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摘 要：微生物诱导成矿是一种新型风积沙固结技术，相较于传统固沙技术具有显著优势。为探究其化学处理液浓度对微生物诱导成矿固结风积沙效果的影响，首先开展微生物矿化沉积试验与微生物诱导成矿固结风积沙试验并分析不同处理液浓度对碳酸钙产率的影响，其次通过力学性能测试对比风积沙力学强度及抗剪强度指标变化情况，最后结合颗粒粒径测试及微观形貌观测对不同化学处理方式的风积沙固结效果进行了分析。结果表明：微生物诱导成矿处理能有效提升风积沙力学性能，处理液浓度为0.9 mol/L时，力学强度改善最为显著，相对应的抗剪强度指标提升也最为明显;浓度为0.6 mol/L的处理液对应的微生物诱导成矿率（碳酸钙产率）最高，继续提高钙离子浓度不利于提升矿化沉积效率;微生物诱导成矿处理后的风积沙表面附着碳酸钙矿物，可把风积沙粒径变化作为一项反映矿化效果的指标。
关键词：风积沙;固沙效果;微生物诱导碳酸钙沉积;处理液浓度;力学性质;颗粒粒径
中图分类号：S157.9 文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.08.021
引用格式：邱明喜，刘汉银，明道贵，等.化学处理方式对微生物固沙效果的影响[J].人民黄河，2021，43（8）：117-121.
Abstract： Microbial induced calcite precipitation is a new aeolian sand fixation technology， which has more significant advantages over traditional technology. To investigate the effect of chemical treatment on bio-cementation of aeolian sand， the experiment of calcium carbonate deposit generated by microbial induced calcite precipitation and the experiment of sand fixation by microbial induced calcite precipitation were firstly carried out to study the effects of different treatment methods on calcium carbonate yield. Then， the changes of mechanical strength and shear strength indexes of aeolian sand were compared through direct shear test. Finally， the sand fixation effects under different chemical treatment methods were analyzed by means of particle size analysis and microscopic morphology observation. The results show that microbial induced calcite precipitation can effectively improve the mechanical properties of aeolian sand. When the concentration of treatment solution is 0.9 mol/L， the improvement of mechanical strength is the most significant， and the corresponding shear strength index changes are also the most obvious. The microorganism corresponding to 0.6 mol/L treatment solution has the highest rate of mineral production， and the continuous increase of calcium ion concentration will not be conducive to the improvement of mineral deposition efficiency. Calcium carbonate minerals will adhere to the surface of aeolian sand treated by microorganism-induced mineralization， so the particle size change of aeolian sand can be taken as an index reflecting mineralization.
