nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچنىڭ نەشرىدە CSS قوللاش دائىرىسى چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، تور كۆرگۈچنىڭ ئەڭ يېڭى نەشرىنى ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى ئېتىۋېتىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇنىڭدىن باشقا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، بۇ تور بېكەتتە ئۇسلۇبلار ياكى JavaScript بولمايدۇ.
چاڭ-توزان بورانلىرى دېھقانچىلىق، ئىنسانلارنىڭ سالامەتلىكى، قاتناش تورى ۋە ئۇل ئەسلىھەلەرگە بولغان ۋەيران قىلغۇچ تەسىرى سەۋەبىدىن دۇنيادىكى نۇرغۇن دۆلەتلەرگە جىددىي تەھدىد سالىدۇ. نەتىجىدە، شامال ئېروزىيەسى دۇنياۋى مەسىلە دەپ قارىلىدۇ. شامال ئېروزىيەسىنى تىزگىنلەشنىڭ مۇھىت ئاسرايدىغان ئۇسۇللىرىنىڭ بىرى مىكروبلارنىڭ كەلتۈرۈپ چىقارغان كاربونات چۆكمىسى (MICP) نى ئىشلىتىشتۇر. قانداقلا بولمىسۇن، ئاممىياك قاتارلىق كاربامىد پارچىلىنىش ئاساسىدىكى MICP نىڭ قوشۇمچە مەھسۇلاتلىرى كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىلغاندا ئەڭ ياخشى ئەمەس. بۇ تەتقىقاتتا كاربامىد ئىشلەپ چىقارماي تۇرۇپ MICP نى پارچىلاش ئۈچۈن كالتسىي فورمات باكتېرىيەسىنىڭ ئىككى خىل فورمۇلاسى كۆرسىتىلدى ۋە ئۇلارنىڭ ئىقتىدارىنى ئاممىياك ئىشلەپ چىقارمايدىغان كالتسىي ئاتسېتات باكتېرىيەسىنىڭ ئىككى خىل فورمۇلاسى بىلەن ئومۇميۈزلۈك سېلىشتۇرۇلدى. قارىلىۋاتقان باكتېرىيەلەر Bacillus subtilis ۋە Bacillus amyloliquefaciens. ئالدى بىلەن، CaCO3 نىڭ شەكىللىنىشىنى كونترول قىلىدىغان ئامىللارنىڭ ئەلالاشتۇرۇلغان قىممىتى بېكىتىلدى. ئاندىن ئەلالاشتۇرۇلغان فورمۇلا بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان قۇم دۆۋىسى ئەۋرىشكىلىرىدە شامال تونېلى سىنىقى ئېلىپ بېرىلدى، شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش، سىيرىلىش چېكىنىڭ سۈرئىتى ۋە قۇم بومباردىمانىغا قارشى تۇرۇش ئۆلچەندى. كالتسىي كاربونات (CaCO3) ئاللومورفلىرى ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ، سىكانىرلاش ئېلېكترون مىكروسكوپى (SEM) ۋە رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيە ئانالىزى ئارقىلىق باھالاندى. كالتسىي فورمات ئاساسلىق فورمۇلالار كالتسىي كاربونات شەكىللىنىش جەھەتتە ئاتسېتات ئاساسلىق فورمۇلالارغا قارىغاندا كۆرۈنەرلىك ياخشى نەتىجىگە ئېرىشتى. بۇنىڭدىن باشقا، B. subtilis B. amyloliquefaciens غا قارىغاندا كۆپرەك كالتسىي كاربونات ئىشلەپچىقىردى. SEM مىكروگرافلىرى كالتسىي كاربوناتقا چۆكمە ھاسىل قىلىش سەۋەبىدىن ئاكتىپ ۋە ئاكتىپ ئەمەس باكتېرىيەلەرنىڭ باغلىنىشى ۋە بېسىلىشىنى ئېنىق كۆرسەتتى. بارلىق فورمۇلالار شامال ئېروزىيەسىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازايتتى.
شامال ئېروزىيەسى ئامېرىكىنىڭ غەربىي جەنۇبى، جۇڭگونىڭ غەربىي قىسمى، سەھرايى كەبىر ئافرىقا ۋە ئوتتۇرا شەرقنىڭ كۆپ قىسمى قاتارلىق قۇرغاق ۋە يېرىم قۇرغاق رايونلار دۇچ كېلىۋاتقان مۇھىم مەسىلە دەپ قارىلىپ كەلگەن1. قۇرغاق ۋە قۇرغاق كىلىماتتا يامغۇر مىقدارىنىڭ ئاز بولۇشى بۇ رايونلارنىڭ كۆپ قىسمىنى قۇملۇق، قۇم دۆۋىلىرى ۋە ئېكىنسىز يەرلەرگە ئايلاندۇردى. شامال ئېروزىيەسىنىڭ داۋاملىشىشى قاتناش تورى، دېھقانچىلىق يەرلىرى ۋە سانائەت يەرلىرى قاتارلىق ئۇل ئەسلىھەلەرگە مۇھىت تەھدىتى ئېلىپ كېلىپ، بۇ رايونلاردا تۇرمۇش شارائىتىنىڭ ناچارلىشىشى ۋە شەھەر قۇرۇلۇشىنىڭ يۇقىرى تەننەرخىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ2،3،4. مۇھىمى، شامال ئېروزىيەسى پەقەت ئۇنىڭ يۈز بېرىدىغان ئورنىغا تەسىر كۆرسىتىپلا قالماي، يەنە شامال ئارقىلىق زەررىچىلەرنى مەنبەدىن يىراق رايونلارغا توشۇيدىغان يىراق مەھەللىلەردە ساغلاملىق ۋە ئىقتىسادىي مەسىلىلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ5،6.
شامال ئېروزىيەسىنى كونترول قىلىش دۇنياۋى مەسىلە بولۇپ قالدى. شامال ئېروزىيەسىنى كونترول قىلىش ئۈچۈن تۇپراقنى مۇقىملاشتۇرۇشنىڭ ھەر خىل ئۇسۇللىرى قوللىنىلىدۇ. بۇ ئۇسۇللارغا سۇ ئىشلىتىش7، ماي قاپلىمىسى8، بىئوپولىمېرلار5، مىكروبلارنىڭ كەلتۈرۈپ چىقارغان كاربونات چۆكمىسى (MICP)9،10،11،12 ۋە ئېنزىم كەلتۈرۈپ چىقارغان كاربونات چۆكمىسى (EICP)1 قاتارلىق ماتېرىياللار كىرىدۇ. تۇپراقنى نەملەندۈرۈش مەيداندا چاڭ-توزاننى باستۇرۇشنىڭ ئۆلچەملىك ئۇسۇلى. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇنىڭ تېز پارغا ئايلىنىشى بۇ ئۇسۇلنىڭ قۇرغاق ۋە يېرىم قۇرغاق رايونلاردا ئۈنۈمىنى چەكلىك قىلىدۇ1. ماي قاپلىمىسى بىرىكمىلىرىنى ئىشلىتىش قۇمنىڭ بىرىكمىسى ۋە زەررىچىلەر ئارا سۈركىلىش كۈچىنى ئاشۇرىدۇ. ئۇلارنىڭ بىرىكمە خۇسۇسىيىتى قۇم دانچىلىرىنى بىر-بىرىگە باغلايدۇ؛ قانداقلا بولمىسۇن، ماي قاپلىمىسى باشقا مەسىلىلەرنىمۇ كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ؛ ئۇلارنىڭ قاراڭغۇ رەڭگى ئىسسىقلىقنىڭ سۈمۈرۈلۈشىنى ئاشۇرىدۇ ۋە ئۆسۈملۈكلەر ۋە مىكرو ئورگانىزملارنىڭ ئۆلۈشىگە ئېلىپ كېلىدۇ. ئۇلارنىڭ پۇرىقى ۋە تۈتۈنلىرى نەپەس يولى مەسىلىلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن، ئەڭ مۇھىمى، ئۇلارنىڭ يۇقىرى باھاسى يەنە بىر توسالغۇ. بىئوپولىمېرلار يېقىندا ئوتتۇرىغا قويۇلغان شامال ئېروزىيەسىنى پەسەيتىشنىڭ ئېكولوگىيىلىك ئۇسۇللىرىنىڭ بىرى؛ ئۇلار ئۆسۈملۈكلەر، ھايۋاناتلار ۋە باكتېرىيە قاتارلىق تەبىئىي مەنبەلەردىن ئېلىنىدۇ. كسانتان يېلىمى، گۋار يېلىمى، خىتوسان ۋە گېللان يېلىمى قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان بىئوپولىمېرلار5. قانداقلا بولمىسۇن، سۇدا ئېرىيدىغان بىئوپولىمېرلار سۇغا دۇچ كەلگەندە كۈچىنى يوقىتىپ، تۇپراقتىن ئېقىپ چىقىپ كېتىشى مۇمكىن13،14. EICP نىڭ ئاسفالت يوللار، قالدۇق كۆلچەكلىرى ۋە قۇرۇلۇش ئورۇنلىرى قاتارلىق ھەر خىل قوللىنىشچان ساھەلەردە ئۈنۈملۈك چاڭ-توزاننى باستۇرۇش ئۇسۇلى ئىكەنلىكى ئىسپاتلاندى. ئۇنىڭ نەتىجىسى ئۈمىدۋار بولسىمۇ، بەزى كەمچىلىكلەرنى، مەسىلەن، تەننەرخى ۋە يادرو ھاسىل بولۇش ئورۇنلىرىنىڭ كەمچىللىكى (بۇ CaCO3 كرىستاللىرىنىڭ شەكىللىنىشى ۋە چۆكۈش سۈرئىتىنى تېزلىتىدۇ15،16) قاتارلىقلارنى ئويلىشىش كېرەك.
