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Cov cua daj cua dub ua rau muaj kev hem thawj loj rau ntau lub tebchaws thoob ntiaj teb vim lawv qhov kev cuam tshuam rau kev ua liaj ua teb, kev noj qab haus huv tib neeg, kev thauj mus los thiab kev tsim kho vaj tse. Yog li ntawd, cua daj cua dub raug suav hais tias yog teeb meem thoob ntiaj teb. Ib qho ntawm cov txheej txheem zoo rau ib puag ncig los tiv thaiv cua daj cua dub yog kev siv cov microbial induced carbonate precipitation (MICP). Txawm li cas los xij, cov khoom lag luam ntawm urea-degradation-based MICP, xws li ammonia, tsis zoo tagnrho thaum tsim ntau ntau. Kev tshawb fawb no nthuav tawm ob daim ntawv qhia ntawm cov kab mob calcium formate rau kev puas tsuaj ntawm MICP yam tsis tsim urea thiab sib piv lawv cov kev ua tau zoo nrog ob daim ntawv qhia ntawm cov kab mob calcium acetate uas tsis tsim ammonia. Cov kab mob uas tau txiav txim siab yog Bacillus subtilis thiab Bacillus amyloliquefaciens. Ua ntej, cov nqi zoo tshaj plaws ntawm cov yam ntxwv tswj CaCO3 tsim tau txiav txim siab. Kev sim cua tunnel tau ua rau cov qauv xuab zeb dune kho nrog cov qauv zoo tshaj plaws, thiab kev tiv thaiv cua daj cua dub, qhov ceev ntawm stripping threshold, thiab kev tiv thaiv xuab zeb bombardment tau ntsuas. Cov calcium carbonate (CaCO3) allomorphs tau raug soj ntsuam siv optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), thiab X-ray diffraction analysis. Cov qauv calcium formate-based ua tau zoo dua li cov qauv acetate-based hauv kev tsim calcium carbonate. Tsis tas li ntawd, B. subtilis tsim ntau calcium carbonate dua li B. amyloliquefaciens. SEM micrographs qhia meej meej txog kev khi thiab kev luam tawm ntawm cov kab mob nquag thiab tsis nquag ntawm calcium carbonate los ntawm kev tso dej. Txhua cov qauv tau txo qis kev yaig cua.
Kev yaig cua tau ntev los lawm tias yog ib qho teeb meem loj uas cov cheeb tsam qhuav thiab semi-arid ntsib xws li sab qab teb hnub poob ntawm Tebchaws Meskas, sab hnub poob ntawm Tuam Tshoj, Saharan Africa, thiab feem ntau ntawm Middle East1. Nag tsawg hauv cov huab cua qhuav thiab hyper-arid tau hloov pauv ntau qhov chaw ntawm cov cheeb tsam no mus rau hauv cov suab puam, cov xuab zeb dunes, thiab cov av tsis muaj qoob loo. Kev yaig cua txuas ntxiv ua rau muaj kev hem thawj rau ib puag ncig xws li kev thauj mus los, av ua liaj ua teb, thiab av lag luam, ua rau muaj kev nyob tsis zoo thiab tus nqi siab ntawm kev txhim kho nroog hauv cov cheeb tsam no2,3,4. Qhov tseem ceeb, kev yaig cua tsis yog tsuas yog cuam tshuam rau qhov chaw uas nws tshwm sim, tab sis kuj ua rau muaj teeb meem kev noj qab haus huv thiab kev lag luam hauv cov zej zog nyob deb vim nws thauj cov khoom me me los ntawm cua mus rau thaj chaw deb ntawm qhov chaw5,6.
