几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响

采用扩散法在CaCl2水溶液中加入不同氨基酸进行碳酸钙的体外矿化实验,利用扫描电子显微镜及拉曼光谱等方法对矿化结果进行观察和分析。结果表明,极性和碱性的氨基酸在pH值与其等电点不同的溶液中会发生解离,从而使自身荷电,并对碳酸钙的矿化产生影响;非极性的氨基酸对矿化基本没有影响。利用模板效应理论可以解释甘氨酸和丝氨酸对球文石沉淀结晶的诱导机理。     

海洋产脲酶细菌的筛选及诱导形成碳酸钙矿物的特征

产脲酶细菌普遍存在于自然界,其对碳酸钙的矿化作用被广泛用于工程地质和环境等各项工程领域;本研究旨在从北戴河新河河口海洋沉积物中分离产脲酶细菌,探讨其诱导形成碳酸钙的特征,为地质与工程领域的应用提供良好的材料.从海洋沉积物样品中共分离出33株细菌,经筛选,其中有10株细菌具有产脲酶活性,16S rRNA基因序列分析表明:...     

卵磷脂与双甘氨肽对碳酸钙变体和表面微结构的影响

许多生物矿化作用过程都与其不寻常的膜的组成和结构密切相关。作为双亲分子的磷脂,是生物膜的重要组成成分之一。运用以粉末X-射线衍射、扫描电子显微镜和动态光散射技术等实验手段,研究了卵磷脂(PC)和双甘氨肽参与下的碳酸钙矿化过程。结果表明,PC在溶液中形成的脂质体结构,导致了方解石(calcite)表面多孔结构的形成,且其含量的改变,可有效地调控方解石表面孔隙的孔径大小,并在一定程度上促进球霰石(vaterite)的生长和稳定;而PC在溶液表面形成的膜脂层,则通过静电力与双甘氨肽相互作用,有效调控膜脂层下矿物的形成。     

DNA/粘土矿物界面反应特性研究

表生环境中富含酶、DNA(Deoxyribonucleic Acid)等生物活性物质及粘土矿物、氧化物、有机质等非生命物质。这些胞外DNA与土壤活性颗粒紧密相连,对核酸酶的降解有较强的抗性,可在环境中持久存在(Paget等,1998)。粘土矿物     

低温环境下两种氨基酸对碳酸钙矿化影响的研究

黄龙景区高寒冷水型钙华沉积地貌环境中生存着大量的嗜冷微生物。为了探究这些微生物在低温及高浓度Ca~(2+)和HCO_3~-水环境中的代谢产物对钙华沉积的影响,本实验选取黄龙嗜冷细菌的两种特征代谢产物L-苯丙氨酸和L-半胱氨酸,通过模拟低温、含较高浓度的Ca~(2+)和HCO_3~-的实验环境,并利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,来探讨氨基酸对矿化体系中碳酸钙沉积速率及其晶型和形貌的影响。实验结果表明:在特定模拟环境条件下,(1)L-苯丙氨酸和L-半胱氨酸均能促进碳酸钙的沉积。L-苯丙氨酸对晶型影响不大,产物均为方解石型碳酸钙,但是L-苯丙氨酸能抑制方解石晶面棱边的生长,使得晶体出现多面不规则的立方体形态;(2)L-半胱氨酸除诱导并促进方解石型碳酸钙的合成外还可以诱导文石型碳酸钙的合成。该结果可为黄龙地区钙华的生物成因研究提供一定的基础数据。     

青海湖底沉积物的矿物物相及有机质保存研究

盐湖沉积环境是烃源岩发育的重要地质环境。本文以青海湖湖底沉积物为例，根据有机质与粘土矿物含最及矿物表面积的关系，分析了矿物学因素对盐湖相富有机质沉积物中有机质保存的影响。研究发现：湖底沉积物中有机质丰富，为上层水中的浮游生物和南河流携带束的陆地高等植物两种来源。矿物物相分析发现沉积物中粘土矿物含量达到32．4％，以伊利石为主。沉积物经密度分离后测试发现，有机碳含量与粘土矿物含量及矿物表面积之间具有很好的正相关性，说明粘土矿物吸附是青海湖底沉积物中有机质的主要赋存形式。     

