基于原生微生物MICP的土體加固試驗(yàn)研究

周 楊，張家銘，朱紀(jì)康，余 夢(mèng)

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)探測(cè)與評(píng)估教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 工程學(xué)院，武漢 430074)

1 研究背景

微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀(Microbial Induced Calcite Precipitation，MICP)是利用脲酶微生物產(chǎn)生脲酶，催化尿素水解產(chǎn)生碳酸根，與可溶性鈣鹽反應(yīng)生成具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體[1]。MICP目前已在文物保護(hù)[2]、降低巖土體滲透性[3-4]、堤壩加固[5]、土體加固[6-10]、微生物水泥[11-13]、污染土治理[14-15]等方面取得了一系列研究成果。

目前，MICP相關(guān)研究所用脲酶微生物大部分為外源引入的人工培養(yǎng)巴氏芽孢八疊球菌(s.p，ATCC11859)。然而，除巴氏芽孢八疊球菌外，大量存在于天然土體中的銅綠假單胞菌、普通變形桿菌等也可產(chǎn)脲酶[16]；已有研究[17]表明，向土體中注入一定成分的溶液，可將賦存于其中的原生脲酶微生物激活，利用其參與MICP過程。由于土體中的原生脲酶微生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好，在處理過程中脲酶活性持久性更強(qiáng)，而且可以節(jié)省菌液培養(yǎng)、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，并能消除引入外源非原生微生物帶來的潛在生態(tài)影響[18]，因此利用原生微生物進(jìn)行巖土體加固具有一定的優(yōu)勢(shì)。

國內(nèi)外研究人員對(duì)原生微生物加固巖土體開展了初步研究：Burbank等[19]通過向土體中注漿，激活土中原生脲酶微生物，然后對(duì)土體進(jìn)行膠結(jié)處理；Gomez等[20-21]和Graddy等[22]利用原生微生物和人工培養(yǎng)微生物對(duì)砂土進(jìn)行了膠結(jié)對(duì)比試驗(yàn)，二者均能取得較好的膠結(jié)效果。

然而，上述研究仍存在以下問題：①在MICP試驗(yàn)中，一般選擇自下而上的灌注方向注入溶液，這種單一方向的灌注方式導(dǎo)致碳酸鈣較多沉淀在注入口附近，可能會(huì)影響激活和膠結(jié)效果，不利于MICP技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用；②在對(duì)土體中的天然原生微生物進(jìn)行激活時(shí)，使用0.35 mol/L尿素時(shí)激活效果較好，微生物濃度和脲酶活性提升較快[21]，但原生微生物被激活后進(jìn)行的膠結(jié)處理過程中，灌注膠結(jié)液會(huì)導(dǎo)致微生物濃度和脲酶活性的下降，進(jìn)而導(dǎo)致微生物分解尿素能力下降[16]。因此，膠結(jié)液若仍采用0.35 mol/L濃度的尿素，可能會(huì)導(dǎo)致尿素未被完全分解而進(jìn)入環(huán)境中，造成污染和浪費(fèi)；③在有機(jī)質(zhì)選擇中，Burbank等[19]使用糖蜜，但膠結(jié)處理后，樣品完整性較差，Gomez等[20-21]和Graddy等[22]使用單一濃度的酵母提取物(YE)，膠結(jié)效果稍好，但未進(jìn)一步探究不同濃度YE在激活過程和膠結(jié)過程中的效果差異?；诖?，本次研究采用單向灌注及雙向交替灌注的方式、使用不同濃度的YE來激活土壤中的脲酶微生物，當(dāng)土壤中的脲酶微生物達(dá)到一定濃度和活性后，對(duì)試樣中的微生物進(jìn)行鑒定與系統(tǒng)發(fā)育分析，然后進(jìn)行膠結(jié)處理，膠結(jié)處理時(shí)使用不同濃度的YE及尿素溶液。試驗(yàn)過程中監(jiān)測(cè)試樣的生物化學(xué)變化，膠結(jié)完成后使用掃描電鏡觀察膠結(jié)樣本的SEM圖像，并進(jìn)行無側(cè)限壓縮試驗(yàn)，綜合評(píng)估有機(jī)質(zhì)濃度、尿素濃度和灌注方式對(duì)激活及膠結(jié)效果的影響。

