本发明专利技术提供了利用微生物固化松散珊瑚砂的方法，具体为将巴斯德氏芽胞杆菌（Bacillus?pasteurii）在氯化钠浓度为10～35g/L条件驯化，至氯化钠浓度为35g/L条件下菌液活性>2mM·min-1停止驯化，离心收集菌体，采用真空冷冻干燥法冷藏；然后将保藏的菌体加入海水配制成菌液，并调节pH至7～8，再将菌液与每升含1mol氯化钙和1mol尿素的溶液按体积比为1:2混合，注入珊瑚砂中，每天1次，连续3-6天；利用此方法固化珊瑚砂颗粒与颗粒之间通过包裹的碳酸钙咬合，其强度达14MPa，并且菌体可以直接用海水稀释，氯化钙和尿素溶液亦可直接用海水配制，解决了岛礁淡水缺乏和原料运输问题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，具体为将巴斯德氏芽胞杆菌（Bacillus?pasteurii）在氯化钠浓度为10～35g/L条件驯化，至氯化钠浓度为35g/L条件下菌液活性>2mM·min-1停止驯化，离心收集菌体，采用真空冷冻干燥法冷藏；然后将保藏的菌体加入海水配制成菌液，并调节pH至7～8，再将菌液与每升含1mol氯化钙和1mol尿素的溶液按体积比为1:2混合，注入珊瑚砂中，每天1次，连续3-6天；利用此方法固化珊瑚砂颗粒与颗粒之间通过包裹的碳酸钙咬合，其强度达14MPa，并且菌体可以直接用海水稀释，氯化钙和尿素溶液亦可直接用海水配制，解决了岛礁淡水缺乏和原料运输问题。【专利说明】
本专利技术属于化学领域，特别涉及。
技术介绍
21世纪，人类进入了大规模开发利用海洋的时期。随着我国“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”重大部署实施的逐步深入，大规模岛礁工程建设势在必行、刻不容缓。对于远离陆地的岛礁工程建设来说，缺少建筑材料，所需的各类建筑材料均需要从陆地运输，其成本非常昂贵。在不破坏岛礁生态环境的前提下，开发可以就地取材的建筑材料是岛礁工程建设的迫切问题。我国的珊瑚礁主要分布于北回归线以南的热带海岸和海洋中。散布于南海中的岛礁绝大部分是由珊瑚礁构成的，礁体厚达2000m以上，根据南沙群岛南永I井岩芯地层分析，珊瑚礁17.3m以下已发生成岩变化，形成礁灰岩；17.3m以上为松散未胶结或弱胶结的珊瑚礁碎屑堆积。珊瑚砂是发育于热带海洋环境中的一种特殊的岩土介质类型，主要由珊瑚碎屑和其它海洋生物碎屑组成，碳酸钙含量高。特殊的物质组成、结构和发育环境导致珊瑚砂具有独特的工程性质。珊瑚砂具有颗粒易破碎，压缩性较大，地基承载力较低等特性，需要妥善处理。土壤(砂土)固化处理方法很多，固化途径包括机械方法、物理作用、土工织物、化学胶结等多种手段。但这些方法用于远离陆地的珊瑚砂处理时会遇到机械设备、原材料运输等困难，施工环境差以及可能破坏岛礁生态环境等问题。生物矿化作用是自然界广泛发生的一种作用，微生物矿物学最新进展表明，在一定的人为环境和营养条件下，岩土中一些无毒害的天然微生物新陈代谢作用能显著析出多种矿物结晶，从而使得松散砂土的固化成为可能。目前，对于普通砂(硅砂)的微生物处理已取得一定进展，但对于主要成分为碳酸钙的珊瑚砂(钙质砂)的微生物处理尚无人问津；珊瑚砂的处理，除需考虑珊瑚砂及所处环境的特殊性，优化生物细菌的培养`和保藏，提高其在高盐量海水中的活性，确保微生物反应在海水中顺利进行。还需考虑远离陆地，原材料运输和施工困难等。
技术实现思路
为了解决现有技术在固化处理珊瑚砂存在的问题，本专利技术的目的在于提供，使得远离陆地的珊瑚砂处理简单，固结好的砂柱强度高，工程性能好。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案:，包括以下步骤:A.将巴斯德氏芽胞杆菌(Bacillus pasteurii)在氯化钠浓度为10~35g/L的培养基中驯化，至氯化钠浓度为35g/L条件下菌液活性>2mM ^mirT1停止驯化，离心收集菌体，采用真空冷冻干燥法冷藏；B.将步骤A保藏的菌体加入海水配制成菌液，并调节pH至7~8，得菌液；C.