Mechanismy mikrobiálně indukovaného srážení uhličitanu vápenatého

Abstrakt

Microbially induced calcium carbonate precipitation is a process in which microorganisms precipitate calcium carbonate (CaCO₃), a by-product of their metabolism. This phenomenon is widely used, for example, in the production of bio-concrete, the soil stabilisation or the preservation of cultural heritage, due to the ability of CaCO₃ to strengthen structures and protect materials from degradation. The process of microbial precipitation of CaCO₃ can be controlled by various metabolic pathways depending on the type of microorganism, the ambient conditions (temperature, pH, oxygen and Ca²⁺ availability) and the way of application. It is most commonly associated with ureolytic bacteria that degrade urea, thereby raising the pH of the environment and initiating the precipitation of CaCO₃. Other pathways include oxidation of organic matter or fermentation processes, which also create conditions suitable for CaCO₃ formation.

Při mikrobiálně indukovaném srážení uhličitanu vápenatého se tvoří uhličitan vápenatý (CaCO₃) jako vedlejší metabolický produkt mikroorganismů. Tento jev nachází široké uplatnění např. při výrobě biobetonu, stabilizaci půdy nebo ochraně kulturního dědictví, a to díky schopnosti CaCO₃ zpevňovat struktury a chránit materiály před degradací. Proces mikrobiálně indukovaného srážení uhličitanu vápenatého může být řízen různými metabolickými dráhami v závislosti na druhu mikroorganismu, podmínkách prostředí (teplota, pH, dostupnost kyslíku a Ca²⁺) a aplikačním využití. Nejčastěji je spojen s ureolytickými bakteriemi, které rozkládají močovinu, čímž zvyšují pH prostředí a iniciují srážení CaCO₃. Další dráhy zahrnují oxidaci organických látek nebo fermentační procesy, které rovněž vytvářejí podmínky vhodné pro tvorbu CaCO₃.