MICP تۇنجى قېتىم 19-ئەسىرنىڭ ئاخىرىدا مۇرراي ۋە ئىرۋىن (1890) ۋە ستېينمان (1901) تەرىپىدىن دېڭىز مىكرو ئورگانىزملىرى تەرىپىدىن كاربامىد پارچىلىنىشىنى تەتقىق قىلىشتا تەسۋىرلەنگەن17. MICP تەبىئىي ھالدا يۈز بېرىدىغان بىئولوگىيىلىك جەريان بولۇپ، ھەر خىل مىكرو ئورگانىزم پائالىيەتلىرى ۋە خىمىيىلىك جەريانلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇ جەرياندا كالتسىي كاربونات مىكرو ئورگانىزم مېتابولىتلىرىدىن چىققان كاربونات ئىئونلىرىنىڭ مۇھىتتىكى كالتسىي ئىئونلىرى بىلەن بولغان رېئاكسىيەسى ئارقىلىق چۆكتۈرۈلىدۇ18،19. كاربامىد پارچىلايدىغان ئازوت دەۋرىيلىكىنى (كاربامىد پارچىلايدىغان MICP) ئۆز ئىچىگە ئالغان MICP مىكرو ئورگانىزملار قوزغىغان كاربونات چۆكمىسىنىڭ ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغان تۈرى بولۇپ، باكتېرىيە ئىشلەپچىقارغان كاربامىد 20،21،22،23،24،25،26،27 نىڭ گىدرولىزلىنىشىنى كاتالىزاتورلايدۇ:
ئورگانىك تۇز ئوكسىدلىنىش كاربون دەۋرىيلىكىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان MICP دا (كاربامىد پارچىلىنىش تىپىسىز MICP)، ھېتېروتروفىك باكتېرىيەلەر ئاتسېتات، ​​لاكتات، سىترات، سۇكسىنات، ئوكسالات، مالات ۋە گلىئوكسىلات قاتارلىق ئورگانىك تۇزلارنى ئېنېرگىيە مەنبەسى سۈپىتىدە ئىشلىتىپ، كاربونات مىنېراللىرىنى ئىشلەپچىقىرىدۇ28. كاربون مەنبەسى سۈپىتىدە كالتسىي لاكتات ۋە كالتسىي ئىئونلىرى بولغاندا، كالتسىي كاربوناتنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ خىمىيىلىك رېئاكسىيەسى (5) فورمۇلادا كۆرسىتىلدى.
MICP جەريانىدا، باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرى كالتسىي كاربوناتنىڭ چۆكمىسى ئۈچۈن ئالاھىدە مۇھىم بولغان يادرو ھاسىل قىلىش ئورۇنلىرىنى تەمىنلەيدۇ؛ باكتېرىيە ھۈجەيرىسىنىڭ يۈزى مەنپىي زەرەتلەنگەن بولۇپ، كالتسىي ئىئونلىرى قاتارلىق ئىككى ۋالېنتلىق كاتىئونلارغا ئادسوربېنت رولىنى ئوينايدۇ. كالتسىي ئىئونلىرىنى باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىگە ئادسوربېنتسىيە قىلىش ئارقىلىق، كاربونات ئىئونىنىڭ قويۇقلۇقى يېتەرلىك بولغاندا، كالتسىي كاتىئونلىرى ۋە كاربونات ئانيونلىرى رېئاكسىيەگە كىرىپ، كالتسىي كاربونات باكتېرىيە يۈزىدە چۆكمە ھاسىل قىلىدۇ29،30. بۇ جەرياننى تۆۋەندىكىدەك خۇلاسىلىغىلى بولىدۇ31،32:
بىئولوگىيىلىك ھاسىل بولغان كالتسىي كاربونات كىرىستاللىرىنى ئۈچ تۈرگە بۆلۈشكە بولىدۇ: كالتسىت، ۋاتېرىت ۋە ئاراگونىت. بۇلارنىڭ ئىچىدە كالتسىت ۋە ۋاتېرىت ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغان باكتېرىيە قوزغىغان كالتسىي كاربونات ئاللومورفلىرى33،34. كالتسىت تېرمودىنامىكىلىق جەھەتتىن ئەڭ مۇقىم كالتسىي كاربونات ئاللومورف35. ۋاتېرىتنىڭ مېتاستابىل ئىكەنلىكى خەۋەر قىلىنغان بولسىمۇ، ئاخىرىدا كالتسىتقا ئايلىنىدۇ36،37. ۋاتېرىت بۇ كىرىستاللارنىڭ ئىچىدىكى ئەڭ زىچى. ئۇ ئالتە تەرەپلىك كىرىستال بولۇپ، چوڭلۇقى چوڭ بولغاچقا، باشقا كالتسىي كاربونات كىرىستاللىرىغا قارىغاندا تۆشۈك تولدۇرۇش ئىقتىدارى ياخشى38. كاربامىد پارچىلانغان ۋە كاربامىد پارچىلانمىغان MICP نىڭ ھەر ئىككىسى ۋاتېرىتنىڭ چۆكمىسىگە سەۋەب بولۇشى مۇمكىن13،39،40،41.
MICP مەسىلىلىك تۇپراق ۋە شامال ئېروزىيەسىگە ئاسان ئۇچرايدىغان تۇپراقلارنى مۇقىملاشتۇرۇشتا ئۈمىدۋار پوتېنسىيالغا ئىگە بولسىمۇ42،43،44،45،46،47،48، كاربامىد گىدرولىزىنىڭ قوشۇمچە مەھسۇلاتلىرىنىڭ بىرى ئاممىياك بولۇپ، ئۇ تەسىرگە ئۇچراش دەرىجىسىگە ئاساسەن يېنىك ياكى ئېغىر سالامەتلىك مەسىلىلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن49. بۇ قوشۇمچە تەسىر بۇ تېخنىكىنى ئىشلىتىشنى تالاش-تارتىشلىق قىلىدۇ، بولۇپمۇ چوڭ رايونلارنى بىر تەرەپ قىلىشقا توغرا كەلگەندە، مەسىلەن چاڭ-توزاننى باستۇرۇش ئۈچۈن. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ جەريان يۇقىرى ئىشلىتىش سۈرئىتى ۋە چوڭ ھەجىمدە ئېلىپ بېرىلغاندا ئاممىياكنىڭ پۇرىقى چىدىغۇسىز بولۇپ، ئۇنىڭ ئەمەلىي قوللىنىلىشىغا تەسىر كۆرسىتىشى مۇمكىن. يېقىنقى تەتقىقاتلار ئاممونىي ئىئونلىرىنى سترۇۋىت قاتارلىق باشقا مەھسۇلاتلارغا ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق ئازايتقىلى بولىدىغانلىقىنى كۆرسەتكەن بولسىمۇ، بۇ ئۇسۇللار ئاممونىي ئىئونلىرىنى تولۇق چىقىرىۋېتەلمەيدۇ50. شۇڭا، ئاممونىي ئىئونلىرىنى ھاسىل قىلمايدىغان باشقا ھەل قىلىش چارىلىرىنى ئىزدەشكە يەنىلا ئېھتىياج بار. MICP ئۈچۈن كاربامىدسىز پارچىلىنىش يوللىرىنى ئىشلىتىش شامال ئېروزىيەسىنى ئازايتىش جەھەتتە ئانچە تەتقىق قىلىنمىغان يوشۇرۇن ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلىشى مۇمكىن. فاتتاھى قاتارلىقلار. كالتسىي ئاتسېتات ۋە Bacillus megaterium41 ئارقىلىق كاربامىدسىز MICP پارچىلىنىشىنى تەكشۈرگەن، Mohebbi قاتارلىقلار كالتسىي ئاتسېتات ۋە Bacillus amyloliquefaciens9 نى ئىشلەتكەن. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇلارنىڭ تەتقىقاتى شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش كۈچىنى ئاخىرىدا ياخشىلىيالايدىغان باشقا كالتسىي مەنبەلىرى ۋە ھېتېروتروفىك باكتېرىيەلەر بىلەن سېلىشتۇرۇلمىغان. شامال ئېروزىيەسىنى ئازايتىشتا كاربامىدسىز پارچىلىنىش يوللىرى بىلەن كاربامىد پارچىلىنىش يوللىرىنى سېلىشتۇرىدىغان ئەدەبىياتلارمۇ كەمچىل.
بۇنىڭدىن باشقا، شامال ئېروزىيەسى ۋە چاڭ-توزاننى كونترول قىلىش تەتقىقاتلىرىنىڭ كۆپىنچىسى تۈز يۈزلۈك تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىدە ئېلىپ بېرىلغان.1،51،52،53 قانداقلا بولمىسۇن، تۈز يۈزلۈكلەر تەبىئەتتە تاغ ۋە چۆكۈشلەرگە قارىغاندا ئاز ئۇچرايدۇ. شۇڭلاشقا قۇم دۆڭلىرى چۆل رايونلىرىدا ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغان مەنزىرە ئالاھىدىلىكى.
يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان كەمچىلىكلەرنى يېڭىش ئۈچۈن، بۇ تەتقىقات ئاممىياك ئىشلەپچىقارمايدىغان باكتېرىيە دورىلىرىنىڭ يېڭى بىر يۈرۈشىنى تونۇشتۇرۇشنى مەقسەت قىلغان. بۇ مەقسەت ئۈچۈن، بىز كاربامىد پارچىلىمايدىغان MICP يوللىرىنى كۆزدە تۇتتۇق. ئىككى كالتسىي مەنبەسىنىڭ (كالتسىي فورمات ۋە كالتسىي ئاتسېتات) ئۈنۈمى تەكشۈرۈلدى. ئاپتورلارنىڭ بىلىشىچە، ئىككى كالتسىي مەنبەسى ۋە باكتېرىيە بىرىكمىسى (يەنى كالتسىي فورمات-Bacillus subtilis ۋە كالتسىي فورمات-Bacillus amyloliquefaciens) ئارقىلىق كاربونات چۆكمىسى ياساش ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا تەكشۈرۈلمىگەن. بۇ باكتېرىيەلەرنى تاللاش ئۇلارنىڭ ئىشلەپچىقارغان ئېنزىملىرىغا ئاساسلىنىپ، كالتسىي فورمات ۋە كالتسىي ئاتسېتاتنىڭ ئوكسىدلىنىشىنى كاتالىزاتورلاپ، مىكرو ئورگانىزم كاربونات چۆكمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ. بىز pH قىممىتى، باكتېرىيە تۈرلىرى ۋە كالتسىي مەنبەلىرى ۋە ئۇلارنىڭ قويۇقلۇقى، باكتېرىيەنىڭ كالتسىي مەنبە ئېرىتمىسىگە بولغان نىسبىتى ۋە قېتىش ۋاقتى قاتارلىق ئەڭ ياخشى ئامىللارنى تېپىش ئۈچۈن ئومۇميۈزلۈك تەجرىبە تەتقىقاتى لايىھىلىدۇق. ئاخىرىدا، بۇ باكتېرىيە دورىلىرىنىڭ كالتسىي كاربونات چۆكمىسى ئارقىلىق شامال ئېروزىيىسىنى باستۇرۇشتىكى ئۈنۈمى تەكشۈرۈلدى. بۇنىڭ ئۈچۈن قۇم دۆۋىلىرىدە بىر قاتار شامال تونېلى سىناقلىرى ئېلىپ بېرىلىپ، قۇمنىڭ شامال ئېروزىيىسى چوڭلۇقى، چېكىنىش سۈرئىتى ۋە شامال بومباردىمانىغا قارشى تۇرۇش كۈچى بېكىتىلدى. پېنېترومېتىر ئۆلچەش ۋە مىكرو قۇرۇلما تەتقىقاتى (مەسىلەن، رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيەسى (XRD) ئانالىزى ۋە سىكانىرلاش ئېلېكترون مىكروسكوپى (SEM)) ئېلىپ بېرىلدى.
كالتسىي كاربونات ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن كالتسىي ئىئونلىرى ۋە كاربونات ئىئونلىرى لازىم. كالتسىي ئىئونلىرى كالتسىي خىلورىد، كالتسىي گىدروكسىد ۋە مايسىز سۈت پاراشوكى قاتارلىق ھەر خىل كالتسىي مەنبەلىرىدىن ئېرىشكىلى بولىدۇ54،55. كاربونات ئىئونلىرى كاربامىد گىدرولىز ۋە ئورگانىك ماددىلارنىڭ ئائېروب ياكى ئانائېروب ئوكسىدلىنىشى قاتارلىق ھەر خىل مىكروب ئۇسۇللىرى ئارقىلىق ھاسىل قىلغىلى بولىدۇ56. بۇ تەتقىقاتتا، كاربونات ئىئونلىرى فورمات ۋە ئاتسېتاتنىڭ ئوكسىدلىنىش رېئاكسىيەسىدىن ئېلىندى. بۇنىڭدىن باشقا، بىز ساپ كالتسىي كاربونات ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن فورمات ۋە ئاتسېتاتنىڭ كالتسىي تۇزلىرىنى ئىشلەتتۇق، شۇڭا پەقەت CO2 ۋە H2O قوشۇمچە مەھسۇلات سۈپىتىدە ئېلىندى. بۇ جەرياندا، پەقەت بىرلا ماددا كالتسىي مەنبەسى ۋە كاربونات مەنبەسى بولۇپ خىزمەت قىلىدۇ، ئاممىياك ئىشلەپچىقىرىلمايدۇ. بۇ ئالاھىدىلىكلەر بىز ئويلىغان كالتسىي مەنبەسى ۋە كاربونات ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلىنى ناھايىتى ئۈمىدۋار قىلىدۇ.
كالتسىي فورماتى ۋە كالتسىي ئاتسېتاتنىڭ كالتسىي كاربونات ھاسىل قىلىش رېئاكسىيەسى (7)-(14) فورمۇلالىرىدا كۆرسىتىلدى. (7)-(11) فورمۇلالاردا كالتسىي فورماتىنىڭ سۇدا ئېرىپ، فورمىك كىسلاتا ياكى فورمىك ھاسىل قىلىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. شۇڭا بۇ ئېرىتمە ئەركىن كالتسىي ۋە گىدروكسىد ئىئونلىرىنىڭ مەنبەسى بولۇپ ھېسابلىنىدۇ (8- ۋە 9- فورمۇلالار). فورمىك كىسلاتاسىنىڭ ئوكسىدلىنىشى نەتىجىسىدە، فورمىك كىسلاتاسىدىكى كاربون ئاتوملىرى كاربون تۆت ئوكسىدقا ئايلىنىدۇ (10- فورمۇلا). كالتسىي كاربونات ئاخىرىدا ھاسىل بولىدۇ (11- ۋە 12- فورمۇلالار).
شۇنىڭغا ئوخشاش، كالتسىي كاربونات كالتسىي ئاتسېتاتتىن ھاسىل بولىدۇ (13-15-تەڭلىمىلەر)، پەقەت فورمىك كىسلاتا ئورنىغا ئاتسېتات كىسلاتاسى ياكى ئاتسېتات ھاسىل بولىدۇ.
ئېنزىملار بولمىسا، ئاتسېتات ۋە فورمات ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا ئوكسىدلىنالمايدۇ. FDH (فورمات دېھىدروگېنازا) ۋە CoA (كوئېنزىم A) ئايرىم-ئايرىم ھالدا فورمات ۋە ئاتسېتاتنىڭ ئوكسىدلىنىشىنى كاتالىزاتورلۇق قىلىپ، كاربون تۆت ئوكسىد ھاسىل قىلىدۇ (تەڭلىمىلەر 16، 17) 57، 58، 59. ھەر خىل باكتېرىيەلەر بۇ ئېنزىملارنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ، ھەمدە بۇ تەتقىقاتتا Bacillus subtilis (PTCC #1204 (پارس تىپىدىكى مەدەنىيەت توپلىمى)، يەنە NCIMB #13061 (خەلقئارا باكتېرىيە، خېمىر، فاگ، پلازمىد، ئۆسۈملۈك ئۇرۇقى ۋە ئۆسۈملۈك ھۈجەيرە توقۇلمىسى مەدەنىيەت توپلىمى) ​​دەپمۇ ئاتىلىدىغان ھېتېروتروف باكتېرىيەلەر (PTCC #1732، NCIMB #12077) ئىشلىتىلدى. بۇ باكتېرىيەلەر گۆش پېپتون (5 g/L) ۋە گۆش ئېكىستراكتى (3 g/L) بولغان ئوزۇقلۇق شورپىسى (NBR) (105443 Merck) قاتارلىق بىر خىل ئوتتۇراھال مۇھىتتا يېتىشتۈرۈلدى.
شۇڭا، ئىككى كالتسىي مەنبەسى ۋە ئىككى باكتېرىيە ئارقىلىق كالتسىي كاربونات چۆكمىسىنى پەيدا قىلىش ئۈچۈن تۆت خىل فورمۇلا تەييارلاندى: كالتسىي فورماتى ۋە باكتېرىيە باكتېرىيەسى (FS)، كالتسىي فورماتى ۋە باكتېرىيە باكتېرىيەسى (FA)، كالتسىي ئاتسېتات ۋە باكتېرىيە باكتېرىيەسى (AS)، ۋە كالتسىي ئاتسېتات ۋە باكتېرىيە باكتېرىيەسى (AA).
تەجرىبە لايىھىسىنىڭ بىرىنچى قىسمىدا، ئەڭ يۇقىرى كالتسىي كاربونات ئىشلەپچىقىرىشىغا ئېرىشەلەيدىغان ئەڭ ياخشى بىرىكمىنى بېكىتىش ئۈچۈن سىناق ئېلىپ بېرىلدى. تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىدە كالتسىي كاربونات بار بولغاچقا، ھەر خىل بىرىكمىلەر ئارقىلىق ھاسىل بولغان CaCO3 نى توغرا ئۆلچەش ئۈچۈن بىر يۈرۈش دەسلەپكى باھالاش سىناقلىرى لايىھەلەندى، ھەمدە مەدەنىيەت مۇھىتى ۋە كالتسىي مەنبەسى ئېرىتمىسىنىڭ ئارىلاشمىسى باھالاندى. يۇقىرىدا ئېنىقلانغان كالتسىي مەنبەسى ۋە باكتېرىيە ئېرىتمىسىنىڭ ھەر بىر بىرىكمىسى ئۈچۈن (FS، FA، AS ۋە AA)، ئەلالاشتۇرۇش ئامىللىرى (كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى، قېتىش ۋاقتى، ئېرىتمىنىڭ ئوپتىكىلىق زىچلىقى (OD) بىلەن ئۆلچەنگەن باكتېرىيە ئېرىتمىسىنىڭ قويۇقلۇقى، كالتسىي مەنبەسىنىڭ باكتېرىيە ئېرىتمىسى نىسبىتى ۋە pH قىممىتى) چىقىرىلىپ، تۆۋەندىكى بۆلۈملەردە بايان قىلىنغان قۇم دۆۋىسىنى بىر تەرەپ قىلىش شامال تونېلى سىنىقىدا ئىشلىتىلدى.