Key words： aeolian sand; sand-fixing effect; microbially induced calcite precipitation; treatment concentration; mechanical index; particle size
天然風积沙颗粒细小、粒间无黏聚力，易在风力吹蚀条件下快速移动[1]。传统风积沙固化材料包括机械固沙材料、化学固沙材料和生物固沙材料[2-3]：常用的机械固沙材料包括柴草、黏土、砾石、塑料网格等，该类材料防护高度有限，在风沙活动强烈地区会被风沙流掩埋;化学固沙材料包括水泥浆类、石油产品类、水玻璃类、合成高分子类、生物质资源类等，从材料安全性、耐候性及使用成本角度考虑，目前尚无可用于大面积推广的化学固沙材料;植物是最为常用的生物固沙材料，但植物生长周期较长，且沙漠地区难以为植物成活提供必要条件，使得固沙植物成活率较低。 微生物诱导碳酸钙沉积（Microbial Induced Calcite Precipitation，简称MICP）是一种新型土体固化改良技术，主要通过向土体引入脲酶微生物或利用土体中的自源微生物代谢形成脲酶，将反应环境中的尿素分解成碳酸根离子，再人为向反应体系中提供钙离子及金属阳离子，最终在土体中形成碳酸盐矿物，大量碳酸盐矿物附着、堆积于土体颗粒之间起到胶结作用，实现土体固化[4-5]。该技术不需要投入大量人力物力，不会对环境产生负面影响[6-8]，国内外已将其用于土质改良、地基处理、沙土液化防治、固沙抑尘、石油开采、污染物处置、混凝土裂缝修补等领域[9-16]。既有研究表明，MICP技術处理效果受到多种因素影响[17-22]：一方面，MICP技术所采用的微生物易受环境因素影响;另一方面，对于不同种类土体，MICP处理效果会存在差异。目前有关MICP改良土体技术的试验研究仍主要在室内进行，采用的土体基质主要为硅沙，而对于广泛分布于我国西北地区的风积沙的研究较少，国内仅内蒙古工业大学等单位对MICP固结风积沙的可行性等开展过较为系统的研究。笔者采用MICP技术处理风积沙，通过直剪试验研究了处理液浓度对微生物矿化沉积及固化风积沙碳酸钙产率的影响，以期为MICP技术用于固结风积沙提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
（1）风积沙。试验用风积沙取自新疆古尔班通古特沙漠，其微观形貌见图1、颗粒级配曲线见图2。由图2可知，D60=0.160 mm、D30=0.108 mm、D10=0.066 mm（D60、D30、D10分别为颗粒级配曲线上小于某粒径累计含量为60%、30%、10%所对应的粒径，其中D10称为有效粒径、D60称为控制粒径），据此计算的风积沙级配系数Cc=1.10、不均匀系数Cu=2.42。 XRD测试表明风积沙主要化学成分有SiO2（66.79%）、Al2O3（8.09%）、Fe2O3（8.87%）、MgO（6.71%）等。
（2）微生物及培养液。微生物矿化沉积试验和风积沙固结试验使用的菌种均为巴氏芽孢八叠球菌，属高脲酶活性微生物，购自美国菌种保藏中心（菌种编号ATCC11859）。扩大培养基成分包括酪蛋白胨、大豆蛋白胨、氯化钠、尿素，配制培养基时，尿素使用过滤法灭菌（0.22 μm微孔滤膜），其他成分均使用湿热灭菌法灭菌（高压蒸汽灭菌器121 ℃条件下灭菌20 min）。试验过程中采用分光光度计在600 nm波长条件下的菌液吸光度反映微生物浓度，采用电导率仪测得的电导率变化速率间接表示脲酶活性[23-24]。研究表明，细菌悬浮液的浓度在一定范围内与透光度成反比、与吸光度成正比，所以可用吸光度表征样品菌液细菌生长状况。巴氏芽孢八叠球菌生长及脲酶活性变化情况见图3（图中OD600为溶液在波长600 nm处的吸光度），本研究选用微生物培养时间为36 h。
1.2 试验方案
（1）化学处理方案设置。有关研究表明[25]，化学处理液浓度、注液速率及其在土体中的留存时间均对微生物诱导成矿效果产生影响，且以化学处理液浓度影响最为显著。基于这一认识，本研究使用不同浓度化学处理液开展风积沙固结试验，研究化学处理方式对微生物诱导成矿效果及对风积沙固结效果的影响。配置浓度分别为0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mol/L的尿素-氯化钙混合溶液作为处理液，开展微生物矿化沉积试验、固结风积沙力学试验，两种试验以碳酸钙产率和力学强度为对比指标。
（2）试样制备。菌液制备：按照1%接种比例将菌液自母液瓶接种至新鲜培养基，将接种后的培养基置于恒温振荡条件下（35 ℃、150 r/min）培养36 h，获得试验用菌液。预混：将150 g风积沙与6 mL菌液混合均匀，静置2 min后向风积沙中加入0.5 mol/L处理液6 mL并混合均匀，将混匀的风积沙装入内壁涂有凡士林的环刀。灌浆：每隔12 h向试样表面喷洒3 mL处理液，连续喷洒4次。养护：从环刀中取出试样，置于30 ℃条件下养护60 h。
（3）矿化沉积试验。将不同浓度处理液与试验用菌液等体积混合，静置72 h后收集容器底部沉积物，烘干称量。同一浓度重复试验2次，取平均值。
