[发明专利]一种从土壤中直接提取植物脲酶制备碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种从土壤中直接提取植物脲酶制备碳酸钙的方法，现场采集有机质含量20‑40 g/kg的土样，采用丙酮和纯乙醇的混合液为提取溶剂从土壤中分离出植物脲酶，稀释后加脲，脲被水解为CO₃^2‑和NH₄¹⁺，恒温养护5天以上，添加醋酸钙溶液，将得到的混合液喷洒到铺有砂子的盘子中，溶液中的Ca²⁺与水解的CO₃^2‑结合生成碳酸钙沉淀。操作简单，不需要复杂的细菌培养和繁殖，直接利用植物脲酶来催化必要反应，从而诱导碳酸盐沉淀，碳酸钙提取效率高，因此对环境要求较低,便于推广应用。

技术领域

本发明属于有机诱导碳酸钙固化，它可用于防沙固砂，改善环境。

背景技术

生物成岩成矿作用是一种的自然现象，它在地球形成的历史起了重要作用，这是近三十年地球化学的研究成果，重新认识生物成岩成矿的作用和地位，对岩土工程技术发展具有重要意义。其原理是通过微生物生长繁殖过程中产生脲酶，不断分解脲，形成CO₃^2-，在菌体细胞膜界面处带负电荷的水溶液中，与有机质不断螯合环境中的Ca²⁺，诱导出局部的晶体阴离子(CO₃^2-)，随着CO₃^2-浓度进一步增大，进一步吸引更多的Ca²⁺，直到晶体表面CaCO₃浓度增大到不断核化，最终沉积出CaCO₃颗粒。正是利用微生物诱导碳酸钙这一原理进行固化砂。

中国专利CN201610828703.2公开了一种利用微生物制备碳酸钙固化砂土的方法，将砂子倒入瓶中，使其均匀覆盖瓶底，然后倒入胶凝液与培养好的菌液，恒温震荡培养，之后每天定量吸取瓶中部分混合液，再添加等量的胶凝液、均匀加入少量砂子，最后持续数天后得到固化好的砂柱；但该方法的菌种的培养常需要消耗很多的人力物力，且培养的过程需要严格控制菌种生长的温度和pH值，这在实际工程的现场较难满足，直接影响了固化的效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种从土壤中直接提取植物酶制备碳酸钙的方法，操作简单，不需要复杂的细菌培养和繁殖，直接利用植物脲酶来催化必要反应，从而诱导碳酸盐沉淀，碳酸钙提取效率高，因此对环境要求较低,便于推广应用。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种从土壤中直接提取植物酶制备碳酸钙的方法，包括以下步骤：

步骤1，土样采集：采集深度5-30cm、有机质含量20-40 g/kg的土样，放入灭菌的样品袋内密封，冷藏（4℃）。

步骤2，土壤中分离出植物脲酶：取土样200g与200ml的32%丙酮和纯乙醇的混合液（V丙酮：V乙醇=32：100）充分震荡呈悬液状，室温静置4小时，过滤得到土壤上清液；

过滤后的土壤上清液再次倒入装有200ml的32%丙酮和酒精混合液振荡混合均匀，室温下静置，过滤，最终得到脲酶液。

步骤3，取步骤2的到脲酶液1mL，加99 ml水稀释至100ml后，再加6g脲，使脲水解，得到水解脲液；

步骤4，将步骤3得到的水解脲液静置于25℃恒温箱中养护5天以上，添加等体积100mL摩尔浓度为0.5-1.0mol/L的醋酸钙溶液，搅拌，备用；

步骤5，将步骤4得到的混合液喷洒到铺有厚度5-10cm的砂子的盘子中，静止4-5天有碳酸钙胶结。