大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀的多因素影响分析
2021-03-24原耀楠冯佳星
原 华,刘 康,原耀楠,冯佳星
(1.河南大学,岩土与轨道交通工程研究所,开封 475004;2.河南大学土木建筑学院,开封 475004;3.河南建业置地焦作有限公司,焦作 454150;4.北京中科宏泰顾问集团有限公司,北京 101100)
0 引 言
微生物矿化是自然界中一种广泛存在的现象。随着人们对生态环境保护力度加大,各行业都在追寻绿色环保技术,实现可持续发展。近年来在岩土工程领域,微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced carbonate precipitation,MICP)成为一项新兴的土体矿化技术。事实上,除微生物外,脲酶广泛存在于植物(如豆类、瓜类[1]等)中,国外学者基于MICP又提出脲酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme induced carbonate precipitation,EICP)技术[2]。
脲酶主要有三种来源:(1)通过培养产脲酶细菌,经离心获取脲酶。但这种脲酶活性不稳定,且细菌培养步骤复杂,周期较长,不适合用来大量获取脲酶。(2)商品化脲酶,主要从洋刀豆中提取的高纯度脲酶。虽然活性较高,但价格昂贵,难以大规模使用。(3)从植物中获取脲酶,尤其是豆类中,富含大量脲酶。在我国,大豆作为产量最高的豆类,价格实惠,最符合作为稳定的脲酶来源,而大豆脲酶粗提液获取简单便捷,能够有效降低成本。尽管现有研究已表明:在大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀(soybean urease-induced calcium carbonate precipitation,SICP)[3]的过程中脲酶活性、温度[4]、pH值[5]、Ca2+浓度[6]、尿素浓度等均会影响钙离子的矿化。但这些研究大多仅对其中某单一因素的影响进行分析,对SICP多因素影响的研究尚未见诸报道,且未能优选出各个因素的最佳取值范围。
本文从市售大豆中提取脲酶,探究脲酶浓度和温度对脲酶活性的影响;……
