微生物誘導碳酸鈣沉淀（MICP）的技術原理

自然界中存在著大量微生物，其對地基、礦物、地質及地下工程等往往會起到潛移默化的影響，傳統工程中人們往往更多地關注宏觀構造物，對微生物的認識不足且缺乏案例，從而忽略了微生物對工程的影響，也浪費了其巨大的潛在價值。

一、微生物誘導碳酸鈣沉淀（MICP）

MICP的實質是利用自然界中某類細菌，其新陳代謝可產生分解尿素的脲酶，尿素分解后產生的碳酸根離子與自然界游離的金屬陽離子結合生成膠凝晶體的過程。MICP技術的應用對生產能耗、生產成本要求低，同時能減少溫室氣體排放MICP技術可提高土的地質特性，因此可利用其作為一種替代地質加固技術。

二、MICP技術原理

目前對微生物誘導碳酸鈣沉淀機理主要有兩個：微生物控制沉淀與微生物誘導沉淀。Bazylinski等認為微生物控制沉淀主要發生在有機質基體或微生物的囊泡中，有利于微生物對其成核位點與沉淀速率的高度控制，從而影響礦物質沉淀的成分、尺寸等，與環境因素無關。而微生物誘導沉淀則認為微生物在自然環境中，利用環境中的某些成分或陽離子，進行生命代謝活動而產生的相對不溶的有機和無機化合物。

Muynck 和榮輝等探究了細菌微生物誘導碳酸鈣沉淀過程的機理，主要包括3個過程:

(1)溶液中的鈣離子等陽離子被吸附在細菌細胞表面。細菌細胞壁表面帶有大量負電荷官能團，能夠有效地吸附Ca2+、Mg2+等陽離子。

(2)碳酸鈣晶體在細胞表面沉積。底物在酶的作用下不斷水解生成CO32-，并釋放到微生物局部環境中，與被吸附在細胞表面的Ca2+等陽離子發生反應生成沉淀。

(3)隨著晶核長大，微生物表面及周圍逐漸被包裹，微生物營養物質的傳輸受到限制，導致微生物死亡。