近日，水利土木工程学院冯竟竟教授团队在Construction and Building Materials（1区Top）发表题为“Study on the mechanism of sequential microbial-induced lithification of Yellow River sediment”的研究论文。2024级在读博士研究生赵文静为本文第一作者，冯竟竟教授为本文通讯作者。

多年以来，黄河平均输沙量在16亿吨左右，是世界上含沙量最大、最难治理的河流。黄河，重在保护，要在治理。推动黄河流域生态保护和高质量发展，已成为重大国家战略。通过持续的系统性治理，据《中国河流泥沙公报》统计，近十年黄河年均输沙量已显著降至约1.61亿吨。然而，即便输沙量大幅减少，每年仍有上亿吨泥沙需妥善处置，其淤积问题依然对流域防洪安全与生态可持续发展构成持续挑战。传统黄河泥沙建材化利用技术，如烧结法制砖或制备碱激发胶凝材料，普遍面临能耗高、碳排放大、依赖化学添加剂等问题，难以契合绿色低碳发展的新要求。因此，探索并开发绿色、高效的黄河泥沙资源化利用技术，不仅是实现黄河泥沙“变废为宝”的关键，更是服务国家战略需求、支撑黄河流域生态保护与高质量发展的迫切需求。

本论文创新性地提出了微生物序贯成岩（MSL）技术，系统阐释了其多阶段协同调控机制，为黄河泥沙的高效低碳资源化提供了理论支撑与技术路径。该技术将生物胶结过程解耦为功能明确且序贯衔接的三个阶段：预混合阶段均匀构建了初始骨架与成核位点；重力滴注阶段实现了低扰动渗流与好氧传输，提升了胶结均匀性；浸泡阶段通过浓度梯度驱动了深层扩散，强化了胶结深度。该技术有效克服了传统MICP的缺陷，同步实现了胶结强度与空间均匀性的显著提升，其无侧限抗压强度达1.25 MPa，碳酸钙含量超过16.36%且分布均匀（分布变异系数低至12.09%）。最终形成了以方解石为主、球霰石和文石为辅的多晶型碳酸盐胶结体系，具有外密内强的梯度结构。在25次冻融和干湿循环后，材料仍保持良好完整性，质量损失率低于5%，强度保留率超65%，相较于传统MICP技术展现出更优越的耐久性能。

该研究得到了国家自然科学基金（52478263、52178227）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144399

图1 MSL技术固化黄河泥沙机理

作者：赵文静