ھەر بىر بىرىكمە ئۈچۈن، CaCO3 چۆكمىسىنىڭ تەسىرىنى تەتقىق قىلىش ۋە ھەر خىل ئامىللارنى، يەنى كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى، قېتىش ۋاقتى، باكتېرىيە OD قىممىتى، كالتسىي مەنبەسىنىڭ باكتېرىيە ئېرىتمىسىگە بولغان نىسبىتى ۋە ئورگانىك ماددىلارنىڭ ئايروب ئوكسىدلىنىش جەريانىدىكى pH قىممىتىنى باھالاش ئۈچۈن 150 تەجرىبە ئېلىپ بېرىلدى (جەدۋەل 1). تېز ئۆسۈشكە ئېرىشىش ئۈچۈن، ئەلالاشتۇرۇلغان جەرياننىڭ pH دائىرىسى Bacillus subtilis ۋە Bacillus amyloliquefaciens نىڭ ئۆسۈش ئەگرى سىزىقلىرىغا ئاساسەن تاللاندى. بۇ نەتىجە بۆلىكىدە تېخىمۇ تەپسىلىي چۈشەندۈرۈلىدۇ.
ئەۋرىشكىلەرنى ئەلالاشتۇرۇش باسقۇچىغا تەييارلاش ئۈچۈن تۆۋەندىكى باسقۇچلار قوللىنىلدى. MICP ئېرىتمىسى ئالدى بىلەن مەدەنىيەت مۇھىتىنىڭ دەسلەپكى pH قىممىتىنى تەڭشەش ئارقىلىق تەييارلاندى، ئاندىن 121 سېلسىيە گرادۇستا 15 مىنۇت ئاپتوماتىك ھالدا داغلاندى. ئاندىن بۇ خىل سۇيۇقلۇق لامىنار ھاۋا ئېقىمىغا ئوكۇل قىلىنىپ، 30 سېلسىيە گرادۇستا ۋە 180 ئايلىنىش/مىنۇتتا سىلكىش ئىنكۇباتورىدا ساقلاندى. باكتېرىيەنىڭ OD قىممىتى ئارزۇ قىلىنغان سەۋىيىگە يەتكەندىن كېيىن، ئۇ ئارزۇ قىلىنغان نىسبەتتە كالتسىي مەنبەسى ئېرىتمىسى بىلەن ئارىلاشتۇرۇلدى (1a-رەسىم). MICP ئېرىتمىسى 220 ئايلىنىش/مىنۇتتا ۋە 30 سېلسىيە گرادۇستا سىلكىش ئىنكۇباتورىدا رېئاكسىيە قىلىپ قېتىپ، نىشان قىممىتىگە يەتكەن ۋاقىت ئىچىدە ساقلاندى. چۆكمە CaCO3 6000 g دا 5 مىنۇت مەركەزدىن قاچۇرۇلغاندىن كېيىن ئايرىلدى، ئاندىن 40 سېلسىيە گرادۇستا قۇرۇتۇلۇپ، ئەۋرىشكىلەرنى كالتسىمېتىر سىنىقىغا تەييارلاندى (1b-رەسىم). ئاندىن CaCO3 نىڭ چۆكمىسى Bernard كالتسىمېتىرى ئارقىلىق ئۆلچەندى، بۇ يەردە CaCO3 پاراشوكى 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) بىلەن رېئاكسىيە قىلىپ CO2 ھاسىل قىلىدۇ، بۇ گازنىڭ ھەجىمى CaCO3 مىقدارىنىڭ ئۆلچىمى (1c-رەسىم). CO2 نىڭ ھەجىمىنى CaCO3 مىقدارىغا ئايلاندۇرۇش ئۈچۈن، ساپ CaCO3 پاراشوكىنى 1 N HCl بىلەن يۇيۇپ، ئۇنى ئايرىۋېتىلگەن CO2 بىلەن سېلىشتۇرۇش ئارقىلىق كالىبراتسىيە ئەگرى سىزىقى ھاسىل قىلىندى. چۆكمە CaCO3 پاراشوكىنىڭ مورفولوگىيەسى ۋە ساپلىقى SEM رەسىم ۋە XRD ئانالىزى ئارقىلىق تەكشۈرۈلدى. باكتېرىيە ئەتراپىدىكى كالتسىي كاربوناتنىڭ شەكىللىنىشى، شەكىللەنگەن كالتسىي كاربوناتنىڭ باسقۇچى ۋە باكتېرىيەنىڭ پائالىيىتىنى تەتقىق قىلىش ئۈچۈن 1000 چوڭايتىش ئىقتىدارىغا ئىگە ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ ئىشلىتىلدى.
دېجېگ ئويمانلىقى ئىراننىڭ غەربىي جەنۇبىدىكى پارس ئۆلكىسىدىكى داڭلىق، يۇقىرى دەرىجىدە ئېروزىيەگە ئۇچرىغان رايون بولۇپ، تەتقىقاتچىلار بۇ رايوندىن شامال ئېروزىيەسىگە ئۇچرىغان تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىنى توپلىغان. ئەۋرىشكىلەر تەتقىقات ئۈچۈن تۇپراق يۈزىدىن ئېلىنغان. تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىدىكى كۆرسەتكۈچ سىنىقىدا، تۇپراقنىڭ ناچار تۈرگە ئايرىلغان قۇملۇق تۇپراق ئىكەنلىكى ۋە لايلىق تۇپراق ئىكەنلىكى ۋە بىرلىككە كەلگەن تۇپراق تۈرگە ئايرىش سىستېمىسى (USC) غا ئاساسەن SP-SM دەپ تۈرگە ئايرىلغانلىقى كۆرسىتىلگەن (2a-رەسىم). XRD ئانالىزى دېجېگ تۇپرىقىنىڭ ئاساسلىقى كالتسىت ۋە كۋارتستىن تەركىب تاپقانلىقىنى كۆرسەتكەن (2b-رەسىم). بۇنىڭدىن باشقا، EDX ئانالىزى Al، K ۋە Fe قاتارلىق باشقا ئېلېمېنتلارنىڭمۇ كىچىك نىسبەتتە مەۋجۇت ئىكەنلىكىنى كۆرسەتكەن.
شامال ئېروزىيەسىنى سىناق قىلىشقا تەييارلاش ئۈچۈن، تۇپراق 170 مىللىمېتىر ئېگىزلىكتىن دىئامېتىرى 10 مىللىمېتىر كېلىدىغان قۇۋۇر ئارقىلىق قاتتىق يۈزگىچە ئېزىلىپ، ئېگىزلىكى 60 مىللىمېتىر، دىئامېتىرى 210 مىللىمېتىر كېلىدىغان ئادەتتىكى قۇم دۆڭى ھاسىل قىلىندى. تەبىئەتتە، ئەڭ تۆۋەن زىچلىقتىكى قۇم دۆڭلىرى ئېئولىيە ئۇسۇلى ئارقىلىق شەكىللىنىدۇ. شۇنىڭغا ئوخشاش، يۇقىرىدىكى ئۇسۇل ئارقىلىق تەييارلانغان ئەۋرىشكىنىڭ نىسپىي زىچلىقى ئەڭ تۆۋەن بولۇپ، γ = 14.14 kN/m³ بولۇپ، تەخمىنەن 29.7° لىق قۇم كونۇسىنى گورىزونتال يۈزگە چۆكۈپ قالغان.
ئالدىنقى بۆلۈمدە قولغا كەلتۈرۈلگەن ئەڭ ياخشى MICP ئېرىتمىسى قۇملۇق يانتۇلۇقىغا 1، 2 ۋە 3 lm-2 ئىشلىتىش نىسبىتىدە پۈركۈلدى، ئاندىن ئەۋرىشكىلەر 30 سېلسىيە گرادۇستا (3-رەسىم) 9 كۈن (يەنى ئەڭ ياخشى قېتىش ۋاقتى) ساقلىنىپ، ئاندىن شامال تونېلى سىنىقى ئۈچۈن ئېلىپ چىقىلدى.
ھەر بىر داۋالاش ئۈچۈن، تۆت ئەۋرىشكە تەييارلاندى، بىرى پېنېترومېتىر ئارقىلىق كالتسىي كاربونات مىقدارى ۋە يۈزەكى كۈچلۈكلۈكنى ئۆلچەش ئۈچۈن، قالغان ئۈچ ئەۋرىشكە ئۈچ خىل سۈرئەتتىكى ئېروزىيە سىنىقى ئۈچۈن ئىشلىتىلدى. شامال تونېلى سىنىقىدا، ئېروزىيە مىقدارى ھەر خىل شامال سۈرئىتىدە بېكىتىلدى، ئاندىن ھەر بىر داۋالاش ئەۋرىشكىسىنىڭ چەكلىمە ئايرىش سۈرئىتى ئېروزىيە مىقدارى بىلەن شامال سۈرئىتىنىڭ گىرافىكى ئارقىلىق بېكىتىلدى. شامال ئېروزىيە سىنىقىدىن باشقا، بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەر قۇم بومباردىمانىغا (يەنى سەكرەش تەجرىبىسىگە) ئۇچرىدى. بۇ مەقسەت ئۈچۈن 2 ۋە 3 L m−2 ئىشلىتىش سۈرئىتىدە يەنە ئىككى ئەۋرىشكە تەييارلاندى. قۇم بومباردىمان سىنىقى 15 مىنۇت داۋاملاشتى، ئېقىم مىقدارى 120 gm−1 بولدى، بۇ ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا تاللانغان قىممەت دائىرىسى ئىچىدە60،61،62. سۈرتكۈچ پۇرچاق بىلەن قۇم تۇپرىقى ئوتتۇرىسىدىكى گورىزونتال ئارىلىق 800 مىللىمېتىر بولۇپ، تونېل تېگىدىن 100 مىللىمېتىر يۇقىرى ئورۇندا ئىدى. بۇ ئورۇن دېگۈدەك بارلىق سەكرەيدىغان قۇم زەررىچىلىرى قۇم تۇپرىقىغا چۈشىدىغان قىلىپ بېكىتىلدى.