1.3 测试方法
（1）力学强度。采用LT1008型电动四联等应变直剪仪进行直接剪切测试，垂直荷载分别为50、100、150、200 kPa，剪切速率为0.8 mm/min，每隔20 s记录一次应力应变。
（2）碳酸钙产率。本研究中，矿化沉积试验把测定的矿化沉积物质量与氯化钙完全反应时碳酸钙理论质量的比值作为碳酸钙产率，而力学试验则采用溶酸法计算碳酸钙产率，即把固结风积沙溶酸（稀盐酸）前后的质量差与固化试样质量的比值作为碳酸钙产率，同时预先测试风积沙中碳酸钙含量，以修正其影响。
（3）微观形貌。选择表面平整的固化风积沙样品，使用电子显微镜（FEI Quanta 200）观测成矿产物在风积沙中的分布情况。
（4）颗粒粒径。采用BT-2002型激光粒度分析仪对风积沙与力学试验后固化试样的粒径分布进行测试。
2 结果与分析
2.1 处理液浓度对力学强度的影响
如图4所示，不同处理液浓度对应的抗剪强度差异明显，其中0.9 mol/L对应试样抗剪强度最高，抗剪强度从高到低对应的处理液浓度依次为0.9、1.2、0.6、1.5、0.3 mol/L。对此现象的解释：化学处理液浓度过高或过低均不利于风积沙固结，浓度过高时MICP反应过于迅速、不利于液体下渗，浓度过低时虽有利于液体下渗，但矿物生成量较少，固结效果同样不佳。据观察，试验过程中处理液的下渗难度不断增大，试样表面随着处理液喷洒逐渐出现矿化产物聚集以及多余盐分的凝结，试样抗剪强度变化或与该现象具有一定关系。 如图5所示，强度指标黏聚力与内摩擦角随处理液浓度的变化较大，二者变化趋势一致，均随处理液浓度增大至0.9 mol/L时取得较大值，而后随浓度继续增大呈下降又回升的趋势，高浓度处理液对应的黏聚力与内摩擦角整体上大于低浓度的对应指标。由此可知，处理液浓度较低时矿物生成量较少、不利于强度指标的提升，高浓度处理液生成了较多矿物晶体并充填于风积沙颗粒间，因此黏聚力与内摩擦角增幅较大。微生物诱导生成的矿物堆积于风积沙颗粒孔隙中，使风积沙颗粒连接更为紧密、黏聚力增大。同时，矿物堆积于风积沙颗粒表面将影响颗粒自身圆度，增大颗粒粗糙度，对内摩擦角增大具有重要影响。基于试验结果，可得出微生物处理能有效提升風积沙力学性能的结论，这与Canakci等[26]所得结论一致。
2.2 处理液浓度对碳酸钙产率的影响
处理液浓度对矿化反应和固结风积沙力学性能均具有重要影响。如图6所示，碳酸钙产率随处理液浓度提高呈先增大后减小的变化趋势，在处理液浓度为0.6 mol/L时碳酸钙产率取得最大值89.11%（微生物矿化沉积试验结果），可见高浓度处理液并不能提高微生物诱导成矿率。赵茜[27]通过试验发现脲酶细菌活性随着尿素浓度提高而逐渐增强，随钙离子浓度提高而减弱。因此，钙离子是影响碳酸钙产率的关键因素，处理液浓度为0.6 mol/L时较适宜碳酸钙矿物沉积。固结风积沙中的碳酸钙产率变化趋势同微生物矿化沉积试验结果相似，处理液浓度为0.6 mol/L时对应最大碳酸钙产率63%，不同之处在于风积沙固结试验中碳酸钙产率低于矿化沉积试验结果，究其原因，主要是随着矿物不断形成，风积沙内部孔隙度降低，新喷洒的处理液难以渗入试样内部以发生有效矿化反应。值得注意的是，前述固结风积沙力学强度随处理液浓度的变化趋势并未与碳酸钙产率保持一致。
2.3 处理液浓度对颗粒粒径的影响
以处理液浓度为0.9 mol/L的风积沙试样为例，与未处理的风积沙相比，固化风积沙粒径在0.1～0.5 mm范围内所占比例增大，原因是大粒径风积沙颗粒更有利于脲酶微生物附着，表面矿物生成率高，粒径变化更为明显。
电子显微镜扫描得到的固化风积沙微观形貌见图7，可以看出风积沙颗粒表面附着有大量起胶结作用的成矿产物，这在一定程度上提高了风积沙整体性，使颗粒表面更为粗糙，改善了颗粒间的胶结效果，同时矿物沉积也使颗粒直径发生变化。此外，图中部分区域显示为“凹坑”，这是沙粒脱落造成的，从侧面反映出沙粒之间胶结效果较好[28]。
3 结 论
（1）微生物诱导成矿能有效提升风积沙力学性能，处理液浓度为0.9 mol/L时试样力学强度改善最为显著，其对应的抗剪强度指标提高最为明显。
（2）MICP处理液中钙离子浓度对微生物诱导成矿具有重要影响，高浓度钙离子溶液不利于矿化沉积效率提升，处理液浓度为0.6 mol/L的微生物诱导成矿率最高。
（3）微生物固结风积沙时的碳酸钙产率变化趋势与无附着介质时基本一致，但整体产率低于无附着介质条件对应的碳酸钙产率。
（4）风积沙粒径变化可作为反映矿化效果的一项指标。微生物诱导成矿处理后的风积沙表面附着有不同数量的矿物，粒径为0.1～0.5 mm的风积沙矿化效果最为显著。
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【责任编辑 张智民】
关键词：风积沙;固沙效果;微生物诱导碳酸钙沉积;处理液浓度;力学性质;颗粒粒径
中图分类号：S157.9 文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.08.021
引用格式：邱明喜，刘汉银，明道贵，等.化学处理方式对微生物固沙效果的影响[J].人民黄河，2021，43（8）：117-121.