2 材料與方法

2.1 砂土采集和試樣制備

試驗(yàn)所用砂土采自武漢東湖湖濱，采樣深度0.5 m，試樣基本物理性質(zhì)參數(shù)見表1。

表1 試樣基本物理性質(zhì)參數(shù)Table 1 Basic physical property paramcters of soil samples

選用聚乙烯圓筒(內(nèi)徑50.0 mm，高180.8 mm，除去兩端橡膠塞后裝樣，樣品凈高150.0 mm)作為模具，模具中間位置設(shè)置取樣口，橡膠塞與砂土之間放置聚氨酯透水薄膜，以改善灌注時(shí)滲流均勻程度，并減小試驗(yàn)期間土顆粒的流失。流入和流出液錐形瓶頂端放置孔徑≤0.22 μm的空氣濾膜，以排除試驗(yàn)環(huán)境微生物的影響。采用分層制樣的方法，保持砂土孔隙度與天然狀態(tài)下相同。使用校準(zhǔn)后的蠕動(dòng)泵將預(yù)先配制好的激活液和膠結(jié)液按次序以2 mL/min的恒定流速灌注，試驗(yàn)裝置見圖1(圖中顯示自下而上灌注)。

圖1 試驗(yàn)裝置Fig.1 Model test system

2.2 MICP灌注試驗(yàn)

為揭示激活液和膠結(jié)液的灌注方式對(duì)膠結(jié)效果的影響，設(shè)計(jì)了兩組對(duì)照試驗(yàn)，一組采用自下而上的單向灌注方式，試樣編號(hào)為U11、U12、 U21、 U22、 U31、 U32；另一組采用自下而上和自上而下交替灌注的方式，樣品編號(hào)為C11、 C12、 C21、 C22、 C31、 C32，兩組試驗(yàn)灌注液成分相同。每次灌注處理后將試樣置于30 ℃恒溫箱中，利于微生物生長繁殖。

激活液和膠結(jié)液中的有機(jī)質(zhì)為YE，YE營養(yǎng)豐富，含有大量氨基酸、微生物、碳水化合物以及維生素，能為微生物生長繁殖提供碳源及氮源。配制的激活液和膠結(jié)液YE濃度相同，如表2所示。氯化銨在脲酶微生物維持膜電位時(shí)可起到重要作用，尿素可篩選出脲酶微生物，因此，在激活液中添加了0.1 mol/L氯化銨、0.35 mol/L尿素，在膠結(jié)液中添加了尿素和等摩爾濃度的可溶性鈣源(氯化鈣)，其濃度如表2所示。由于膠結(jié)過程中產(chǎn)生的過量銨根離子會(huì)抑制碳酸鈣沉淀，且大多數(shù)脲酶微生物的最適合生長的pH值在8.5～9.2之間，因此待溶液配制好后，使用廠家Sigma-Aldrich生產(chǎn)的tris試劑調(diào)節(jié)溶液pH值至9.0。

表2 溶液配比Table 2 Constituents and concentrations of treatment solution

試驗(yàn)開始首次注入120 mL(約1.2倍孔隙體積)激活液。由于此時(shí)原生微生物濃度很低，頻繁的灌注操作將不利于原生脲酶微生物濃度的增加，故靜置48 h后再進(jìn)行第2次灌注，此后每24 h灌注1次。注入試樣的尿素分解數(shù)量在一定程度上可以反映脲酶微生物的濃度和活性，在一定時(shí)間內(nèi)尿素分解得越多，表明激活效果越好。本次試驗(yàn)以灌注24 h后試樣中殘余尿素濃度作為激活效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以注入尿素濃度的30%為閾值，當(dāng)殘余尿素濃度約為注入尿素濃度的30%時(shí)，可停止激活。停止激活后，取試樣中液體鑒定其中的細(xì)菌，并做系統(tǒng)發(fā)育分析，然后向試樣中灌注膠結(jié)液，進(jìn)行膠結(jié)處理。為防止首次注入膠結(jié)液時(shí)在注入口附近產(chǎn)生大量碳酸鈣沉淀而堵塞注入口，影響后續(xù)灌注，故在第1次注入膠結(jié)液之前，預(yù)先注入120 mL激活液以稀釋尿素分解產(chǎn)生的高濃度碳酸根離子。在膠結(jié)階段，膠結(jié)液灌注的時(shí)間間隔為12 h，灌注量為120 mL，循環(huán)灌注16次。