多孔介质界面对重非水相液体迁移过程影响的图像法研究

重非水相液体(dense nonaqueous phase liquid,DNAPL)污染土壤和地下水的问题已引起广泛关注,研究其在不同粒径多孔介质及其界面的运移特征形态是确定污染区域、修复治理土壤和地下水环境的前提。文章通过室内试验研究多孔介质界面对DNAPL运移与分布特性的影响。首先在二维砂槽上进行DNAPL污染物的入渗试验,试验过程中用数码相机拍照,将DNAPL扩散过程以图像的形式记录下来;然后用AutoCAD对图片进行处理,绘制出DNAPL迁移过程的锋面变化图。结果表明:DNAPL入渗过程中,迁移主要受到重力作用与毛细作用的控制,毛细作用力随着介质粒径的增大逐层减小,重力作用逐渐起主导作用使污染物入渗速度逐层增大;介质结构影响DNAPL的迁移形态,介质粒径逐层增大,DNAPL污染物的渗流面与指进扩散宽度逐层减小,扩散方式由面状变为指状;在不同粒径介质界面介质结构发生突变时,DNAPL迁移锋面线曲率也相应变大,此时DNAPL的迁移呈现“凸”型特征,另外,不同的界面横向扩散的滞留宽度不同,随着介质粒径的增大,界面的横向扩散宽度相对变短。     

界面粗糙度对土体龟裂影响的试验研究

土体在蒸发干燥的过程中会产生龟裂现象,从而极大地改变其工程性质,引发各种工程地质灾害。为了研究界面粗糙度对土体龟裂的影响,设计了两组龟裂试验,分别在试样容器底部涂抹凡士林（S1）和粘贴砂纸（S2）来改变试样与容器界面的粗糙度。试验过程中,定期对土体裂隙发育情况进行拍照记录,并采用数字图像技术对裂隙几何形态特征进行定量分析,得到不同界面粗糙度条件下土体龟裂的动态发展过程及相关参数,结果表明:（1）土体蒸发过程可分为3个典型阶段:常速率阶段、减速率阶段和残余阶段;（2）龟裂发育过程也可分为3个典型阶段:主干裂隙生成阶段、次级裂隙生成阶段和裂隙扩展稳定阶段;（3）界面粗糙度对龟裂发育过程有重要影响。对于基底相对光滑的界面,土样呈整体向中心收缩趋势,表面几乎不产生裂隙。对于粗糙的界面,受基底摩擦作用,土样表面发育纵横交错的裂隙网络。在不同的裂隙发育阶段,界面粗糙度对裂隙率增长速度影响不同。界面粗糙度越高,最终稳定时的表面裂隙率越低。     

菌剂添加对不同树种根际土壤微生物及碳酸钙溶蚀的影响

本实验通过对云南省建水地区植被根际土壤中高产碳酸酐酶（CA）的微生物进行分离筛选和溶蚀效应的测定,将溶蚀效果较好的菌株制成菌悬液进行盆栽实验,探究该菌株对不同树种根际土壤微生物代谢活性和碳酸钙类岩石溶蚀效应的影响。结果表明：从根际土壤中筛选到一株能够高产CA,且具有较强溶蚀效果的沙雷氏菌,施加该菌剂的处理组显著增加了土壤微生物数量,提高微生物的代谢活性和多样性,并加速碳酸钙类岩石的溶蚀。本研究旨在为今后岩溶区生态恢复过程中植物树种的选择与微生物菌剂的联合应用提供一种技术手段,为岩溶地区生态系统的治理提供一定的理论支持。     

界面倾角对复合层状物理模型材料力学特性的影响研究

针对我国层状盐岩的地质赋存特征,开展了层状模型材料的三轴压缩试验,探讨了界面倾角对层状交互模型材料试样的应力-应变曲线、压缩强度、弹性模量、峰后应力跌幅和破坏形态的影响,并对不同界面倾角试样的破坏形态进行了理论分析。分析结果表明,（1）三轴峰值强度随界面倾角的增大呈先减小后增大的变化趋势,60°时取得最小值,90°时取得最大值;（2）弹性模量随界面倾角的增大而增大,刚开始随角度增大而增大的趋势很平缓,倾角接近90°时增大趋势明显,0°时取得最小值,90°时取得最大值;（3）随界面倾角增大,峰后应力跌幅先减小后增大,30°最小,90°最大;（4）破坏形态随界面倾角增大依次呈现出共轭剪切（0°）、沿弱面的剪切破坏（30°和60°）和剪切-局部劈裂破坏形态（90°）三种破坏模式;（5）储库腔顶和腔底部位强度较高,但脆性很强,须采取一定措施控制这些部位的变形和位移,腔体30°和60°的腰部部位及附近强度较低,塑性变形能力较强,须对储库形状和运营压力进行精细设计。针对试验结果进行的理论分析,可为进一步分析层状盐岩地层中储库的围岩稳定性和局部破损特性提供一定参考。     

