建大新闻网讯 近日，我校土木工程学院特殊土力学与工程防灾团队在环境工程领域权威期刊《Journal of Hazardous Materials》（毒物，2021年影响因子：10.588，SCI一区TOP期刊）上在线发表题为“Effects of bacterial inoculation and calcium source on microbial-induced carbonate precipitation for lead remediation（细菌接种和钙源对微生物诱导碳酸盐沉淀修复铅的影响）”的研究论文。国际期刊《Journal of Hazardous Materials》的学术影响力在146个环境科学（Environmental Science）期刊中排名第四（4/146）。论文第一作者为我校博士研究生薛中飞，郑文杰教授为论文唯一通讯作者。西安建筑科技大学为该论文的第一完成单位。
由于工业化和城市化的迅速发展，在过去几十年中出现了一个世界性的环境问题-重金属污染。土壤与地下水中重金属是通过金属开采、金属冶炼、冶金工业活动、废物处理和使用中的金属腐蚀而进入环境的。在过去的几十年中，已经开发了多种处理环境重金属污染物的方法，例如物理方法（电动修复、换土法）、化学方法（化学淋洗、土添加剂）和生物方法（植物修复、微生物吸附）。虽然物理和化学方法能够去除多种污染物，但这些方法的主要缺点在于处理时间冗长，显著增加能量消耗，同时还可能造成环境的二次污染。微生物诱导碳酸盐沉淀（Microbial-induced Carbonate Precipitation, MICP）修复重金属污染场地是岩土工程与环境岩土工程的一个新兴研究热点，它的特点是反应速率快，且可以将重金属从可交换态转化为性质稳定的碳酸盐态，从而达到固化重金属的目的。
微生物诱导碳酸盐沉淀修复铅污染示意图
论文探讨了细菌的接种比例以及钙源对于MICP技术修复不同浓度铅污染物的影响，揭示了MICP技术修复铅污染的机理。MICP技术修复铅污染可以分为以下五个阶段：细菌培养、细菌接种、铅离子吸附、尿素水解、以及以细菌作为成核位点生成碳酸盐沉淀。
较高的菌液占比可以提高细菌的耐毒性，提高修复效率；钙离子的添加形成与铅离子的竞争吸附，优先被吸附在细菌表面进而达到对细菌的保护作用，降低铅离子毒性作用对细菌活性的影响。研究提出碳酸盐沉淀多层结构模型，多层沉淀可以确保铅离子不被强酸或强碱淋洗后浸出，从而增加环境中毒性物质的累积，不仅能强化短期修复效率还能实现较高的长期修复性能。这一研究结果对铅污染场地修复工程有一定的指导意义。
文字、图片：土木学院
