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本项目在国家“十一五”科技支撑计划课题(批准编号:2007BAB18B01)的资助下,选用巴斯德芽孢杆菌,以二氧化硅(石英砂和海砂)为材料进行了微生物诱导方解石沉积加固的基础研究。运用现代检测手段,证实了巴斯德芽孢杆菌诱导方解石沉积对于介质的固化所起的作用,并通过改变诺干反应条件和环境:1)培养基中Ca2+的浓度；2)菌浓度；3)培养基的初始pH值；4)温度；5)不同粒度的介质及其混合；6)促进剂的添加等来研究影响巴斯德杆菌诱导方解石沉积加固的各种因素。研究结果表明:
(1)经过巴斯德芽孢杆菌处理过的石英砂胶结成块,与不含菌的对照相比,其固化的效果极为显著,且在抗渗透性上有了明显的提高。通过X-射线衍射分析其中的成分,发现有方解石晶体产生。通过扫描电子显微镜可观察到石英砂颗粒的缝隙中紧密填充着方解石晶体,由于方解石本身具有胶结作用,从而能够将其周围的石英砂颗粒胶结在一起。进一步放大可看到这些方解石晶体表面附着有杆状菌体,证明巴斯德芽孢杆菌为方解石晶体的形成提供了晶核形成位点。同时能谱分析也证明巴斯德芽孢杆菌在石英砂中确实诱导沉积出方解石晶体；
(2)通过改变培养基中Ca2+的浓度,发现当Ca2+浓度为25.2mM时,巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出来的方解石终重量为2.178g,此时其产量最高。而Ca2+浓度为12.6mM和50.4mM时,微生物诱导沉积出来的方解石的终重量分别为1.554g和1.447g；
(3)通过改变培养基的初始pH,发现当pH为7,即培养基为中性时,巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出来的方解石的终重量为0.084g,此时其产量最低。而培养基为碱性时,巴斯德芽孢杆菌所诱导沉积出的方解石的产量则较为接近,分别为pH8=2.178g、pH9=2.262g、pH10=1.916g；
(4)通过用不同活菌量的巴斯德芽孢杆菌与石英砂混合进行处理,发现巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出的方解石的终重量与活菌数的关系为5×109>5×108>5×107；
(5)通过改变样品的培养温度,发现在30℃的培养条件下,巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出来的方解石的终重量为2.178g,而在40℃和20℃时相对较低,分别为0.524g和0.455g,10℃时则几乎检测不到方解石的存在；
(6)将不同比例的石英砂和海砂混合后用巴斯德芽孢杆菌进行处理,巴斯德芽孢杆菌所诱导沉积出的方解石的产量与混合物中海砂所占的比例的关系为0>60％>20％>40％>80％>100％;
(7)将不同浓度的NiCl2作为促进剂添加到培养基中进行处理,发现当Ni2+为5μM时,巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出来的方解石的产量最高,为2.705g,且比不含Ni2+的条件下的方解石的终重量2.178g有所提高,而随着Ni2+浓度的增大,巴斯德芽孢杆菌诱导沉积出来的方解石的产量显著地降低,其中当Ni2+浓度为1000μM时最低,为0.236g