Kev tswj kev yaig ntawm cua tseem yog ib qho teeb meem thoob ntiaj teb. Muaj ntau txoj kev los tswj kev ruaj khov av siv los tswj kev yaig ntawm cua. Cov txheej txheem no suav nrog cov ntaub ntawv xws li kev siv dej7, roj mulches8, biopolymers5, microbial induced carbonate precipitation (MICP)9,10,11,12 thiab enzyme induced carbonate precipitation (EICP)1. Kev ntub av yog ib txoj kev txheem ntawm kev tswj cov plua plav hauv thaj teb. Txawm li cas los xij, nws cov evaporation sai ua rau txoj kev no tsis muaj txiaj ntsig zoo hauv thaj chaw qhuav thiab semi-arid1. Kev siv cov roj mulching compounds ua rau cov xuab zeb sib koom ua ke thiab kev sib txhuam ntawm cov khoom sib xyaw. Lawv cov khoom sib koom ua ke khi cov xuab zeb ua ke; txawm li cas los xij, roj mulches kuj ua rau muaj lwm yam teeb meem; lawv cov xim tsaus ua rau kev nqus cua sov ntau ntxiv thiab ua rau cov nroj tsuag thiab cov kab mob me me tuag. Lawv cov ntxhiab tsw thiab pa phem tuaj yeem ua rau muaj teeb meem ua pa, thiab qhov tseem ceeb tshaj plaws, lawv cov nqi siab yog lwm qhov teeb meem. Biopolymers yog ib qho ntawm cov txheej txheem tsis ntev los no rau kev txo qis kev yaig ntawm cua; lawv tau rho tawm los ntawm cov khoom ntuj xws li cov nroj tsuag, tsiaj txhu thiab cov kab mob. Xanthan gum, guar gum, chitosan thiab gellan gum yog cov biopolymers siv ntau tshaj plaws hauv kev siv engineering5. Txawm li cas los xij, cov biopolymers uas yaj hauv dej tuaj yeem poob lub zog thiab tawm ntawm av thaum raug dej13,14. EICP tau pom tias yog ib txoj hauv kev zoo rau kev tswj cov plua plav rau ntau yam kev siv suav nrog txoj kev tsis tau paved, cov pas dej tailings thiab cov chaw tsim kho. Txawm hais tias nws cov txiaj ntsig zoo, qee qhov tsis zoo yuav tsum tau xav txog, xws li tus nqi thiab qhov tsis muaj qhov chaw nucleation (uas ua rau muaj kev tsim thiab nag ntawm CaCO3 crystals15,16).
MICP tau piav qhia thawj zaug thaum kawg ntawm xyoo pua 19th los ntawm Murray thiab Irwin (1890) thiab Steinmann (1901) hauv lawv txoj kev kawm txog kev puas tsuaj ntawm urea los ntawm cov kab mob hauv dej hiav txwv17. MICP yog ib qho txheej txheem ntuj tsim uas muaj ntau yam kev ua ub no ntawm cov kab mob me me thiab cov txheej txheem tshuaj lom neeg uas calcium carbonate tau precipitated los ntawm cov tshuaj tiv thaiv ntawm carbonate ions los ntawm cov kab mob me me metabolites nrog calcium ions hauv ib puag ncig18,19. MICP uas cuam tshuam nrog urea-degrading nitrogen cycle (urea-degrading MICP) yog hom microbial-induced carbonate precipitation feem ntau, uas urease tsim los ntawm cov kab mob catalyzes lub hydrolysis ntawm urea20,21,22,23,24,25,26,27 raws li hauv qab no:
Hauv MICP uas cuam tshuam nrog lub voj voog carbon ntawm cov ntsev organic oxidation (MICP tsis muaj urea degradation hom), cov kab mob heterotrophic siv cov ntsev organic xws li acetate, lactate, citrate, succinate, oxalate, malate thiab glyoxylate ua cov khoom siv zog los tsim cov zaub mov carbonate28. Thaum muaj calcium lactate ua cov khoom siv carbon thiab calcium ions, cov tshuaj lom neeg ntawm calcium carbonate tsim tau qhia hauv kab zauv (5).