2.3 分析方法

2.3.1 生化分析

每次灌注前使用滅菌后的注射器從試樣兩端及中間的取樣口抽取4 mL的液體，轉(zhuǎn)移至無菌管中，分析測(cè)試其尿素濃度及微生物濃度。

2.3.1.1 尿素濃度測(cè)試

尿素濃度采用間接滴定的方式進(jìn)行測(cè)定：在激活階段，液體樣品中的尿素(CO(NH2)2)分解后產(chǎn)生碳酸根(式(1))，未注入試樣之前激活液中尿素濃度減去試樣中的碳酸根濃度即為試樣中的殘余尿素濃度，使用氯化鈣與液體樣品反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀(式(2))，再使用鹽酸對(duì)碳酸鈣沉淀進(jìn)行滴定即可(式(3))；在膠結(jié)階段，由于膠結(jié)液中尿素和氯化鈣的濃度相等，尿素分解產(chǎn)生的碳酸根與氯化鈣反應(yīng)后，殘余尿素濃度等于殘余氯化鈣濃度，因此使用碳酸鈉與樣品進(jìn)行沉淀反應(yīng)(式(4))，得到碳酸鈣沉淀，再使用鹽酸對(duì)沉淀進(jìn)行滴定，可得到殘余氯化鈣濃度(式(3))，即為殘余尿素濃度。

(1)

(2)

CaCO3+2HCl→2H2O+CaCl2,

(3)

CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl 。

(4)

2.3.1.2 微生物濃度測(cè)試

采用分光光度計(jì)在600 nm波長下測(cè)得液體樣品在比色皿中的吸光度(OD600測(cè)試值)，進(jìn)行校正計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)公式[23]為

Y=8.59×107Z1.362 7。

(5)

式中：Y為微生物濃度；Z為OD600測(cè)試值，僅當(dāng)OD600值在0.2～0.6范圍內(nèi)有效，OD600>0.6時(shí)需對(duì)液體進(jìn)行稀釋。

2.3.2 脲酶活性微生物種屬鑒定及系統(tǒng)發(fā)育分析

試樣中原生微生物被激活后取液體樣本，進(jìn)行脲酶微生物篩選：離心后取其上清液用無菌水進(jìn)行梯度稀釋，分別稀釋105、106、107倍，然后使用移液槍吸取稀釋后的上清液100 μL，均勻涂布于添加了酚紅指示劑的LB固體篩選培養(yǎng)基上，在30 ℃下恒溫培養(yǎng)，定期觀察。挑取使固體篩選培養(yǎng)基顏色變紅的不同菌株，在固體篩選培養(yǎng)基上劃線純化得到脲酶微生物，將純化后的菌株送至中國典型培養(yǎng)物保藏中心(China Center for Type Culture Collection，CCTCC)完成測(cè)序，測(cè)序結(jié)果在美國國家生物技術(shù)信息中心網(wǎng)站(NCBI)上進(jìn)行blast比對(duì)，以鑒定脲酶活性微生物的種類，并選取親緣近的菌種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。

2.3.3 膠結(jié)體強(qiáng)度及微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試

2.3.3.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

膠結(jié)試驗(yàn)完成后，在拆模前將膠結(jié)的試樣置于80 ℃的烘箱中干燥7 d，膠結(jié)前后砂土樣如圖2所示。為了評(píng)價(jià)膠結(jié)效果，按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019)進(jìn)行無側(cè)限壓縮試驗(yàn)。

圖2 膠結(jié)前后砂土樣Fig.2 Sand samples before and after cementation

2.3.3.2 微觀結(jié)構(gòu)

為觀察膠結(jié)完成后試樣的微觀結(jié)構(gòu)特性，采取干燥后的試樣，在2 kV的加速電壓下，使用FEI Quanta場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡獲得SEM圖像。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 尿素濃度

