研究
全球气候变化与土壤重金属污染对传统治理技术的协同适配性提出了更高要求。微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术凭借其独特的生物代谢与环境交互特性,为固碳与重金属稳定化的协同治理提供了新途径。该技术通过脲酶与碳酸酐酶(carbonic anhydrase, CA)介导的2条核心酶促路径诱导碳酸钙生成,可同步实现CO2矿化封存与重金属固定。在固碳场景中,MICP技术可通过岩性改良提升碳封存场地的地质稳定性,并依托高效矿化反应增强固碳效率;在重金属修复场景中,其可通过吸附、共沉淀及表面络合等多重机制实现重金属稳定化,且不同碳酸钙晶型可适配差异化的污染特征。然而,当前MICP技术的规模化应用仍面临三大瓶颈:功能菌株对极端环境的耐受性不足、外源菌株与土著生态系统的适配性冲突,以及固碳与重金属固定代谢路径的耦合障碍。针对上述问题,本文提出“重金属固定-矿化固碳-长期监测” 3阶段协同工艺流程假设,通过时序性切换代谢路径,从理论上解决了重金属固定与矿化固碳的pH需求矛盾,为MICP技术的工程化应用提供了新思路。未来研究应聚焦极端生境功能菌株的适应性改造、外源-土著微生物互作机制调控及工艺参数精准优化,推动该协同模式从理论设计走向现场验证,为碳中和目标实现与污染土壤安全利用提供技术支撑。...

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2026-09-08

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