微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）的技术原理

自然界中存在着大量微生物，其对地基、矿物、地质及地下工程等往往会起到潜移默化的影响，传统工程中人们往往更多地关注宏观构造物，对微生物的认识不足且缺乏案例，从而忽略了微生物对工程的影响，也浪费了其巨大的潜在价值。

一、微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）

MICP的实质是利用自然界中某类细菌，其新陈代谢可产生分解尿素的脲酶，尿素分解后产生的碳酸根离子与自然界游离的金属阳离子结合生成胶凝晶体的过程。MICP技术的应用对生产能耗、生产成本要求低，同时能减少温室气体排放MICP技术可提高土的地质特性，因此可利用其作为一种替代地质加固技术。

二、MICP技术原理

目前对微生物诱导碳酸钙沉淀机理主要有两个：微生物控制沉淀与微生物诱导沉淀。Bazylinski等认为微生物控制沉淀主要发生在有机质基体或微生物的囊泡中，有利于微生物对其成核位点与沉淀速率的高度控制，从而影响矿物质沉淀的成分、尺寸等，与环境因素无关。而微生物诱导沉淀则认为微生物在自然环境中，利用环境中的某些成分或阳离子，进行生命代谢活动而产生的相对不溶的有机和无机化合物。

Muynck 和荣辉等探究了细菌微生物诱导碳酸钙沉淀过程的机理，主要包括3个过程:

(1)溶液中的钙离子等阳离子被吸附在细菌细胞表面。细菌细胞壁表面带有大量负电荷官能团，能够有效地吸附Ca2+、Mg2+等阳离子。

(2)碳酸钙晶体在细胞表面沉积。底物在酶的作用下不断水解生成CO32-，并释放到微生物局部环境中，与被吸附在细胞表面的Ca2+等阳离子发生反应生成沉淀。

(3)随着晶核长大，微生物表面及周围逐渐被包裹，微生物营养物质的传输受到限制，导致微生物死亡。