Hauv cov txheej txheem MICP, cov kab mob cell muab cov chaw nucleation uas tseem ceeb heev rau kev nag ntawm calcium carbonate; qhov chaw ntawm cov kab mob cell yog qhov tsis zoo thiab tuaj yeem ua haujlwm ua tus adsorbent rau divalent cations xws li calcium ions. Los ntawm kev adsorbing calcium ions rau ntawm cov kab mob cell, thaum qhov concentration ntawm carbonate ion txaus, calcium cations thiab carbonate anions react thiab calcium carbonate yog precipitated rau ntawm qhov chaw ntawm cov kab mob 29,30. Cov txheej txheem tuaj yeem sau ua raws li hauv qab no 31,32:
Cov siv lead ua los ntawm cov calcium carbonate uas tsim los ntawm cov nroj tsuag muaj peev xwm muab faib ua peb hom: calcite, vaterite, thiab aragonite. Ntawm lawv, calcite thiab vaterite yog cov calcium carbonate allomorphs uas tshwm sim los ntawm cov kab mob feem ntau33,34. Calcite yog cov calcium carbonate allomorph uas ruaj khov tshaj plaws35. Txawm hais tias vaterite tau tshaj tawm tias metastable, nws thaum kawg hloov mus ua calcite36,37. Vaterite yog cov siv lead ua uas ntom tshaj plaws. Nws yog cov siv lead ua hexagonal uas muaj peev xwm sau cov qhov hws zoo dua li lwm cov siv lead ua calcium carbonate vim nws qhov loj dua38. Ob qho tib si urea-degraded thiab urea-undegraded MICP tuaj yeem ua rau muaj vaterite13,39,40,41 nag lossis daus.
Txawm hais tias MICP tau qhia txog lub peev xwm zoo hauv kev ruaj khov cov av uas muaj teeb meem thiab cov av uas raug cua tshuab42,43,44,45,46,47,48, ib qho ntawm cov khoom lag luam ntawm urea hydrolysis yog ammonia, uas tuaj yeem ua rau muaj teeb meem kev noj qab haus huv me me mus rau hnyav nyob ntawm qib kev raug49. Cov kev phiv no ua rau kev siv cov thev naus laus zis tshwj xeeb no tsis sib haum xeeb, tshwj xeeb tshaj yog thaum thaj chaw loj xav tau kev kho mob, xws li rau kev tshem tawm plua plav. Tsis tas li ntawd, cov ntxhiab tsw ntawm ammonia tsis tuaj yeem zam thaum cov txheej txheem raug ua tiav ntawm cov nqi thov siab thiab ntau ntau, uas yuav cuam tshuam rau nws qhov kev siv tau. Txawm hais tias cov kev tshawb fawb tsis ntev los no tau qhia tias ammonium ions tuaj yeem txo qis los ntawm kev hloov lawv mus rau lwm yam khoom xws li struvite, cov txheej txheem no tsis tshem tawm tag nrho ammonium ions50. Yog li ntawd, tseem muaj qhov xav tau los tshawb nrhiav lwm txoj hauv kev daws teeb meem uas tsis tsim ammonium ions. Kev siv cov txheej txheem tsis yog urea rau MICP yuav muab cov kev daws teeb meem uas tau tshawb nrhiav tsis zoo hauv cov ntsiab lus ntawm kev txo qhov cua tshuab. Fattahi et al. tshawb nrhiav kev puas tsuaj ntawm urea-free MICP siv calcium acetate thiab Bacillus megaterium41, thaum Mohebbi et al. siv calcium acetate thiab Bacillus amyloliquefaciens9. Txawm li cas los xij, lawv txoj kev tshawb fawb tsis tau piv rau lwm cov calcium thiab cov kab mob heterotrophic uas thaum kawg tuaj yeem txhim kho kev tiv thaiv cua daj cua dub. Kuj tseem tsis muaj cov ntaub ntawv sib piv cov kev puas tsuaj ntawm urea-free nrog cov kev puas tsuaj ntawm urea hauv kev txo qhov cua daj cua dub.
Ntxiv rau, feem ntau cov kev tshawb fawb txog kev yaig cua thiab kev tswj cov hmoov av tau ua rau ntawm cov qauv av uas muaj cov npoo tiaj.1,51,52,53 Txawm li cas los xij, cov npoo tiaj tiaj tsis tshua muaj nyob hauv xwm dua li cov roob thiab cov av qis. Qhov no yog vim li cas cov xuab zeb dunes yog cov yam ntxwv ntawm thaj av feem ntau hauv cov cheeb tsam suab puam.