Abstract： Microbial induced calcite precipitation is a new aeolian sand fixation technology， which has more significant advantages over traditional technology. To investigate the effect of chemical treatment on bio-cementation of aeolian sand， the experiment of calcium carbonate deposit generated by microbial induced calcite precipitation and the experiment of sand fixation by microbial induced calcite precipitation were firstly carried out to study the effects of different treatment methods on calcium carbonate yield. Then， the changes of mechanical strength and shear strength indexes of aeolian sand were compared through direct shear test. Finally， the sand fixation effects under different chemical treatment methods were analyzed by means of particle size analysis and microscopic morphology observation. The results show that microbial induced calcite precipitation can effectively improve the mechanical properties of aeolian sand. When the concentration of treatment solution is 0.9 mol/L， the improvement of mechanical strength is the most significant， and the corresponding shear strength index changes are also the most obvious. The microorganism corresponding to 0.6 mol/L treatment solution has the highest rate of mineral production， and the continuous increase of calcium ion concentration will not be conducive to the improvement of mineral deposition efficiency. Calcium carbonate minerals will adhere to the surface of aeolian sand treated by microorganism-induced mineralization， so the particle size change of aeolian sand can be taken as an index reflecting mineralization.
Key words： aeolian sand; sand-fixing effect; microbially induced calcite precipitation; treatment concentration; mechanical index; particle size