3.1.1 激活階段殘余尿素濃度

U11與U12的激活處理相同，歸為U1,同理可編號(hào)得到C1、U2、C2、U3、C3，圖3為激活過程中各組試樣不同位置處(試樣上、中、下部)殘余尿素濃度隨時(shí)間變化曲線。殘余尿素濃度下降越快，表明試樣中脲酶微生物解脲能力越強(qiáng)。使用0.3 g/L YE的試樣(U1、C1)，解脲能力增長較為平緩，但在第5天單向灌注試樣的中部以及上部有所波動(dòng)，可能是測(cè)試誤差所致，U1和C1試樣的殘余尿素濃度在第7天達(dá)到閾值附近；使用1.0 g/L的試樣(U2、C2)前3天的解脲能力增長較慢，但第4天和第5天曲線斜率絕對(duì)值明顯上升，解脲能力加速增長，在第5天其殘余尿素濃度值達(dá)到了閾值；3.0 g/L YE的試樣(U3、C3)解脲能力增長較為平穩(wěn)，在第7天達(dá)到了閾值附近。

圖3 激活階段試樣中的殘余尿素濃度隨時(shí)間的變化Fig.3 Residual urea concentrations for columns versus time since injection during stimulation

使用0.3、1.0、3.0 g/L YE分別在激活處理后的第7天、第5天、第7天達(dá)到了激活標(biāo)準(zhǔn)，使用相同配比溶液、不同灌注方式處理的試樣，解脲能力變化較為接近，表明灌注方式對(duì)激活效果影響較小，而YE濃度對(duì)激活處理的影響較大。較高濃度的YE(3.0 g/L)并未讓試樣中原生脲酶微生物的解脲能力更快提升，使用較低濃度的YE(0.3 g/L)在激活原生脲酶微生物時(shí)表現(xiàn)不如稍高濃度的YE(1.0 g/L)。

3.1.2 膠結(jié)過程殘余尿素濃度

圖4顯示殘余尿素濃度隨膠結(jié)次數(shù)的變化(0次對(duì)應(yīng)的濃度表示初次灌注之前的初始濃度，1次對(duì)應(yīng)第1次灌注處理12 h后試樣中尿素濃度，也即第2次灌注前測(cè)得的尿素濃度，微生物濃度下同)。初始值的差異是由于各組在激活階段使用的尿素濃度均為0.35 mol/L，而在膠結(jié)階段有0.35 mol/L和0.20 mol/L 2種不同濃度的溶液?？傮w上使用1.0 g/L的YE的U2和C2組中殘余尿素濃度低于使用0.3 g/L YE的U1、C1及使用3.0 g/L的YE的U3、C3。使用0.20 mol/L尿素的試樣殘余尿素較少，而使用0.35 mol/L尿素的試樣殘余尿素較多，使用0.3 g/L與1.0 g/L YE的試樣中，殘余尿素濃度在0.125～0.200 mol/L之間，而使用3.0 g/L YE的試樣中，殘余尿素濃度更高。對(duì)于單向灌注的試樣，同一試樣不同高度的尿素殘余濃度差別較大，殘余尿素濃度最高者為單向灌注試樣的上部，最低者為其下部，而差值最大(見圖4(a)，U12的上部和下部的差值)可達(dá)0.110 mol/L。膠結(jié)過程試樣中的殘余尿素濃度表明，YE濃度對(duì)試樣中尿素分解有顯著影響，使用1.0 g/L的YE較使用0.3 g/L和3.0 g/L的YE，有利于分解更多的尿素。灌注方式對(duì)試樣不同部位尿素的分解有顯著影響，單向灌注時(shí)，在下部的尿素被分解較多，雙向灌注的試樣，上部、中部和下部的殘余尿素濃度無顯著差異，分布較為均勻。各個(gè)試樣中，較高濃度(0.35 mol/L)的尿素不能被完全分解，而稍低濃度(0.20 mol/L)的尿素殘余較少，使用1.0 g/L YE 時(shí)尿素基本被完全分解。

圖4 膠結(jié)階段試樣中的殘余尿素濃度隨處理次數(shù)的變化Fig.4 Residual urea concentrations for columns versus treatment time since injection during cementation