Txhawm rau kov yeej qhov tsis txaus ntseeg saum toj no, txoj kev tshawb fawb no tsom mus rau kev qhia txog cov kab mob tshiab uas tsis tsim cov ammonia. Rau lub hom phiaj no, peb tau xav txog cov kev tsis-urea degrading MICP. Kev ua haujlwm ntawm ob qhov chaw calcium (calcium formate thiab calcium acetate) tau raug tshawb xyuas. Raws li qhov zoo tshaj plaws ntawm cov kws sau ntawv paub, carbonate precipitation siv ob qhov chaw calcium thiab cov kab mob sib xyaw ua ke (piv txwv li calcium formate-Bacillus subtilis thiab calcium formate-Bacillus amyloliquefaciens) tsis tau raug tshawb xyuas hauv cov kev tshawb fawb yav dhau los. Kev xaiv cov kab mob no yog raws li cov enzymes uas lawv tsim uas catalyze qhov oxidation ntawm calcium formate thiab calcium acetate los tsim cov microbial carbonate precipitation. Peb tau tsim ib txoj kev tshawb fawb sim kom pom cov yam ntxwv zoo tshaj plaws xws li pH, hom kab mob thiab calcium qhov chaw thiab lawv cov concentration, qhov piv ntawm cov kab mob rau calcium qhov chaw daws teeb meem thiab lub sijhawm kho. Thaum kawg, qhov ua tau zoo ntawm cov kab mob no hauv kev tiv thaiv kev yaig cua los ntawm calcium carbonate precipitation tau tshawb xyuas los ntawm kev ua ntau qhov kev sim cua ntawm cov xuab zeb dunes kom txiav txim siab qhov loj ntawm kev yaig cua, qhov ceev ntawm kev tawg thiab kev tiv thaiv cua ntawm cov xuab zeb, thiab kev ntsuas penetrometer thiab kev tshawb fawb microstructural (piv txwv li X-ray diffraction (XRD) kev tshuaj xyuas thiab scanning electron microscopy (SEM)) kuj tau ua tiav.
Kev tsim cov calcium carbonate xav tau cov calcium ions thiab cov carbonate ions. Cov calcium ions tuaj yeem tau los ntawm ntau yam calcium xws li calcium chloride, calcium hydroxide, thiab skim milk powder54,55. Cov carbonate ions tuaj yeem tsim los ntawm ntau txoj kev microbial xws li urea hydrolysis thiab aerobic lossis anaerobic oxidation ntawm cov organic matter56. Hauv kev tshawb fawb no, cov carbonate ions tau txais los ntawm cov tshuaj oxidation ntawm formate thiab acetate. Tsis tas li ntawd, peb siv cov ntsev calcium ntawm formate thiab acetate los tsim cov calcium carbonate ntshiab, yog li tsuas yog CO2 thiab H2O tau txais ua cov khoom lag luam. Hauv cov txheej txheem no, tsuas yog ib yam khoom ua haujlwm ua qhov chaw calcium thiab qhov chaw carbonate, thiab tsis muaj ammonia tsim tawm. Cov yam ntxwv no ua rau txoj kev tsim cov calcium thiab carbonate uas peb xav tias muaj kev cia siab heev.
Cov tshuaj tiv thaiv sib xws ntawm calcium formate thiab calcium acetate los tsim calcium carbonate tau qhia hauv cov qauv (7) - (14). Cov qauv (7) - (11) qhia tias calcium formate yaj hauv dej los tsim formic acid lossis formate. Yog li ntawd, cov tshuaj yog qhov chaw ntawm cov calcium thiab hydroxide ions dawb (cov qauv 8 thiab 9). Vim yog qhov oxidation ntawm formic acid, cov carbon atoms hauv formic acid raug hloov mus ua carbon dioxide (cov qauv 10). Calcium carbonate thaum kawg tau tsim (cov qauv 11 thiab 12).
Ib yam li ntawd, calcium carbonate yog tsim los ntawm calcium acetate (kab zauv 13–15), tsuas yog tias acetic acid lossis acetate yog tsim es tsis yog formic acid.
