand were characterized by drained triaxial tests and scanning electron microscopy observations. Experimental results show that the precipitated calcium carbonate can effectively fill the intra- and interparticle pores and bond adjacent particles, thus enhancing the shear strength of calcareous sand. The special structures (e.g. abundant intraparticle pores and rough surface) and mineral components (i.e. calcium carbonate) of calcareous sand are beneficial for improving bacterial retention in soil, which leads to a relatively uniform and dense calcium carbonate distribution on the sand particle surface, exhibiting a layer-by-layer growth pattern. This growth pattern and the abundant interparticle pores would result in less effective calcium carbonate. The strength enhancement of bio-cemented calcareous sand is significantly lower than that of bio-cemented silica sand at the same calcium carbonate content, which may be caused by the differences in the following: (a) soil skeleton strength; (b) the amount of effective calcium carbonate; and (c) interparticle pore-filling of calcium carbonate.

     

The influence of building materials on salt formation in rural environments

Blocks of limestone and sandstone used in walls of the Manasija Monastery complex showed damage caused by the efflorescence and subflorescence of different salts in a low-pollution rural environment. In addition to common salts such as thenardite, thermonatrite, trona and gypsum, a small amount of eugsterite and darapskite was also present. Although these sodium and sodium–calcium salts formed where cement mortar was used for repairs, the lithological type and chemical composition of the substrate also had an influence on the development of distinct salts. The interaction between limestone and sandstone (substrates) and a solution rich in sodium (without calcium) was successfully simulated in the laboratory. The presence of gypsum and sodium–calcium sulphate, as experimental products, solely on the limestones indicated that, in addition to the cement-mortar solution, part of the calcium required for the formation of calcium and double sodium–calcium salts could occur from this substrate.     

新型酸性水玻璃-碳酸钙注浆材料试验研究

研究水玻璃-碳酸钙注浆材料随着碳酸钙加入量的变化胶凝时间的变化规律发现,随着碳酸钙加入量的减少,溶胶胶凝时间随之增加,但并非均匀增加,当碳酸钙的量减少到一定量时,溶胶的胶凝时间会有一个突增点,溶液对碳酸钙的加入量非常敏感,凝胶时间不易准确控制。这是因为碳酸钙在整个反应体系中充当碱性反应剂,与溶液体系中的H+反应,降低了硫酸的浓度,提高了溶胶的pH值,从而改变了溶胶的胶凝时间。选择胶凝时间适宜的胶体测定其本身的强度以及对应的固砂体强度,得出两种强度的变化规律：在硫酸用量一定的条件下,一般随碳酸钙的增加,纯胶体强度会相应增加,但加入到一定量后,其强度不再增加。而固砂体强度随碳酸钙的变化并不明显。选择较优配比浆液作为新型注浆材料,并根据浆液的性能,建议相应的注浆工艺。为后续工程应用作了较好的铺垫。     

地氟病属于"钙矛盾疾病"

膳食低钙是地氟病病区居民中的普遍现象，是地氟病(氟骨症)的主要促发和加重因素。低钙的作用不仅在于增如肠道氟的吸收，更在于它和过量氟同样都可引起甲状旁腺激素分泌增多，都可促进成骨、破骨功能活跃。过量氟可进一步加重机体缺钙。我们最近的研究证明，氟中毒大鼠肝、肾、脑组织Ca^2 ]i升高，培养的成骨细胞样细胞染氟后细胞内钙亦增加；即氟中毒存在着全身缺钙继而细胞内钙增多的钙矛盾现象，属于钙矛盾疾病。为控制和消除地氟病危害，应把减少氟的摄入和改善居民钙营养两结合起来。     

南方湿热区产脲酶菌固化海砂的碳酸钙结晶效果研究

从南方湿热区自然环境中分离得到一株产脲酶矿化菌,并将其高产突变株应用到海砂室内MICP灌浆试验,结合扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、拉曼（Raman）对固化后的产物进行细观形貌观测。通过分析碳酸钙的形貌、尺寸、空间分布、结晶状态等基本特征现象,初步探究南方湿热区产脲酶菌在碳酸钙结晶生长方面的调控作用及其固化土体的作用效果。结果表明：南方湿热区产脲酶菌固化土体具有可行性,但碳酸钙晶体形貌并不均一,晶体晶化过程、生物调控作用及土体结构均会对碳酸钙的生成情况造成影响;碳酸钙从无序到有序、分散到聚集、不稳定到稳定,最终生长聚集为完整的结构,在生长空间充足的环境下,碳酸钙更倾向于形成聚集体。研究结论可为进一步研究不同产脲酶菌诱导碳酸钙沉淀的作用过程与调控机制提供借鉴与参考。     

微生物沉积碳酸钙固化砂质黏性紫色土试验研究

重庆紫色土是一种砂质黏性土,地区降雨集中,水力冲蚀作用剧烈,极易产生水土流失,微生物诱导方解石沉积(MICP)技术因能耗低、污染小而广泛应用于土体加固中。通过正交试验优化了巨大芽孢杆菌(BNCC 336739)的培养基和培养条件,活菌数增长126%,活性良好。采用巨大芽孢杆菌,进行低水压(9.8kPa)灌注固化砂质黏性紫色土试验,探究了固化效果的变化规律。结果表明:随固化次数增加,碳酸钙生成量和干密度逐级增加,无侧限抗压强度与碳酸钙生成量正相关;碳酸钙有效沉积越来越少,强度提高趋于稳定,固化9次后强度提高77%;随孔隙被碳酸钙填充和上下碳酸钙硬壳的形成,渗透性不断降低,最终下降两个数量级;通过试样上、中、下三部分碳酸钙生成量C的样本标准差s来反映碳酸钙分布离散程度,发现割线弹性模量在s的影响下随C增加而波动上升,波动表现为在C相近或s相差很大时,s越小割线弹性模量越大。研究成果可以为MICP技术在紫色土地区的地基、边坡加固和水土流失防护等工程应用提供科学依据和参考。     

地下水中钙和镁的离子色谱法同时测定

改进了离子色谱分析地下水中钙和镁的方法。以IonPac CS12A为分离柱,稀盐酸为淋洗液,电导检测器检测,对地下水中的锂、钾、钠、钙和镁进行同时测定。方法具有较宽的线性范围和较高的灵敏度,钙、镁的浓度分别在0～500mg/L和0～250mg/L内呈良好的线性关系;钙的检出限为1.50μg/L,镁的检出限为0.89μg/L。对不同浓度钙、镁水质标准样品进行分析测定,同时对实际样品进行不同稀释倍数分析验证,方法精密度(RSD,n=8)为0.19%～1.89%,无显著的基体效应影响。方法可满足全国地下水调查评价规范要求,适于地下水样品中锂、钾、钠、钙和镁离子的同时测定。