3.2 微生物濃度

圖5表示試樣各高度微生物濃度與膠結(jié)處理次數(shù)的關(guān)系。所有試樣在膠結(jié)前的微生物濃度均為1.0×108個(gè)/mL左右，表明灌注方式在激活階段對(duì)微生物濃度的影響較小。開始膠結(jié)后，微生物濃度在第1次膠結(jié)過程中有所下降，之后均在較窄范圍內(nèi)波動(dòng)，幅度不超過1個(gè)數(shù)量級(jí)?？傮w來看，使用1.0 g/L YE的試樣微生物濃度最高，0.3 g/L的試樣次之，3.0 g/L的試樣最低。單向灌注的試樣，上部微生物濃度比下部低1～3倍，而雙向交替灌注試樣中的微生物濃度總體在中部最低，較上部和下部低1倍左右，表明灌注方式會(huì)影響試樣中微生物的分布，雙向灌注的試樣微生物分布均勻程度更高。使用相同濃度YE、不同濃度尿素和不同灌注方式的試樣，微生物濃度較為接近，而YE使用量不等的試樣，微生物濃度差別較大，表明提供營養(yǎng)的YE的濃度對(duì)微生物濃度的影響最大，且在膠結(jié)處理過程中，YE濃度過高并不會(huì)使微生物濃度隨之升高。

圖5 微生物濃度與膠結(jié)處理次數(shù)之間的關(guān)系Fig.5 Bacteria densities measured versus treatment times

3.3 無側(cè)限壓縮試驗(yàn)

部分試樣(C12、U12、U21、U31、C32、U32)在膠結(jié)完畢后較為松散，拆模干燥之后達(dá)不到做壓縮試驗(yàn)的長度標(biāo)準(zhǔn)，因此選擇剩余的6個(gè)試樣進(jìn)行了無側(cè)限壓縮試驗(yàn)，結(jié)果如圖6所示。

C11、U11、C21、C22、U22、C31的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分別為1.09、0.95、1.55、1.32、1.21、0.60 MPa。雙向交替灌注處理的試樣，取得4個(gè)完整試樣(C11、C21、C22、C31)，而采用單向灌注方式處理的試樣，在拆模時(shí)完整性較差，僅取得2個(gè)完整試樣(U11、U22)，表明灌注方式對(duì)試樣膠結(jié)效果影響較大；使用0.3、1.0、3.0 g/L YE處理的試樣，分別取得2、3、1個(gè)完整試樣，表明1.0 g/L YE處理的試樣膠結(jié)效果最好。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用雙向交替灌注、1.0 g/L YE 處理的試樣較完整，其中，C21的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(UCS)值最大，達(dá)1.55 MPa。

3.4 微觀結(jié)構(gòu)

圖7為膠結(jié)后雙向灌注試樣樣品表面的SEM圖像。雙向灌注試樣與單向灌注試樣的SEM圖像未見顯著差異，因此本文僅附雙向灌注試樣樣品表面的SEM圖像。SEM圖像中可見棒狀印模，為微生物參與膠結(jié)的痕跡，其長度在1～4 μm之間，直徑約0.5 μm。C11、C12和C21、C22中微生物所留棒狀印模(圖7中白圈所示)清晰，而C31、C32沒有明顯印模。不同試樣的碳酸鈣晶體尺寸和形態(tài)不同，使用1.0 g/L YE處理的試樣(C21、C22)的晶體顆粒明顯大于使用0.3 g/L YE(C11、C12)處理的試樣，且使用1.0 g/L YE處理的試樣(C21、C22)中，晶體之間的連接較為緊密，表明較高濃度的YE(3.0 g/L)作用下，微生物在膠結(jié)過程中不一定更加活躍，生成的碳酸鈣晶體的尺寸也不一定更大。

圖7 膠結(jié)處理后土樣的SEM圖像Fig.7 Scanning electron microscope images of soil samples after cementaion treatment

3.5 試樣脲酶微生物系統(tǒng)發(fā)育分析

在激活完成后，采用16SrRNA序列分析的方法對(duì)脲酶微生物進(jìn)行了鑒定。本試驗(yàn)共計(jì)發(fā)現(xiàn)3屬7種微生物(圖8中粗體字)具有脲酶活性，在blast過程中選取與分離出的菌種親緣關(guān)系相近的23個(gè)菌種進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果如圖8所示。試樣中分離的菌種有芽孢八疊球菌屬(Sporosarcina)3種、賴氨酸芽孢桿菌屬(Lysinibacillus)1種、動(dòng)性球菌屬(Planococcus)3種。試樣中分離的菌種親緣關(guān)系相近的23個(gè)菌種均屬厚壁菌門，分屬芽孢八疊球菌屬(Sporosarcina)、賴氨酸芽孢桿菌屬(Lysinibacillus)、類芽孢桿菌屬(Paenisporosarcina)、嗜冷芽胞桿菌屬(Psychrobacillus)、動(dòng)性球菌屬(Planococcus)、游動(dòng)球菌屬(Planomicrobium)、房間芽胞桿菌屬(Domibacillus)。這些微生物均屬于厚壁菌門，說明激活處理后的試樣中的菌群具有明顯特異性，厚壁菌門為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群。