شامال تونېلى سىنىقى ئۇزۇنلۇقى 8 مېتىر، كەڭلىكى 0.4 مېتىر ۋە ئېگىزلىكى 1 مېتىر بولغان ئوچۇق شامال تونېلىدا ئېلىپ بېرىلدى (4a-رەسىم). شامال تونېلى گالۋاڭ پولات تاختىلاردىن ياسالغان بولۇپ، 25 مېتىر/سېكۇنتقىچە شامال سۈرئىتى ھاسىل قىلالايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، چاستوتا ئۆزگەرتكۈچ شامالدۇرغۇچنىڭ چاستوتىسىنى تەڭشەش ۋە نىشانلىق شامال سۈرئىتىگە ئېرىشىش ئۈچۈن چاستوتانى تەدرىجىي ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. 4b-رەسىمدە شامالنىڭ ئېروزىيە قىلغان قۇم دۆڭلىرىنىڭ سىخېماتىك دىئاگراممىسى ۋە شامال تونېلىدا ئۆلچەنگەن شامال سۈرئىتىنىڭ شەكلى كۆرسىتىلدى.
ئاخىرىدا، بۇ تەتقىقاتتا تەكلىپ قىلىنغان ئۇرېئالىتسىز MICP فورمۇلاسىنىڭ نەتىجىسى بىلەن ئۇرېئالىتسىز MICP كونترول سىنىقىنىڭ نەتىجىسىنى سېلىشتۇرۇش ئۈچۈن، قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرىمۇ تەييارلىنىپ، ئۇرېئالىت، كالتسىي خىلورىد ۋە Sporosarcina pasteurii نى ئۆز ئىچىگە ئالغان بىئولوگىيىلىك ئېرىتمە بىلەن بىر تەرەپ قىلىندى (چۈنكى Sporosarcina pasteurii ئۇرېئازا63 نى ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىغا ئىگە). باكتېرىيە ئېرىتمىسىنىڭ ئوپتىكىلىق زىچلىقى 1.5، ئۇرېئازا ۋە كالتسىي خىلورىدنىڭ قويۇقلۇقى 1 M (ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا تەۋسىيە قىلىنغان قىممەتلەرگە ئاساسەن تاللانغان36،64،65). مەدەنىيەت مۇھىتى ئوزۇقلۇق شورپىسى (8 g/L) ۋە ئۇرېئامىد (20 g/L) دىن تەركىب تاپقان. باكتېرىيە ئېرىتمىسى قۇملۇق يۈزىگە پۈركۈلۈپ، باكتېرىيە چاپلىنىشى ئۈچۈن 24 سائەت قويۇپ قويۇلغان. 24 سائەت چاپلانغاندىن كېيىن، سېمونت ئېرىتمىسى (كالتسىي خىلورىد ۋە ئۇرېئامىد) پۈركۈلگەن. ئۇرېئالىتسىز MICP كونترول سىنىقى كېيىن UMC دەپ ئاتىلىدۇ. ئۇرېئالىتلىق ۋە ئۇرېئالىتلىق ئەمەس بىر تەرەپ قىلىنغان تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىدىكى كالتسىي كاربونات مىقدارى چوي قاتارلىقلار تەرىپىدىن تەكلىپ قىلىنغان ئۇسۇل بويىچە يۇيۇش ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلدى.66
5-رەسىمدە، باشلانغۇچ pH قىممىتى 5 تىن 10 گىچە بولغان مەدەنىيەت مۇھىتىدا (ئوزۇقلۇق ئېرىتمىسى) Bacillus amyloliquefaciens ۋە Bacillus subtilis نىڭ ئۆسۈش ئەگرى سىزىقى كۆرسىتىلگەن. رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، Bacillus amyloliquefaciens ۋە Bacillus subtilis ئايرىم-ئايرىم ھالدا pH قىممىتى 6-8 ۋە 7-9 بولغاندا تېخىمۇ تېز ئۆسكەن. شۇڭا، بۇ pH دائىرىسى ئەلالاشتۇرۇش باسقۇچىدا قوللىنىلغان.
ئوزۇقلۇق مۇھىتىنىڭ باشلانغۇچ pH قىممىتى ئوخشىمايدىغان ھالەتتە (a) Bacillus amyloliquefaciens ۋە (b) Bacillus subtilis نىڭ ئۆسۈش ئەگرى سىزىقلىرى.
6-رەسىمدە بېرنارد لىمون ئۆلچەش ئەسۋابىدا ھاسىل بولغان كاربون تۆت ئوكسىد مىقدارى كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئۇ چۆكمە كالتسىي كاربونات (CaCO3) نى كۆرسىتىدۇ. ھەر بىر بىرىكمىدە بىر ئامىل مۇقىم بولۇپ، قالغان ئامىللار ئوخشىمايدىغان بولغاچقا، بۇ گىرافىكلاردىكى ھەر بىر نۇقتا بۇ سىناق توپلىمىدىكى كاربون تۆت ئوكسىدنىڭ ئەڭ چوڭ مىقدارىغا ماس كېلىدۇ. رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى ئاشقانسېرى، كالتسىي كاربوناتنىڭ ئىشلەپچىقىرىلىشى ئاشقان. شۇڭلاشقا، كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى كالتسىي كاربوناتنىڭ ئىشلەپچىقىرىلىشىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. كالتسىي مەنبەسى بىلەن كاربون مەنبەسى ئوخشاش بولغاچقا (يەنى كالتسىي فورماتى ۋە كالتسىي ئاتسېتات)، كالتسىي ئىئونلىرى قانچە كۆپ قويۇپ بېرىلسە، شۇنچە كۆپ كالتسىي كاربونات ھاسىل بولىدۇ (6a-رەسىم). AS ۋە AA فورمۇلالىرىدا، كالتسىي كاربوناتنىڭ ئىشلەپچىقىرىلىشى قېتىش ۋاقتىنىڭ ئۇزىرىشىغا ئەگىشىپ ئېشىپ، 9 كۈندىن كېيىن چۆكمە مىقدارى ئاساسەن ئۆزگەرمىگەنگە قەدەر داۋاملاشقان. FA فورمۇلاسىدا، قېتىش ۋاقتى 6 كۈندىن ئاشقاندا كالتسىي كاربوناتنىڭ ھاسىل بولۇش سۈرئىتى تۆۋەنلىگەن. باشقا فورمۇلالارغا سېلىشتۇرغاندا، FS فورمۇلاسى 3 كۈندىن كېيىن كالتسىي كاربوناتنىڭ ھاسىل بولۇش سۈرئىتىنىڭ نىسبەتەن تۆۋەن ئىكەنلىكىنى كۆرسەتكەن (6b-رەسىم). FA ۋە FS فورمۇلالىرىدا، ئۈچ كۈندىن كېيىن كالتسىي كاربونات ئىشلەپچىقىرىش مىقدارىنىڭ %70 ۋە %87 ى قولغا كەلتۈرۈلگەن، AA ۋە AS فورمۇلالىرىدا بولسا بۇ نىسبەت ئايرىم-ئايرىم ھالدا %46 ۋە %45 ئەتراپىدا بولغان. بۇ، فورمىك كىسلاتاسى ئاساسلىق فورمۇلانىڭ دەسلەپكى باسقۇچتا ئاتسېتات ئاساسلىق فورمۇلاغا سېلىشتۇرغاندا CaCO3 شەكىللىنىش سۈرئىتىنىڭ يۇقىرى ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، شەكىللىنىش سۈرئىتى قېتىش ۋاقتىنىڭ ئۇزىرىشىغا ئەگىشىپ ئاستىلايدۇ. 6c-رەسىمدىن شۇنى خۇلاسىلەشكە بولىدۇكى، OD1 دىن يۇقىرى باكتېرىيە قويۇقلۇقىدىمۇ، كالتسىي كاربونات شەكىللىنىشىگە مۇھىم تۆھپە قوشمايدۇ.
بېرنارد كالتسىمېتىرى ئارقىلىق ئۆلچەنگەن CO2 مىقدارىنىڭ ئۆزگىرىشى (ۋە ئۇنىڭغا ماس كېلىدىغان CaCO3 مىقدارى) (a) كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى، (b) قاتۇرۇش ۋاقتى، (c) OD، (d) دەسلەپكى pH قىممىتى، (e) كالتسىي مەنبەسىنىڭ باكتېرىيە ئېرىتمىسىگە بولغان نىسبىتى (ھەر بىر فورمۇلا ئۈچۈن)؛ ۋە (f) كالتسىي مەنبەسى ۋە باكتېرىيەنىڭ ھەر بىر بىرىكىشىدە ھاسىل بولغان كالتسىي كاربوناتنىڭ ئەڭ چوڭ مىقدارى قاتارلىقلارنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە.
