研究：混凝土微生物群落可作为建筑物崩塌的早期预警系统

细菌可以是耐寒的小生物，其经常出现在以前被认为对生命来说过于恶劣的地方，如极地冰、有毒环境、冰川下的湖泊、极度干热寒冷的沙漠乃至太空。因此，在某种程度上，它们中的一些能在混凝土中茁壮成长也就不足为奇了–尽管混凝土是一个干燥、咸、碱性和营养不良的环境。

然而人们对以混凝土为家的物种知之甚少，也不知道它们可能对建筑和结构有什么影响。因此，这项新研究开始着手对它们展开调查。

据了解，该团队制作了40个混凝土圆柱体，然后将它们分为两组–一组是容易发生碱硅反应(ASR)的标准混合物，这容易使混凝土降解；另一组是用抗碱硅反应的粉煤灰制成的混合物。这些样本随后被放在屋顶上约两年时间，研究人员会每隔六周采集一次DNA样本。

研究人员发现，在去除实验室污染物后，样本中50%至60%的细菌搭乘了砾石和沙子等前驱物质的便车。还有一些可能是后来从环境中被送到那里的，它们从裂缝中渗透进来。其中最常见的类型是变形菌门、厚壁菌门和放线菌门。

通常情况下，群落的多样性会随着时间的推移而减少，考虑到它们必须承受的环境这并不太令人惊讶。有趣的是，每年夏天，物种多样性都会有一些轻微的反弹，物种组成也会有季节性的变化。不过这项研究仍提出了许多问题。

“它们在吃什么？”这项研究的首席作者Julie Maresca说道，。“它们可能在吃其他微生物的尸体。如果没有食物可吃，它们中的一些可以形成孢子或形成休眠细胞类型，在下雨前什么也不做，然后尽可能多吃并再次休眠。”

虽然要更好地了解这个微小的世界还有很多工作要做，但这次研究带来的潜在影响却可能是巨大的。研究小组发现了几种类型的细菌–包括Arcobacter、Modestobacter、Salinicoccus、Rheinheimera、Lawsonella和Bryobacter，这些细菌似乎都跟降解反应有关。假设能够监测诸如建筑物和桥梁等混凝土结构中的这些细菌，那么有朝一日可能会被用作倒塌风险的早期预警系统。

从长远来看，这些细菌甚至还可能在修复损害方面发挥积极作用。有些可以产生碳酸钙来修补裂缝，但遗憾的是，它们目前似乎寿命不长。之前的研究曾尝试将细菌包裹在微胶囊中，只有当细菌湿了时才会释放细菌，而这通常是损害最初开始的时候。

研究团队表示，他们还需要进行更多的研究，接下来他们将分析从现实世界的混凝土结构中提取的样本的DNA。