天然風积沙颗粒细小、粒间无黏聚力，易在风力吹蚀条件下快速移动[1]。传统风积沙固化材料包括机械固沙材料、化学固沙材料和生物固沙材料[2-3]：常用的机械固沙材料包括柴草、黏土、砾石、塑料网格等，该类材料防护高度有限，在风沙活动强烈地区会被风沙流掩埋;化学固沙材料包括水泥浆类、石油产品类、水玻璃类、合成高分子类、生物质资源类等，从材料安全性、耐候性及使用成本角度考虑，目前尚无可用于大面积推广的化学固沙材料;植物是最为常用的生物固沙材料，但植物生长周期较长，且沙漠地区难以为植物成活提供必要条件，使得固沙植物成活率较低。 微生物诱导碳酸钙沉积（Microbial Induced Calcite Precipitation，简称MICP）是一种新型土体固化改良技术，主要通过向土体引入脲酶微生物或利用土体中的自源微生物代谢形成脲酶，将反应环境中的尿素分解成碳酸根离子，再人为向反应体系中提供钙离子及金属阳离子，最终在土体中形成碳酸盐矿物，大量碳酸盐矿物附着、堆积于土体颗粒之间起到胶结作用，实现土体固化[4-5]。该技术不需要投入大量人力物力，不会对环境产生负面影响[6-8]，国内外已将其用于土质改良、地基处理、沙土液化防治、固沙抑尘、石油开采、污染物处置、混凝土裂缝修补等领域[9-16]。既有研究表明，MICP技術处理效果受到多种因素影响[17-22]：一方面，MICP技术所采用的微生物易受环境因素影响;另一方面，对于不同种类土体，MICP处理效果会存在差异。目前有关MICP改良土体技术的试验研究仍主要在室内进行，采用的土体基质主要为硅沙，而对于广泛分布于我国西北地区的风积沙的研究较少，国内仅内蒙古工业大学等单位对MICP固结风积沙的可行性等开展过较为系统的研究。笔者采用MICP技术处理风积沙，通过直剪试验研究了处理液浓度对微生物矿化沉积及固化风积沙碳酸钙产率的影响，以期为MICP技术用于固结风积沙提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
（1）风积沙。试验用风积沙取自新疆古尔班通古特沙漠，其微观形貌见图1、颗粒级配曲线见图2。由图2可知，D60=0.160 mm、D30=0.108 mm、D10=0.066 mm（D60、D30、D10分别为颗粒级配曲线上小于某粒径累计含量为60%、30%、10%所对应的粒径，其中D10称为有效粒径、D60称为控制粒径），据此计算的风积沙级配系数Cc=1.10、不均匀系数Cu=2.42。 XRD测试表明风积沙主要化学成分有SiO2（66.79%）、Al2O3（8.09%）、Fe2O3（8.87%）、MgO（6.71%）等。
（2）微生物及培养液。微生物矿化沉积试验和风积沙固结试验使用的菌种均为巴氏芽孢八叠球菌，属高脲酶活性微生物，购自美国菌种保藏中心（菌种编号ATCC11859）。扩大培养基成分包括酪蛋白胨、大豆蛋白胨、氯化钠、尿素，配制培养基时，尿素使用过滤法灭菌（0.22 μm微孔滤膜），其他成分均使用湿热灭菌法灭菌（高压蒸汽灭菌器121 ℃条件下灭菌20 min）。试验过程中采用分光光度计在600 nm波长条件下的菌液吸光度反映微生物浓度，采用电导率仪测得的电导率变化速率间接表示脲酶活性[23-24]。研究表明，细菌悬浮液的浓度在一定范围内与透光度成反比、与吸光度成正比，所以可用吸光度表征样品菌液细菌生长状况。巴氏芽孢八叠球菌生长及脲酶活性变化情况见图3（图中OD600为溶液在波长600 nm处的吸光度），本研究选用微生物培养时间为36 h。
1.2 试验方案
（1）化学处理方案设置。有关研究表明[25]，化学处理液浓度、注液速率及其在土体中的留存时间均对微生物诱导成矿效果产生影响，且以化学处理液浓度影响最为显著。基于这一认识，本研究使用不同浓度化学处理液开展风积沙固结试验，研究化学处理方式对微生物诱导成矿效果及对风积沙固结效果的影响。配置浓度分别为0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mol/L的尿素-氯化钙混合溶液作为处理液，开展微生物矿化沉积试验、固结风积沙力学试验，两种试验以碳酸钙产率和力学强度为对比指标。
（2）试样制备。菌液制备：按照1%接种比例将菌液自母液瓶接种至新鲜培养基，将接种后的培养基置于恒温振荡条件下（35 ℃、150 r/min）培养36 h，获得试验用菌液。预混：将150 g风积沙与6 mL菌液混合均匀，静置2 min后向风积沙中加入0.5 mol/L处理液6 mL并混合均匀，将混匀的风积沙装入内壁涂有凡士林的环刀。灌浆：每隔12 h向试样表面喷洒3 mL处理液，连续喷洒4次。养护：从环刀中取出试样，置于30 ℃条件下养护60 h。
（3）矿化沉积试验。将不同浓度处理液与试验用菌液等体积混合，静置72 h后收集容器底部沉积物，烘干称量。同一浓度重复试验2次，取平均值。
1.3 测试方法
（1）力学强度。采用LT1008型电动四联等应变直剪仪进行直接剪切测试，垂直荷载分别为50、100、150、200 kPa，剪切速率为0.8 mm/min，每隔20 s记录一次应力应变。