ئوتتۇراھالنىڭ دەسلەپكى pH قىممىتىنىڭ تەسىرىگە كەلسەك، 6d-رەسىمدە FA ۋە FS ئۈچۈن، CaCO3 ئىشلەپچىقىرىش مىقدارى pH قىممىتى 7 دە ئەڭ يۇقىرى قىممەتكە يەتكەنلىكى كۆرسىتىلگەن. بۇ كۆزىتىش FDH ئېنزىملىرىنىڭ pH قىممىتى 7-6.7 دە ئەڭ مۇقىم ئىكەنلىكى توغرىسىدىكى ئىلگىرىكى تەتقىقاتلار بىلەن ماس كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، AA ۋە AS ئۈچۈن، pH قىممىتى 7 دىن ئاشقاندا CaCO3 چۆكمىسى ئاشقان. ئىلگىرىكى تەتقىقاتلار يەنە CoA ئېنزىم پائالىيىتىنىڭ ئەڭ ياخشى pH دائىرىسى 8 دىن 9.2-6.8 گىچە ئىكەنلىكىنى كۆرسەتكەن. CoA ئېنزىم پائالىيىتى ۋە B. amyloliquefaciens ئۆسۈشىنىڭ ئەڭ ياخشى pH دائىرىسى ئايرىم-ئايرىم ھالدا (8-9.2) ۋە (6-8) ئىكەنلىكىنى كۆزدە تۇتقاندا (5a-رەسىم)، AA فورمۇلاسىنىڭ ئەڭ ياخشى pH قىممىتى 8 بولۇشى ۋە ئىككى pH دائىرىسىنىڭ بىر-بىرىگە ماس كېلىشى مۆلچەرلەنمەكتە. بۇ پاكىت 6d-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، سىناق ئارقىلىق دەلىللەنگەن. B. subtilis ئۆسۈشىنىڭ ئەڭ ياخشى pH قىممىتى 7-9 (5b-رەسىم) ۋە CoA ئېنزىم پائالىيىتىنىڭ ئەڭ ياخشى pH قىممىتى 8-9.2 بولغاچقا، ئەڭ يۇقىرى CaCO3 چۆكمە مىقدارى 8-9 pH دائىرىسىدە بولۇشى مۆلچەرلەنمەكتە، بۇ 6d-رەسىم بىلەن دەلىللەنگەن (يەنى ئەڭ ياخشى چۆكمە pH قىممىتى 9). 6e-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن نەتىجىلەر ئاتسېتات ۋە فورمات ئېرىتمىلىرى ئۈچۈن كالتسىي مەنبەسى ئېرىتمىسىنىڭ باكتېرىيە ئېرىتمىسىگە بولغان ئەڭ ياخشى نىسبىتى 1 ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. سېلىشتۇرۇش ئۈچۈن، ھەر خىل فورمۇلالارنىڭ (يەنى AA، AS، FA ۋە FS) ئىقتىدارى ھەر خىل شارائىتتىكى ئەڭ يۇقىرى CaCO3 ئىشلەپچىقىرىش مىقدارىغا ئاساسەن باھالانغان (يەنى كالتسىي مەنبەسىنىڭ قويۇقلۇقى، قېتىش ۋاقتى، OD، كالتسىي مەنبەسىنىڭ باكتېرىيە ئېرىتمىسىگە بولغان نىسبىتى ۋە دەسلەپكى pH قىممىتى). تەتقىق قىلىنغان فورمۇلالار ئىچىدە، FS فورمۇلاسىنىڭ CaCO3 ئىشلەپچىقىرىش مىقدارى ئەڭ يۇقىرى بولۇپ، AA فورمۇلاسىنىڭ تەخمىنەن ئۈچ ھەسسىسىگە تەڭ (6f-رەسىم). ھەر ئىككى كالتسىي مەنبەسى ئۈچۈن تۆت باكتېرىيەسىز كونترول سىنىقى ئېلىپ بېرىلدى، 30 كۈندىن كېيىن CaCO3 چۆكمىسى كۆرۈلمىدى.
بارلىق فورمۇلالارنىڭ ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ رەسىملىرىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ۋاتېرىت كالتسىي كاربوناتنىڭ شەكىللىنىشتىكى ئاساسلىق باسقۇچ ئىكەنلىكى كۆرسىتىلدى (7-رەسىم). ۋاتېرىت كىرىستاللىرى شار شەكىللىك ئىدى69،70،71. كالتسىي كاربوناتنىڭ باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىنىڭ يۈزى مەنپىي زەرەتلەنگەنلىكى ۋە ئىككى ۋالېنتلىق كاتىئونلارنى سۈمۈرگۈچى رولىنى ئوينايدىغانلىقى ئۈچۈن باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىگە چۆككەنلىكى بايقالدى. بۇ تەتقىقاتتا FS فورمۇلاسىنى مىسال قىلىپ ئالساق، 24 سائەتتىن كېيىن، بەزى باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىدە كالتسىي كاربونات شەكىللىنىشكە باشلىدى (7a-رەسىم)، ۋە 48 سائەتتىن كېيىن، كالتسىي كاربونات بىلەن قاپلانغان باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىنىڭ سانى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشتى. بۇنىڭدىن باشقا، 7b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، ۋاتېرىت زەررىچىلىرىنىمۇ بايقىغىلى بولدى. ئاخىرىدا، 72 سائەتتىن كېيىن، نۇرغۇن باكتېرىيە ۋاتېرىت كىرىستاللىرى بىلەن باغلىنىپ قالغاندەك قىلدى، ۋە ۋاتېرىت زەررىچىلىرىنىڭ سانى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشتى (7c-رەسىم).
FS تەركىبىدىكى CaCO3 چۆكمىسىنىڭ ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ ئارقىلىق ۋاقىت ئىچىدە كۆزىتىشى: (a) 24، (b) 48 ۋە (c) 72 سائەت.
چۆكمە باسقۇچىنىڭ مورفولوگىيەسىنى تېخىمۇ چوڭقۇر تەكشۈرۈش ئۈچۈن، پاراشوكلارنىڭ رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيەسى (XRD) ۋە SEM ئانالىزى ئېلىپ بېرىلدى. XRD سپېكتىرى (8a-رەسىم) ۋە SEM مىكروگرافلىرى (8b، c-رەسىم) ۋاتېرىت كرىستاللىرىنىڭ بارلىقىنى جەزملەشتۈردى، چۈنكى ئۇلارنىڭ شەكلى سالاتقا ئوخشاش بولۇپ، ۋاتېرىت چوققىلىرى بىلەن چۆكمە چوققىلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ماسلىشىش كۆزىتىلدى.
(a) شەكىللەنگەن CaCO3 ۋە ۋاتېرىتنىڭ رېنتىگېن نۇرى دىفراكسىيە سپېكتىرىنى سېلىشتۇرۇش. ۋاتېرىتنىڭ (b) 1 kHz ۋە (c) 5.27 kHz چوڭايتىشتىكى SEM مىكروسكوپلىرى.
شامال تونېلى سىنىقىنىڭ نەتىجىسى 9a، b-رەسىملەردە كۆرسىتىلدى. 9a-رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، بىر تەرەپ قىلىنمىغان قۇمنىڭ ئېروزىيە سۈرئىتى (TDV) تەخمىنەن 4.32 m/s. ئىشلىتىش سۈرئىتى 1 l/m² بولغاندا (9a-رەسىم)، FA، FS، AA ۋە UMC كەسپلىرىدىكى تۇپراقنىڭ يوقىلىش سۈرئىتى سىزىقىنىڭ يانتۇلۇقى بىر تەرەپ قىلىنمىغان قۇم بىلەن تەخمىنەن ئوخشاش. بۇ، بۇ ئىشلىتىش سۈرئىتىدىكى بىر تەرەپ قىلىشنىڭ ئۈنۈمسىز ئىكەنلىكىنى ۋە شامال سۈرئىتى TDV دىن ئېشىپ كېتىشى بىلەنلا، نېپىز تۇپراق قېپى يوقىلىپ، قۇمنىڭ ئېروزىيە سۈرئىتى بىر تەرەپ قىلىنمىغان قۇم بىلەن ئوخشاش ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىدۇ. AS كەسپنىڭ ئېروزىيە يانتۇلۇقىمۇ تۆۋەن ئابسىسسىسسى (يەنى TDV) بولغان باشقا كەسپلەرگە قارىغاندا تۆۋەن (9a-رەسىم). 9b-رەسىمدىكى كۆرسەتكۈچلەر، ئەڭ يۇقىرى شامال سۈرئىتى 25 m/s بولغاندا، بىر تەرەپ قىلىنغان قۇملاردا 2 ۋە 3 l/m² ئىشلىتىش سۈرئىتىدە ئېروزىيە يۈز بەرمىگەنلىكىنى كۆرسىتىدۇ. يەنى، FS، FA، AS ۋە UMC ئۈچۈن، قۇملۇقلار CaCO³ چۆكمىسىنىڭ شامال ئېروزىيەسىگە ئەڭ چوڭ شامال سۈرئىتى (يەنى 25 m/s) گە قارىغاندا 2 ۋە 3 l/m² ئىشلىتىش سۈرئىتىدە تېخىمۇ چىداملىق بولغان. شۇڭا، بۇ سىناقلاردا قولغا كەلتۈرۈلگەن 25 m/s TDV قىممىتى 9b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن ئىشلىتىش سۈرئىتىنىڭ ئەڭ تۆۋەن چېكى بولۇپ، AA دىن باشقا، TDV ئەڭ چوڭ شامال تونېلى سۈرئىتىگە دېگۈدەك تەڭ.
شامال ئېروزىيەسى سىنىقى (a) ئېغىرلىقنىڭ تۆۋەنلىشى بىلەن شامال سۈرئىتى (قوللىنىش سۈرئىتى 1 l/m2)، (b) چەكتىن يىرتىلىش سۈرئىتى بىلەن قوللىنىش سۈرئىتى ۋە فورمۇلا (كالتسىي ئاتسېتات ئۈچۈن CA، كالتسىي فورمات ئۈچۈن CF).
