Eco-friendly biocementation of geomaterials using acid urease and bone meal

使用酸性脲酶和骨粉对土工材料进行环保生物胶结

• 批准号: 22H01581
• 负责人: 川崎 了
• 金额: $ 10.65万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01581/
• 关键词: 酸性ウレアーゼ; 骨粉; リン酸カルシウム化合物; バイオセメンテーション; 地盤材料

初年度となる令和4年度は，①微生物由来の酸性ウレアーゼの探索，②リン酸カルシウム化合物（CPC）室内析出試験，③小型容器を用いた地盤材料の室内固化試験，について実施した。得られた主な成果の概要は，次のとおりである。①微生物由来の酸性ウレアーゼの探索：自然の植物や自家製の漬物の糠床などを対象としたウレアーゼ活性を有する乳酸菌の分離・単離試験を実施し，単離した菌株の遺伝子解析（16S rRNA遺伝子）を行った。その結果，糠床から乳酸菌と同定された4菌株を単離することに成功したが，いずれもウレアーゼ活性が非常に低いことがわかった。このため，引き続きウレアーゼ活性が高い乳酸菌の探索を行いながら，単離した4菌株のウレアーゼ活性を高める方策について検討を実施した。②リン酸カルシウム化合物（CPC）室内析出試験：CPCの析出および結晶化に適した条件について検討するため，試験管を用いた室内CPC析出試験を実施した。また，リン酸源に関しては，高価な試薬に比べて安価な代替品（例えば，食品廃棄物である動物や魚の骨など）の適用性について検討を行った。さらに，CPC析出物のXRD分析を実施した。その結果，リン酸源としては，動物（牛と豚）の骨粉およびマグロの骨が適用可能であることがわかった。また，尿素の濃度が高くなるほど，CPCの析出量が増加する傾向が見られた。さらに，XRD分析より，CPCの結晶としてBrushiteやMonetiteが析出することがわかった。③小型容器を用いた地盤材料の室内固化試験：市販の酸性ウレアーゼ試薬を用いて，CPCによる地盤材料の室内固化試験を内径2cmのシリンジを用いて実施した。その結果，固化した供試体の針貫入試験によって得られた推定一軸圧縮強さ（推定UCS）は，尿素の添加割合に対応して増加する傾向が見られ，最大の推定UCSとしては試験開始から3週間後に約2 MPaとなることがわかった。

In the first year and the fourth year,(1) the exploration of the origin of microorganisms,(2) the indoor precipitation test of acid compounds (CPC),(3) the indoor curing test of site materials in small containers, and (4) the implementation of the test. A summary of the results obtained. (1) Exploration of microbial origin and acidity: isolation and isolation of lactic acid bacteria from natural plants and home-made organisms (16S rRNA gene) The results showed that the activity of lactic acid bacteria was very low. The study of lactic acid bacteria with high activity was carried out in the middle of the study. The results showed that the activity of lactic acid bacteria was high in the middle of the study. (2) Indoor precipitation test of acid compound (CPC): precipitation and crystallization conditions of CPC were investigated. For example, food waste, animal and fish bones, the suitability of high-quality products for safety and health is discussed. In addition, XRD analysis of CPC precipitates was carried out. As a result, the source of acid is not available, and the bone powder of animals is not available. As urea concentration increases, CPC precipitation tends to increase. In addition, XRD analysis shows that the CPC crystal structure is composed of Brushite and Montite. 3. Indoor curing test of site materials in small containers: acid test in market, indoor curing test of site materials in CPC, and indoor curing test with inner diameter of 2cm. As a result, the test sample solidified under the needle penetration test, and the estimated one-axis pressure contraction (estimated UCS) was observed, and the increase in the increase in the addition of urea was observed. The maximum estimated UCS was approximately 2 MPa after the start of the test.

项目成果

北海道大学大学院工学研究院環境循環システム部門資源生物工学研究室

北海道大学大学院工学研究科环境循环系统系资源生物技术实验室

キチンと融合タンパク質を複合化した重金属イオン吸着材料の作製

甲壳素与融合蛋白结合重金属离子吸附材料的制备

• 发表时间: 2022
• 作者: 重政 友貴，中島 一紀，青木 孝祐，髙野 力，川﨑 了

東南大学(中国)

东南大学（中国）

セルロースとタンパク質からなる新たな金属イオン吸着材料

由纤维素和蛋白质制成的新型金属离子吸附材料

• 发表时间: 2022
• 作者: Delwiche;K. B.;et al. (Ueyama;M.; 98番著者);高橋 宏輔,水科 晴樹,陶山 史朗,山本 健詞;中島 一紀，青木 孝祐，東郷 佑樹，Wilson Mwandira，高野 力，川﨑 了
• 通讯作者: 中島 一紀，青木 孝祐，東郷 佑樹，Wilson Mwandira，高野 力，川﨑 了

アテネ大学(ギリシャ)

雅典大学（希腊）