Yog tsis muaj cov enzymes, acetate thiab formate yuav tsis tuaj yeem oxidized ntawm chav sov. FDH (formate dehydrogenase) thiab CoA (coenzyme A) catalyze qhov oxidation ntawm formate thiab acetate los tsim cov pa roj carbon dioxide, raws li (Eqs. 16, 17) 57, 58, 59. Ntau yam kab mob muaj peev xwm tsim cov enzymes no, thiab cov kab mob heterotrophic, uas yog Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Persian Type Culture Collection), tseem hu ua NCIMB #13061 (International Collection of Bacteria, Yeast, Phage, Plasmids, Plant Seeds and Plant Cell Tissue Cultures)) thiab Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077), tau siv rau hauv txoj kev tshawb no. Cov kab mob no tau cog rau hauv ib qho chaw uas muaj nqaij peptone (5 g/L) thiab nqaij extract (3 g/L), hu ua nutrient broth (NBR) (105443 Merck).
Yog li, plaub daim ntawv qhia tau npaj los ua kom calcium carbonate precipitation siv ob qhov chaw calcium thiab ob hom kab mob: calcium formate thiab Bacillus subtilis (FS), calcium formate thiab Bacillus amyloliquefaciens (FA), calcium acetate thiab Bacillus subtilis (AS), thiab calcium acetate thiab Bacillus amyloliquefaciens (AA).
Hauv thawj ntu ntawm kev tsim qauv sim, kev sim tau ua los txiav txim siab qhov kev sib xyaw ua ke zoo tshaj plaws uas yuav ua tiav qhov siab tshaj plaws ntawm calcium carbonate. Vim tias cov qauv av muaj calcium carbonate, ib pawg ntawm kev ntsuam xyuas ua ntej tau tsim los ntsuas qhov tseeb ntawm CaCO3 tsim los ntawm kev sib xyaw ua ke sib txawv, thiab kev sib xyaw ntawm cov kab lis kev cai thiab cov tshuaj calcium tau raug soj ntsuam. Rau txhua qhov kev sib xyaw ua ke ntawm calcium qhov chaw thiab cov kab mob daws teeb meem tau txhais saum toj no (FS, FA, AS, thiab AA), cov yam ntxwv zoo tshaj plaws (calcium qhov chaw concentration, lub sijhawm kho, cov kab mob daws teeb meem ntsuas los ntawm qhov ceev ntawm cov tshuaj (OD), calcium qhov chaw rau cov kab mob daws teeb meem piv, thiab pH) tau los thiab siv rau hauv cov xuab zeb dune kho cua qhov av kuaj piav qhia hauv cov ntu hauv qab no.
Rau txhua qhov kev sib xyaw ua ke, 150 qhov kev sim tau ua los kawm txog qhov cuam tshuam ntawm CaCO3 nag thiab ntsuas ntau yam, xws li qhov concentration ntawm calcium qhov chaw, lub sijhawm kho, tus nqi OD ntawm cov kab mob, qhov sib piv ntawm calcium qhov chaw rau cov tshuaj tua kab mob thiab pH thaum lub sijhawm aerobic oxidation ntawm cov organic matter (Rooj 1). Qhov pH ntau rau cov txheej txheem zoo tshaj plaws tau xaiv raws li cov kab loj hlob ntawm Bacillus subtilis thiab Bacillus amyloliquefaciens kom tau txais kev loj hlob sai dua. Qhov no tau piav qhia ntau ntxiv hauv ntu Cov Txiaj Ntsig.
