微生物誘導炭酸炭酸カルシウム沈殿と鉱物性特性に対する二重カチオン（Cu、Zn、Pb、Cd、およびSr）の効果

微生物誘導炭酸カルシウム沈殿（MICP）は、炭酸カルシウムの沈殿と他の金属の共沈みの可能性を含む生体地質化学プロセスです。この研究では、ウレアーゼ陽性の細菌であるスポロサルシナパス網が、さまざまな金属（Cu、Zn、Pb、Cd、およびSrなど）に耐えることができる程度を調査し、これらの多様な毒物を排除する際の炭酸カルシウム生体沈降の役割を分析しました。S. pasteuriiを使用した実験は、尿素、CACL2（30 mM）、およびCu、Zn、Pb、Cd（0.01〜1 mm）、Sr（1〜30 mm）などの異なる金属を含む成長媒体で有酸素的に実施されました。微生物の成長と尿素の分解により、pHとOD600が増加し、炭酸カルシウムの沈殿が促進されました。金属の種類と濃度は、沈殿したさまざまな炭酸カルシウムの鉱物学と金属除去速度の違いに寄与しました。PBとSRは99％以上の除去効率を示しましたが、Cu、Zn、およびCDは、0.05 mm以下の低濃度で30〜60％の低い除去効率を示しました。したがって、MICP中の金属イオンの除去効率は、二重カチオンの種類と濃度によって変化しました。二価金属の存在下でのMICPは、炭酸塩鉱物学、形状、結晶性などの鉱物学的特性にも影響を与えました。

Microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) is a bio-geochemical process involving calcium carbonate precipitation and possible co-precipitation of other metals. The study investigated the extent to which a urease-positive bacterium, Sporosarcina pasteurii, can tolerate a range of metals (e.g., Cu, Zn, Pb, Cd, and Sr), and analyzed the role of calcium carbonate bioprecipitation in eliminating these divalent toxicants from aqueous solutions. The experiments using S. pasteurii were performed aerobically in growth media including urea, CaCl2 (30 mM) and different metals such Cu, Zn, Pb, and Cd (0.01 ∼ 1 mM), and Sr (1 ∼ 30 mM). Microbial growth and urea degradation led to an increase in pH and OD600, facilitating the precipitation of calcium carbonate. The metal types and concentrations contributed to the mineralogy of various calcium carbonates precipitated and differences in metal removal rates. Pb and Sr showed more than 99% removal efficiency, whereas Cu, Zn, and Cd showed a low removal efficiency of 30∼60% at a low concentration of 0.05 mM or less. Thus the removal efficiency of metal ions during MICP varied with the types and concentrations of divalent cations. The MICP in the presence of divalent metals also affected the mineralogical properties such as carbonate mineralogy, shape, and crystallinity.