碳酸钙颗粒的细菌诱导形成

为研究胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）在特定条件下能否诱导合成碳酸钙,作者采用胶质芽孢杆菌两种常用 基本培养基（有氮培养基和无氮培养基）,以磷灰石矿物为钙源,进行了利用胶质芽孢杆菌促进碳酸钙形成的实验,借助扫 描电镜（SEM）、能谱定量分析（EDS）和X-射线衍射（XRD）等手段观察分析形成碳酸钙的晶体结构和化学组成。结果表 明,胶质芽孢杆菌能促进碳酸钙晶体的形成,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中形成的碳酸钙多于无氮加磷矿粉的细菌培养 液,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中观察到柱状碳酸钙的形成。作者认为,胶质芽孢杆菌通过其风化作用及较强的吸附功能, 利用其分泌的碳酸酐酶（CA）和溶解CO2在分解磷灰石的过程中促进了碳酸钙的形成。     

含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究

生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体,进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因 碳酸钙而言,普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的情 况下,仿生合成了非晶碳酸钙（Amorphous calcium carbonate,ACC）,运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、 傅里叶红外光谱（FTIR）和热重-差热分析（TG-DTA）等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示, 多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙,并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生 物矿化相关的生物大分子,特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成,同时也能暂时稳 定这些非晶前驱体相。     

海底沉积物中碳酸钙分析方法的研究

探讨了海底沉积物中ＣａＣＯ３的测定方法。用１ｍｏｌ／ＬＮａＡｃ＋ＨＡｃ做碳酸盐相＋离子交换相的浸取剂,１ｍｏｌ／ＬＮａＡｃ做离子交换相的浸取液,在沸水浴中３０ｍｉｎ分解样品,然后用ＡＡＳ或ＩＣＰＡＥＳ分别测定离子交换相＋碳酸盐相及离子交换相中的Ｃａ,差减法计算样品中ＣａＣＯ３含量。方法经深海沉积物、水系沉积物等国家标准物质验证,结果与标准值相符。对同一样品进行１２次测定,相对标准偏差小于５％。     

用天然碳酸钙除去硫酸钾肥料中游离酸

研究了天然碳酸钙的粒度对除去K2 SO4肥料中游离酸的影响 ,实验表明 ,粒径小于0 1 49mm的天然CaCO3能有效除去游离酸 ,按m(CaCO3)∶m(K2 SO4) =4∶1 0 0的比例控制天然CaCO3的加入量 ,可使K2 SO4中的游离酸酸度小于 0 50 %。     

Biomediated Precipitation of Calcium Carbonate in a Slightly Acidic Hot Spring, Yunnan Province

A slightly acidic hot spring named "Female Tower"(t=73.5°C, pH=6.64) is located in the Jifei Geothermal Field, Yunnan Province, southwestern China. The precipitates in the hot spring are composed of large amounts of calcite, aragonite and sulfur. Scanning electron microscopy(SEM) analyses reveal that the microbial mats were formed from various coccoid or rod-shaped filamentous microbes. Transmission electron microscopy(TEM) shows that the intracellular sulfur granules are commonly associated with these microbes. A culture-independent molecular phylogenetic analysis demonstrates that the majority of the bacteria in the spring are sulfur-oxidizing bacteria. In the spring water, H_2S concentration is up to 60 ppm, while SO_4~(2-) concentration is only about 10 ppm. We speculate that H_2S might derive from sulfur-oxidizing bacteria in this hot spring water, leading to the intracellular formation of sulfur granules. Meanwhile, this reaction increased the p H in the micronscale microdomains, which fosters the precipitation of calcium carbonate in the microbial mats. The results of this study indicate that the sulfur-oxidizing bacteria might play an important role in calcium carbonate precipitation in slightly acidic hot spring environments.     

方解石型重质碳酸钙的表面改性及其在橡胶中的应用研究

作者对方解石型重质碳酸钙进行了表面改性及其在橡胶中的应用试验研究,研究表明,重质碳酸钙的粒度组成、矿浆浓度、改性药剂种类及用量和改性时间等均对改性效果有重要的影响。通过对改性效果效果的预先评价,确定了最佳的改性工艺条件。在橡胶中的应用试验显示,改性重质碳酸钙充填橡胶制品的性能良好,其应用前景广阔。