10-رەسىمدە قۇم بومباردىمان قىلىش سىنىقىدىن كېيىن ھەر خىل فورمۇلا ۋە قوللىنىش نىسبىتى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان قۇم دۆڭلىرىنىڭ يەر يۈزى ئېروزىيەسى كۆرسىتىلگەن، مىقدار نەتىجىسى 11-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن. بىر تەرەپ قىلىنمىغان ئەھۋال كۆرسىتىلمىگەن، چۈنكى ئۇ قارشىلىق كۆرسەتمىگەن ۋە قۇم بومباردىمان قىلىش سىنىقى جەريانىدا پۈتۈنلەي ئېروزىيە قىلىنغان (ئومۇمىي ماسسا يوقىلىشى). 11-رەسىمدىن مەلۇم بولۇشىچە، بىئو تەركىب AA بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىنىڭ ئىشلىتىش سۈرئىتى 2 l/m2 بولغاندا ئېغىرلىقىنىڭ %83.5 نى يوقاتقان، باشقا ئەۋرىشكىلەرنىڭ ھەممىسى قۇم بومباردىمان قىلىش جەريانىدا %30 تىن تۆۋەن ئېروزىيە كۆرسەتكەن. ئىشلىتىش سۈرئىتى 3 l/m2 گە ئۆستۈرۈلگەندە، بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەرنىڭ ھەممىسى ئېغىرلىقىنىڭ %25 تىن تۆۋەن يوقاتقان. ھەر ئىككى ئىشلىتىش سۈرئىتىدە، بىرىكمە FS قۇم بومباردىمانىغا ئەڭ ياخشى قارشىلىق كۆرسەتكەن. FS ۋە AA بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەرنىڭ ئەڭ چوڭ ۋە ئەڭ تۆۋەن بومباردىمانغا قارشى تۇرۇش كۈچى ئۇلارنىڭ ئەڭ چوڭ ۋە ئەڭ تۆۋەن CaCO3 چۆكمىسىگە باغلىق (6f-رەسىم).
2 ۋە 3 لېتىر/كۋادرات مېتىر ئېقىم سۈرئىتىدە ھەر خىل تەركىبتىكى قۇم دۆڭلىرىنى بومباردىمان قىلىش نەتىجىسى (كۆرسەتكۈچلەر شامال يۆنىلىشىنى، كرېستلەر رەسىم تۈزلەڭلىكىگە تىك يۆنىلىشتىكى شامال يۆنىلىشىنى كۆرسىتىدۇ).
12-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، قوللىنىش نىسبىتى 1 L/m² دىن 3 L/m² گىچە ئاشقاندا، بارلىق فورمۇلالارنىڭ كالتسىي كاربونات مىقدارى ئاشتى. بۇنىڭدىن باشقا، بارلىق قوللىنىش نىسبىتىدە، كالتسىي كاربونات مىقدارى ئەڭ يۇقىرى بولغان فورمۇلا FS، ئۇنىڭدىن قالسا FA ۋە UMC بولدى. بۇ، بۇ فورمۇلالارنىڭ يۈزەكى قارشىلىقىنىڭ يۇقىرى بولۇشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
13a-رەسىمدە پېرمېمېتىر سىنىقى ئارقىلىق ئۆلچەنگەن بىر تەرەپ قىلىنمىغان، كونترول قىلىنغان ۋە بىر تەرەپ قىلىنغان تۇپراق ئەۋرىشكىلىرىنىڭ يۈزەكى قارشىلىقىنىڭ ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلگەن. بۇ رەسىمدىن قارىغاندا، UMC، AS، FA ۋە FS فورمۇلالىرىنىڭ يۈزەكى قارشىلىقى قوللىنىش نىسبىتىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقانلىقى ئېنىق. قانداقلا بولمىسۇن، AA فورمۇلاسىدا يۈزەكى كۈچلۈكلۈكنىڭ ئېشىشى نىسبەتەن كىچىك بولغان. رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، كاربامىد پارچىلانمىغان MICP نىڭ FA ۋە FS فورمۇلالىرى كاربامىد پارچىلانغان MICP غا سېلىشتۇرغاندا يۈزەكى ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشىراق. 13b-رەسىمدە تۇپراق يۈزەكى قارشىلىقى بىلەن TDV نىڭ ئۆزگىرىشى كۆرسىتىلگەن. بۇ رەسىمدىن قارىغاندا، يۈزەكى قارشىلىقى 100 kPa دىن يۇقىرى بولغان قۇملۇقلار ئۈچۈن، چەكتىكى سىيرىلىش سۈرئىتى 25 m/s دىن ئېشىپ كېتىدىغانلىقى ئېنىق كۆرۈنۈپ تۇرىدۇ. ئورۇندىكى يۈزەكى قارشىلىقنى پېرمېمېتىر ئارقىلىق ئاسانلا ئۆلچەشكە بولىدىغان بولغاچقا، بۇ بىلىملەر شامال تونېلى سىنىقى بولمىغان ئەھۋال ئاستىدا TDV نى مۆلچەرلەشكە ياردەم بېرىدۇ، شۇ ئارقىلىق دالا قوللىنىشلىرى ئۈچۈن سۈپەت كونترول كۆرسەتكۈچى بولۇپ خىزمەت قىلىدۇ.
SEM نەتىجىلىرى 14-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. 14a-b رەسىملەردە بىر تەرەپ قىلىنمىغان تۇپراق ئەۋرىشكىسىنىڭ چوڭايغان زەررىچىلىرى كۆرسىتىلگەن بولۇپ، بۇ ئۇنىڭ بىر گەۋدىلەشكەنلىكىنى ۋە تەبىئىي باغلىنىش ياكى سېمېنتلىنىش يوقلىقىنى ئېنىق كۆرسىتىپ بېرىدۇ. 14c رەسىمدە كاربامىد پارچىلانغان MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان كونترول ئەۋرىشكىسىنىڭ SEM مىكروگرافىيىسى كۆرسىتىلگەن. بۇ رەسىمدە كالتسىت پولىمورف شەكلىدە CaCO3 چۆكمىسىنىڭ بارلىقى كۆرسىتىلگەن. 14d-o رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، چۆكمە CaCO3 زەررىچىلەرنى بىر-بىرىگە باغلايدۇ؛ SEM مىكروگرافلىرىدا شار شەكىللىك ۋاتېرىت كرىستاللىرىنىمۇ بايقىغىلى بولىدۇ. بۇ تەتقىقات ۋە ئىلگىرىكى تەتقىقاتلارنىڭ نەتىجىلىرى ۋاتېرىت پولىمورف شەكلىدە شەكىللەنگەن CaCO3 باغلىنىشىنىڭ مۇۋاپىق مېخانىكىلىق كۈچ بىلەن تەمىنلىيەلەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ؛ بىزنىڭ نەتىجىلىرىمىز يۈزەكى قارشىلىقنىڭ 350 kPa غىچە ئاشىدىغانلىقىنى ۋە چەك ئايرىلىش سۈرئىتىنىڭ 4.32 دىن 25 m/s دىن ئېشىپ كېتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بۇ نەتىجە ئىلگىرىكى تەتقىقاتلارنىڭ نەتىجىلىرى بىلەن ماس كېلىدۇ، يەنى MICP بىلەن چۆكمە قىلىنغان CaCO3 نىڭ ماترىتسىسى ۋاتېرىت بولۇپ، ئۇ مۇۋاپىق مېخانىكىلىق كۈچ ۋە شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە13،40 ھەمدە 180 كۈن دالا مۇھىتى شارائىتىغا دۇچ كەلگەندىن كېيىنمۇ مۇۋاپىق شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى ساقلاپ قالالايدۇ13.
(a, b) بىر تەرەپ قىلىنمىغان تۇپراقنىڭ SEM مىكروگرافىيەسى، (c) MICP كاربامىد پارچىلىنىشنى كونترول قىلىش، (df) AA بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەر، (gi) AS بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەر، (jl) FA بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەر ۋە (mo) FS بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەر، ھەر خىل چوڭايتىشلاردا 3 L/m2 قوللىنىش سۈرئىتى بىلەن.
14d-f-رەسىمدە AA بىرىكمىلىرى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغاندىن كېيىن، قۇم دانچىلىرىنىڭ يۈزىدە ۋە ئارىسىغا كالتسىي كاربونات چۆككەنلىكى، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا بەزى قاپلانمىغان قۇم دانچىلىرىنىڭمۇ كۆزىتىلگەنلىكى كۆرسىتىلگەن. AS تەركىبلىرى ئۈچۈن، شەكىللەنگەن CaCO3 مىقدارى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشمىغان بولسىمۇ (6f-رەسىم)، CaCO3 كەلتۈرۈپ چىقارغان قۇم دانچىلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ئۇچرىشىش مىقدارى AA بىرىكمىلىرىگە سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشقان (14g-i-رەسىم).
14j-l ۋە 14m-o رەسىملىرىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، كالتسىي فورماتىنى كالتسىي مەنبەسى سۈپىتىدە ئىشلىتىش AS بىرىكمىسىگە سېلىشتۇرغاندا CaCO3 چۆكمىسىنىڭ تېخىمۇ ئېشىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، بۇ 6f-رەسىمدىكى كالتسىي ئۆلچەش ئەسۋابىنىڭ ئۆلچەشلىرى بىلەن ماس كېلىدۇ. بۇ قوشۇمچە CaCO3 ئاساسلىقى قۇم زەررىچىلىرىگە چۆككەندەك قىلىدۇ ۋە چوقۇم ئۇچرىشىش سۈپىتىنى ياخشىلىمايدۇ. بۇ ئىلگىرى كۆزىتىلگەن قىلمىشنى جەزملەشتۈرىدۇ: CaCO3 چۆكمىسىنىڭ مىقدارىدىكى پەرقلەرگە قارىماي (6f-رەسىم)، ئۈچ خىل فورمۇلا (AS، FA ۋە FS) ئېئولغا قارشى تۇرۇش (شامال) ئىقتىدارى (11-رەسىم) ۋە يۈزەكى قارشىلىق (13a-رەسىم) جەھەتتە روشەن پەرقلەنمەيدۇ.