（2）碳酸钙产率。本研究中，矿化沉积试验把测定的矿化沉积物质量与氯化钙完全反应时碳酸钙理论质量的比值作为碳酸钙产率，而力学试验则采用溶酸法计算碳酸钙产率，即把固结风积沙溶酸（稀盐酸）前后的质量差与固化试样质量的比值作为碳酸钙产率，同时预先测试风积沙中碳酸钙含量，以修正其影响。
（3）微观形貌。选择表面平整的固化风积沙样品，使用电子显微镜（FEI Quanta 200）观测成矿产物在风积沙中的分布情况。
（4）颗粒粒径。采用BT-2002型激光粒度分析仪对风积沙与力学试验后固化试样的粒径分布进行测试。
2 结果与分析
2.1 处理液浓度对力学强度的影响
如图4所示，不同处理液浓度对应的抗剪强度差异明显，其中0.9 mol/L对应试样抗剪强度最高，抗剪强度从高到低对应的处理液浓度依次为0.9、1.2、0.6、1.5、0.3 mol/L。对此现象的解释：化学处理液浓度过高或过低均不利于风积沙固结，浓度过高时MICP反应过于迅速、不利于液体下渗，浓度过低时虽有利于液体下渗，但矿物生成量较少，固结效果同样不佳。据观察，试验过程中处理液的下渗难度不断增大，试样表面随着处理液喷洒逐渐出现矿化产物聚集以及多余盐分的凝结，试样抗剪强度变化或与该现象具有一定关系。 如图5所示，强度指标黏聚力与内摩擦角随处理液浓度的变化较大，二者变化趋势一致，均随处理液浓度增大至0.9 mol/L时取得较大值，而后随浓度继续增大呈下降又回升的趋势，高浓度处理液对应的黏聚力与内摩擦角整体上大于低浓度的对应指标。由此可知，处理液浓度较低时矿物生成量较少、不利于强度指标的提升，高浓度处理液生成了较多矿物晶体并充填于风积沙颗粒间，因此黏聚力与内摩擦角增幅较大。微生物诱导生成的矿物堆积于风积沙颗粒孔隙中，使风积沙颗粒连接更为紧密、黏聚力增大。同时，矿物堆积于风积沙颗粒表面将影响颗粒自身圆度，增大颗粒粗糙度，对内摩擦角增大具有重要影响。基于试验结果，可得出微生物处理能有效提升風积沙力学性能的结论，这与Canakci等[26]所得结论一致。
2.2 处理液浓度对碳酸钙产率的影响
处理液浓度对矿化反应和固结风积沙力学性能均具有重要影响。如图6所示，碳酸钙产率随处理液浓度提高呈先增大后减小的变化趋势，在处理液浓度为0.6 mol/L时碳酸钙产率取得最大值89.11%（微生物矿化沉积试验结果），可见高浓度处理液并不能提高微生物诱导成矿率。赵茜[27]通过试验发现脲酶细菌活性随着尿素浓度提高而逐渐增强，随钙离子浓度提高而减弱。因此，钙离子是影响碳酸钙产率的关键因素，处理液浓度为0.6 mol/L时较适宜碳酸钙矿物沉积。固结风积沙中的碳酸钙产率变化趋势同微生物矿化沉积试验结果相似，处理液浓度为0.6 mol/L时对应最大碳酸钙产率63%，不同之处在于风积沙固结试验中碳酸钙产率低于矿化沉积试验结果，究其原因，主要是随着矿物不断形成，风积沙内部孔隙度降低，新喷洒的处理液难以渗入试样内部以发生有效矿化反应。值得注意的是，前述固结风积沙力学强度随处理液浓度的变化趋势并未与碳酸钙产率保持一致。
2.3 处理液浓度对颗粒粒径的影响
以处理液浓度为0.9 mol/L的风积沙试样为例，与未处理的风积沙相比，固化风积沙粒径在0.1～0.5 mm范围内所占比例增大，原因是大粒径风积沙颗粒更有利于脲酶微生物附着，表面矿物生成率高，粒径变化更为明显。
电子显微镜扫描得到的固化风积沙微观形貌见图7，可以看出风积沙颗粒表面附着有大量起胶结作用的成矿产物，这在一定程度上提高了风积沙整体性，使颗粒表面更为粗糙，改善了颗粒间的胶结效果，同时矿物沉积也使颗粒直径发生变化。此外，图中部分区域显示为“凹坑”，这是沙粒脱落造成的，从侧面反映出沙粒之间胶结效果较好[28]。
3 结 论
（1）微生物诱导成矿能有效提升风积沙力学性能，处理液浓度为0.9 mol/L时试样力学强度改善最为显著，其对应的抗剪强度指标提高最为明显。
（2）MICP处理液中钙离子浓度对微生物诱导成矿具有重要影响，高浓度钙离子溶液不利于矿化沉积效率提升，处理液浓度为0.6 mol/L的微生物诱导成矿率最高。
（3）微生物固结风积沙时的碳酸钙产率变化趋势与无附着介质时基本一致，但整体产率低于无附着介质条件对应的碳酸钙产率。
（4）风积沙粒径变化可作为反映矿化效果的一项指标。微生物诱导成矿处理后的风积沙表面附着有不同数量的矿物，粒径为0.1～0.5 mm的风积沙矿化效果最为显著。
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【责任编辑 张智民】