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

基本信息

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

项目摘要

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。

第一年2020年度，我们进行了（1）源自微生物的酸性脲酶的探索、（2）磷酸钙化合物（CPC）的室内沉淀试验、以及（3）使用小型研磨机进行研磨材料的室内固化试验。容器。获得的主要结果总结如下。 ①寻找源自微生物的酸性脲酶：我们利用天然植物和自制泡菜的米糠，对具有脲酶活性的乳酸菌进行了分离分离试验，并对分离菌株（16S rRNA基因）进行了遗传分析。结果，我们成功地从米糠床中分离出了四株乳酸菌，但它们的脲酶活性均很低。因此，在继续寻找具有高脲酶活性的乳酸菌的同时，我们研究了提高这四种分离菌株的脲酶活性的方法。 ②磷酸钙化合物（CPC）室内沉淀试验：为了探讨适合CPC沉淀和结晶的条件，我们利用试管进行了室内CPC沉淀试验。关于磷酸来源，我们研究了与昂贵试剂相比更便宜的替代品（例如食物垃圾，如动物和鱼骨）的适用性。此外，对 CPC 沉淀物进行了 XRD 分析。结果发现动物(牛和猪)骨粉和金枪鱼骨可以用作磷酸源。另外，随着尿素浓度的增加，CPC的析出量有增加的倾向。此外，XRD分析表明透钙磷石和三磷钙石以CPC晶体的形式析出。 ③小容器研磨材料室内固化试验：使用市售的酸性脲酶试剂，使用内径2cm的注射器进行CPC研磨材料室内固化试验。结果发现，通过凝固样品的针刺试验获得的估计无侧限抗压强度（估计UCS）随着尿素的添加比例而趋于增加，并且发现从试验开始就获得了最大估计UCS。 3周后压力约为2MPa。

项目成果

期刊论文数量（47）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
重政友貴，中島一紀，青木孝祐，髙野力，川﨑了
通讯作者：
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）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

アテネ大学(ギリシャ)

雅典大学（希腊）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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