CaCO3 قاپلانغان باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىنى ۋە چۆكمە كرىستاللىرىدىكى باكتېرىيە ئىزىنى تېخىمۇ ياخشى كۆرۈش ئۈچۈن، يۇقىرى چوڭايتىشلىق SEM مىكروگرافىيەسى ئېلىندى، نەتىجىلىرى 15-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. كۆرسىتىلگەندەك، كالتسىي كاربونات باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىگە چۆكمە قىلىپ، ئۇ يەردىكى چۆكمە ئۈچۈن زۆرۈر بولغان يادرولارنى تەمىنلەيدۇ. رەسىمدە يەنە CaCO3 قوزغىغان ئاكتىپ ۋە ئاكتىپسىز باغلىنىشلار كۆرسىتىلگەن. بۇنىڭدىن شۇنى خۇلاسە چىقىرىشقا بولىدۇكى، ئاكتىپسىز باغلىنىشلارنىڭ كۆپىيىشى چوقۇم مېخانىكىلىق ھەرىكەتنىڭ تېخىمۇ ياخشىلىنىشىغا ئېلىپ كەلمەيدۇ. شۇڭا، CaCO3 چۆكمىسىنىڭ كۆپىيىشى چوقۇم مېخانىكىلىق كۈچنىڭ يۇقىرى بولۇشىغا ئېلىپ كەلمەيدۇ، ھەمدە چۆكمە ئەندىزىسى مۇھىم رول ئوينايدۇ. بۇ نۇقتا يەنە Terzis ۋە Laloui72 ۋە Soghi ۋە Al-Kabani45,73 نىڭ ئەسەرلىرىدە تەتقىق قىلىنغان. چۆكمە ئەندىزىسى بىلەن مېخانىكىلىق كۈچ ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەتنى تېخىمۇ چوڭقۇر تەتقىق قىلىش ئۈچۈن، µCT رەسىمگە ئېلىش ئارقىلىق MICP تەتقىقاتى تەۋسىيە قىلىنىدۇ، بۇ بۇ تەتقىقاتنىڭ دائىرىسىدىن ھالقىپ كېتىدۇ (يەنى، ئاممىياكسىز MICP ئۈچۈن كالتسىي مەنبەسى ۋە باكتېرىيەنىڭ ھەر خىل بىرىكمىلىرىنى كىرگۈزۈش).
CaCO3 (a) AS تەركىبى ۋە (b) FS تەركىبى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەردە ئاكتىپ ۋە ئاكتىپ ئەمەس باغلىنىشلارنى پەيدا قىلىپ، چۆكمە ئۈستىدە باكتېرىيە ھۈجەيرىلىرىنىڭ ئىزىنى قالدۇردى.
14j-o ۋە 15b-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، CaCO پەردىسى بار (EDX ئانالىزىغا ئاساسلانغاندا، پەردىدىكى ھەر بىر ئېلېمېنتنىڭ پىرسەنت تەركىبى كاربون 11%، ئوكسىگېن 46.62% ۋە كالتسىي 42.39% بولۇپ، 16-رەسىمدىكى CaCO نىڭ پىرسەنتىگە ئىنتايىن يېقىن). بۇ پەردە ۋاتېرىت كىرىستاللىرى ۋە تۇپراق زەررىچىلىرىنى قاپلاپ، تۇپراق-چۆكمە سىستېمىسىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى ساقلاشقا ياردەم بېرىدۇ. بۇ پەردىنىڭ مەۋجۇتلۇقى پەقەت فورمات ئاساسلىق فورمۇلا بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەردە كۆزىتىلدى.
2-جەدۋەلدە ئىلگىرىكى تەتقىقاتلاردا ۋە بۇ تەتقىقاتتا كاربامىد پارچىلايدىغان ۋە كاربامىد پارچىلىمايدىغان MICP يوللىرى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان تۇپراقلارنىڭ يۈزەكى كۈچلۈكلۈكى، چەكتىن ئايرىلىش سۈرئىتى ۋە بىئولوگىيىلىك CaCO3 مىقدارى سېلىشتۇرۇلغان. MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرىنىڭ شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارى توغرىسىدىكى تەتقىقاتلار چەكلىك. مېڭ قاتارلىقلار يوپۇرماق پۈۋلىگۈچ ئىشلىتىپ MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان كاربامىد پارچىلىنىدىغان قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرىنىڭ شامال ئېروزىيەسىگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى تەكشۈرگەن،13 بۇ تەتقىقاتتا، كاربامىد پارچىلىمايدىغان قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرى (شۇنداقلا كاربامىد پارچىلىنىدىغان كونترول ئەۋرىشكىلىرى) شامال تونېلىدا سىناق قىلىنىپ، تۆت خىل باكتېرىيە ۋە ماددىلارنىڭ بىرىكمىسى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان.
كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئىلگىرىكى بەزى تەتقىقاتلاردا 4 L/m2 دىن ئېشىپ كېتىدىغان يۇقىرى قوللىنىش نىسبىتى كۆزدە تۇتۇلغان. شۇنىڭغا دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدىغىنى شۇكى، سۇ بىلەن تەمىنلەش، توشۇش ۋە كۆپ مىقداردىكى سۇنى ئىشلىتىش بىلەن مۇناسىۋەتلىك چىقىملار سەۋەبىدىن، يۇقىرى قوللىنىش نىسبىتى ئىقتىسادىي جەھەتتىن بۇ ساھەدە ئاسان قوللىنىلماسلىقى مۇمكىن. 1.62-2 L/m2 غا ئوخشاش تۆۋەن قوللىنىش نىسبىتىمۇ 190 kPa غىچە بولغان ياخشى يۈزەكى كۈچلۈكلۈككە ۋە TDV 25 m/s دىن ئېشىپ كەتكەن. بۇ تەتقىقاتتا، كاربامىد پارچىلانمايدىغان فورمات ئاساسلىق MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان قۇملۇقلار يۇقىرى قوللىنىش نىسبىتىدە كاربامىد پارچىلىنىش يولى بىلەن ئوخشاش قوللىنىش نىسبىتى دائىرىسىدە ئېرىشكەن يۇقىرى يۈزەكى كۈچلۈكلۈككە ئېرىشتى (يەنى، كاربامىد پارچىلانمايدىغان فورمات ئاساسلىق MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەرمۇ يۇقىرى قوللىنىش نىسبىتىدە كاربامىد پارچىلىنىش يولى بىلەن ئېرىشكەنلەرگە سېلىشتۇرغىلى بولىدىغان يۇقىرى يۈزەكى كۈچلۈكلۈككە ئېرىشتى (يەنى، كاربامىد پارچىلانمايدىغان فورمات ئاساسلىق MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ئەۋرىشكىلەرمۇ مېڭ قاتارلىقلار دوكلات قىلغان يۈزەكى كۈچلۈكلۈك قىممىتى دائىرىسىگە يېتەلىدى، 13-رەسىم، 13a-رەسىم). شۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، 2 L/m2 ئىشلىتىش سۈرئىتىدە، كاربامىد پارچىلىنىشسىز فورمات ئاساسلىق MICP ئۈچۈن 25 m/s شامال سۈرئىتىدە شامال ئېروزىيىسىنى پەسەيتىشتە ئىشلىتىلىدىغان كالتسىي كاربوناتنىڭ مىقدارى %2.25 بولغان، بۇ ئوخشاش ئىشلىتىش سۈرئىتى ۋە ئوخشاش شامال سۈرئىتى (25 m/s) بىلەن كاربامىد پارچىلىنىش ئارقىلىق كونترول MICP بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان قۇملۇقلارغا سېلىشتۇرغاندا، تەلەپ قىلىنىدىغان CaCO3 مىقدارىغا (يەنى %2.41) ئىنتايىن يېقىن.
شۇڭا، بۇ جەدۋەلدىن شۇنى خۇلاسە چىقىرىشقا بولىدۇكى، كاربامىد پارچىلىنىش يولى ۋە كاربامىدسىز پارچىلىنىش يولىنىڭ ھەر ئىككىسى يۈزەكى قارشىلىق ۋە TDV جەھەتتە ئىنتايىن قوبۇل قىلغىلى بولىدىغان ئىقتىدار بىلەن تەمىنلەيدۇ. ئاساسلىق پەرق شۇكى، كاربامىدسىز پارچىلىنىش يولىدا ئاممىياك يوق، شۇڭا مۇھىتقا بولغان تەسىرى تۆۋەن. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ تەتقىقاتتا ئوتتۇرىغا قويۇلغان كاربامىد پارچىلىنىشسىز فورمات ئاساسلىق MICP ئۇسۇلى كاربامىد پارچىلىنىشسىز ئاتسېتات ئاساسلىق MICP ئۇسۇلىدىن ياخشىراق ئۈنۈم بېرىدۇ. Mohebbi قاتارلىقلار كاربامىد پارچىلىنىشسىز ئاتسېتات ئاساسلىق MICP ئۇسۇلىنى تەتقىق قىلغان بولسىمۇ، ئۇلارنىڭ تەتقىقاتى تۈز يۈزلەردىكى ئەۋرىشكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ9. قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرىنىڭ ئەتراپىدا قۇيۇن شەكىللىنىش ۋە ئۇنىڭدىن كېلىپ چىققان قىرقىش سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان ئېروزىيە دەرىجىسى يۇقىرى بولغاچقا، TDV نىڭ تۆۋەنلىشىگە سەۋەب بولغانلىقتىن، قۇملۇق ئەۋرىشكىلىرىنىڭ شامال ئېروزىيەسى تۈز يۈزلەرگە قارىغاندا ئوخشاش سۈرئەتتە تېخىمۇ روشەن بولۇشى مۇمكىن.