生物可以降解水泥吗？ 第1页

多种细菌、古菌、真菌可以参与分解水泥。

水泥的主原料为石灰或硅酸钙，种类繁多，按矿物组成分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。水泥不常单独使用，而是用来与沙、砾（骨料）接合。水泥与细致的骨料混合后形成砂浆（用来接合砖块），水泥与沙砾混合后形成混凝土。被细菌生物膜覆盖后，不同的混凝土材料的分解速度不同，在水中通常每一百天可以腐蚀与细菌生物膜接触的水泥颗粒的百分之十到十五。

截图引用自文献^[1]

1945 年，Parker 提出硫细菌代谢产生的硫酸是造成混凝土管道腐蚀的主要原因：

• 硫酸盐还原细菌在厌氧条件下将管道底部的硫酸盐或有机硫还原为硫化氢，硫化氢进入管道内未充水的空间；
• 硫氧化细菌在上述空间内将硫化氢氧化为硫酸，导致水泥水化物分解，硫酸根还跟污水中的钙离子生成石膏进而产生钙矾石，通过膨胀进一步破坏管壁。
• 上述模型于 1947 年发表于自然杂志^[2]。

Mori 的后续研究认为真菌也参与了混凝土的微生物腐蚀，它可以在很宽的酸碱度范围内分解有机含硫物质、为硫氧化细菌供应硫，还可以厌氧代谢产生乙酸、丙酸、草酸等有机酸来缓慢地分解水泥水化物。

另有实验发现，硝化细菌通过对胺的硝化作用产生的硝酸同样可以对混凝土造成严重腐蚀。铁氧化细菌亦可参与在管道内制造硫酸。

参考

1. ^ 何静, 杨纯田, 李中. 建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展. 中国腐蚀与防护学报[J], 2021, 41(2): 151-160 DOI: HE Jing, YANG Chuntian, LI Zhong. Research Progress of Microbiologically Influenced Corrosion and Protection in Building Industry. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection[J], 2021, 41(2): 151-160
2. ^ Parker C D. Species of sulphur bacteria associated with the corrosion of concrete [J]. Nature, 1947, 159: 439