将步骤B所得菌液与每升含Imol氯化钙和Imol尿素的溶液按体积比为1:2混合，得混合液，然后将混合液由上部注入珊瑚砂中，并控制流速为2~10mL/min，每天注入一次，连续3-6天。优选的,所述步骤A是将巴斯德氏芽胞杆菌(Bacillus pasteurii)在氯化钠浓度为10g/L的培养基中驯化24小时，再依次在氯化钠浓度为20g/L、30g/L、35g/L的培养基中驯化至氯化钠浓度为35g/L时，菌液活性>2mM ^mirT1停止驯化，离心收集菌体，采用真空冷冻干燥法冷藏。更优选的，所述步骤A中，所述培养基还含有如下组分，酵母提取物20_25g/L、尿素20g/L、六水氯化镍23.8mg/L、四水氯化锰13.9mg/L，溶剂为水。更优选的，所述步骤A中，所述离心是在温度为4°C、4000转/分条件下离心25分钟。更优选的，所述步骤A中，所述驯化的温度为25±2°C。优选的，所述步骤B中,将菌体加入海水配制成活性>lmM.mirT1的菌液。优选的， 所述步骤C中，所述混合液的注入量相当于珊瑚砂孔隙体积的1.5倍。本专利技术中所述步骤C可以由如下步骤代替，将步骤B所得菌液由上部注入珊瑚砂中，2小时后通入浓度为0.lmol/L的CaCl2固定溶液,再注入每升含Imol氯化钙和Imol尿素的溶液，整个过程控制流速为2~10mL/min,每天按上述步骤注入I次,连续3_6天。优选的，所述步骤C中，先由上部向珊瑚砂通入相当于珊瑚砂孔隙体积0.5倍的活性>lmM.mirT1的菌液，2小时后通入相当于珊瑚砂孔隙体积0.5倍的浓度为0.lmol/L的CaCl2固定溶液，最后通入相当于珊瑚砂孔隙体积I倍的每升含Imol氯化钙和Imol尿素的混合液，整个过程控制流速为2~10mL/min,每天按上述步骤注入I次,连续3_6天。本专利技术的有益效果:本专利技术公开了，通过不断提高培养基中氯化钠含量驯化巴斯德氏芽胞杆菌，提高其在高含盐量的海水中的繁殖能力和酶的活性；并将驯化培养好的菌液离心后取底部固态细菌采用真空冷冻干燥法保藏，其保藏后的菌种体积小，方便携带至远离陆地的珊瑚岛礁上，并且保藏后的菌体能够直接用海水稀释，氯化钙和尿素溶液亦可直接用海水配制，解决了岛礁淡水缺乏和原材料运输成本高的问题。采用真空冷冻干燥法保藏的菌粉可以现场配制菌液，可以有效避免其它杂质的影响和化学反应，确保主要反应为生物反应，胶结强度高；通过调节菌液PH为7~8，较好的解决了三者混合之后在砂体注入端产生大量沉淀造成的堵塞，提高了处理深度范围内的均匀性；微观结构显示利用本方法固化的珊瑚砂颗粒被大量微米级的碳酸钙包裹，颗粒与颗粒之间通过包裹的碳酸钙咬合；不同于微生物处理硅砂固化体的微观结构。本专利技术将菌液和氯化钙与尿素的混合液同时注入珊瑚砂粒中，与传统的先注入菌液，再注入氯化钙与尿素的混合液相比，简化了施工工序；另外，分别注入时，是先注入菌液，2小时后注入浓度为0.1M的CaCl2固定溶液，确保细菌附着到珊瑚砂颗粒表面，最后通入氯化钙与尿素的混合液进行固化；同时注入与分别注入菌液和氯化钙与尿素的混合溶液效果相差不大。【专利附图】【附图说明】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图:图1为固化前的珊瑚砂颗粒SEM扫描图片。图2为微生物试验装置图。图3为无侧限抗压强度试验应力-应变曲线。图4为珊瑚砂柱破坏模式图。图5为固化后的珊瑚砂柱SEM扫描图片(A为放大150倍的图片，可以观察到珊瑚砂颗粒被大量微米级的碳酸钙包裹为放大1500倍的图片，可以观察到颗粒与颗粒之间通过包裹的碳酸钙咬合)。【具体实施方式】下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例1细菌的驯化培养和保藏配制培养基，培养基成分如表1所示，溶剂为水。表1培养基成分【权利要求】1.，其特征在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方祥位，楚剑，申春妮，吴仕帆，李依珊，
申请(专利权)人：方祥位，
类型：发明
国别省市：
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