圖8 試樣中分離出的脲酶微生物的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.8 Phylogenetic tree of cultural urease bacteria in soilcolumns

其中，YE濃度為0.3 g/L與1.0 g/L的試樣中均出現(xiàn)6種微生物，分別是Sporosarcinapasteurii、Sporosarcinaterrae、Sporosarcinaureae、Planococcusversutus、Planococcusdonghaensis、Planococcusplakortidis；YE濃度為3.0g/L試樣中僅出現(xiàn)3種微生物，分別是Sporosarcinapasteurii、Planococcusplakortidis、Lysinibacillusxylanilyticus，說明YE濃度過大不利于一些脲酶微生物的生長繁殖。

4 討 論

在本次研究中，單向灌注處理的試樣，從下到上微生物濃度依次降低，殘余尿素濃度依次升高；雙向交替灌注使溶解氧和有機(jī)質(zhì)更為均勻地分布在整個(gè)試樣中，尿素分解的均勻程度更高。這可能是因?yàn)楣嘧⒆⑷肟谥苯咏佑|溶解氧含量高的膠結(jié)液，且稀釋了代謝廢物。

相對(duì)于低濃度(0.3 g/L)的溶液，較高濃度的YE(3.0 g/L)未表現(xiàn)出更高的尿素分解速率。較高濃度的有機(jī)物不利于尿素分解，而且從微生物系統(tǒng)發(fā)育分析的結(jié)果來看，高濃度的YE對(duì)試樣中微生物的多樣性產(chǎn)生了消極影響。低濃度有機(jī)質(zhì)(0.3 g/L的YE)無法為脲酶微生物提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，在處理后期尿素分解能力增幅變小，這可能是有機(jī)質(zhì)耗盡的標(biāo)志。較高濃度的YE(3.0 g/L)處理下，膠結(jié)效果不佳，可能是因?yàn)闇\地表土壤樣品的微生物群落更多地適應(yīng)有氧環(huán)境，而高濃度的有機(jī)質(zhì)會(huì)消耗大量氧氣，不利于脲酶微生物在膠結(jié)中的活動(dòng)[24]。

激活處理后，試樣中的脲酶微生物均屬厚壁菌門，可能是由于厚壁菌門的菌株不光具有較厚的細(xì)胞壁保護(hù)，也能形成芽孢，具有極強(qiáng)的抗逆性[25]。

5 結(jié) 論

本文基于MICP技術(shù)，探究了激活液和膠結(jié)液的灌注方式、有機(jī)質(zhì)濃度、尿素濃度對(duì)激活土中原生脲酶微生物與膠結(jié)處理效果的影響，得出了以下結(jié)論：

(1)在激活過程中，使用不同灌注方式處理的試樣，原生脲酶微生物的濃度以及分解尿素的能力的提升情況無顯著差異。膠結(jié)處理時(shí)，相比于單向灌注，雙向灌注試樣中的微生物分布及尿素分解更為均勻，膠結(jié)后的試樣完整性更優(yōu)。

(2)在激活和膠結(jié)處理過程中，1.0 g/L YE處理的試樣，生成的碳酸鈣晶體顆粒最大，膠結(jié)效果最好，UCS值達(dá)1.55 MPa；0.3 g/L YE處理的試樣膠結(jié)效果次之；較高濃度的YE(3.0 g/L)在激活過程中對(duì)試樣中微生物多樣性產(chǎn)生了不利影響，膠結(jié)處理后生成的試樣完整性較差，UCS值低，僅達(dá)0.60 MPa。

(3)膠結(jié)過程中使用0.35 mol/L尿素處理的試樣，殘余尿素濃度較高，而使用0.20 mol/L的尿素的試樣在膠結(jié)過程中殘余尿素較少，膠結(jié)效果較優(yōu)，UCS值可達(dá)1.55 MPa。