Cov kauj ruam hauv qab no tau siv los npaj cov qauv rau theem kev ua kom zoo dua. Cov tshuaj MICP tau npaj ua ntej los ntawm kev kho qhov pib pH ntawm cov kab lis kev cai thiab tom qab ntawd autoclaved ntawm 121 ° C rau 15 feeb. Tom qab ntawd cov kab mob tau inoculated hauv cov cua laminar thiab khaws cia rau hauv lub tshuab ua kom co ntawm 30 ° C thiab 180 rpm. Thaum OD ntawm cov kab mob mus txog qib xav tau, nws tau sib xyaw nrog cov tshuaj calcium hauv qhov sib piv xav tau (Daim Duab 1a). Cov tshuaj MICP tau tso cai rau kev cuam tshuam thiab khov hauv lub tshuab ua kom co ntawm 220 rpm thiab 30 ° C rau lub sijhawm uas mus txog tus nqi lub hom phiaj. Cov CaCO3 precipitated tau sib cais tom qab centrifugation ntawm 6000 g rau 5 feeb thiab tom qab ntawd qhuav ntawm 40 ° C los npaj cov qauv rau kev xeem calcimeter (Daim Duab 1b). Tom qab ntawd, cov dej nag ntawm CaCO3 tau ntsuas siv Bernard calcimeter, qhov twg CaCO3 hmoov tshuaj nrog 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) los tsim CO2, thiab qhov ntim ntawm cov roj no yog qhov ntsuas ntawm CaCO3 cov ntsiab lus (Daim Duab 1c). Txhawm rau hloov qhov ntim ntawm CO2 rau CaCO3 cov ntsiab lus, ib qho calibration curve tau tsim los ntawm kev ntxuav cov hmoov CaCO3 ntshiab nrog 1 N HCl thiab plotting nws tawm tsam cov CO2 hloov zuj zus. Lub morphology thiab purity ntawm cov hmoov CaCO3 precipitated tau tshawb xyuas siv SEM imaging thiab XRD tsom xam. Lub tshuab tsom iav optical nrog lub magnification ntawm 1000 tau siv los kawm txog kev tsim cov calcium carbonate nyob ib puag ncig cov kab mob, theem ntawm cov calcium carbonate tsim, thiab kev ua haujlwm ntawm cov kab mob.
Lub Dejegh Basin yog ib cheeb tsam uas paub zoo tias muaj av qeeg ntau heev nyob rau sab qab teb sab hnub poob ntawm Fars xeev ntawm Iran, thiab cov kws tshawb fawb tau sau cov qauv av uas raug cua tshuab los ntawm thaj chaw ntawd. Cov qauv tau coj los ntawm cov av saum npoo av rau kev tshawb fawb. Cov kev ntsuas qhia ntawm cov qauv av qhia tau hais tias cov av yog cov av xuab zeb tsis zoo nrog cov av xuab zeb thiab tau muab faib ua SP-SM raws li Unified Soil Classification System (USC) (Daim Duab 2a). Kev tshuaj xyuas XRD qhia tau hais tias cov av Dejegh feem ntau yog tsim los ntawm calcite thiab quartz (Daim Duab 2b). Tsis tas li ntawd, kev tshuaj xyuas EDX qhia tau hais tias lwm cov ntsiab lus xws li Al, K, thiab Fe kuj muaj nyob rau hauv cov feem me me.
Yuav kom npaj tau cov xuab zeb hauv chav kuaj rau kev sim cua daj cua dub, cov av tau raug tsoo los ntawm qhov siab ntawm 170 hli los ntawm lub raj xa dej 10 hli mus rau qhov chaw ruaj khov, ua rau muaj cov xuab zeb ib txwm muaj 60 hli siab thiab 210 hli txoj kab uas hla. Hauv xwm, cov xuab zeb qis tshaj plaws yog tsim los ntawm cov txheej txheem aeolian. Ib yam li ntawd, cov qauv npaj siv cov txheej txheem saum toj no muaj qhov ceev qis tshaj plaws, γ = 14.14 kN / m³, tsim cov xuab zeb cone tso rau ntawm qhov chaw kab rov tav nrog lub kaum sab xis ntawm kwv yees li 29.7 °.
Cov tshuaj MICP zoo tshaj plaws uas tau txais hauv ntu dhau los tau txau rau ntawm lub dune slope ntawm qhov kev siv ntawm 1, 2 thiab 3 lm-2 thiab tom qab ntawd cov qauv tau khaws cia rau hauv lub incubator ntawm 30 ° C (Daim Duab 3) rau 9 hnub (piv txwv li lub sijhawm kho zoo tshaj plaws) thiab tom qab ntawd coj tawm mus rau kev sim cua tunnel.
Rau txhua qhov kev kho mob, plaub daim qauv tau npaj, ib qho rau kev ntsuas cov calcium carbonate cov ntsiab lus thiab lub zog ntawm qhov chaw siv lub penetrometer, thiab peb daim qauv seem tau siv rau kev sim yaig ntawm peb qhov ceev sib txawv. Hauv kev sim qhov cua qhov av, qhov ntau ntawm yaig tau txiav txim siab ntawm qhov ceev cua sib txawv, thiab tom qab ntawd qhov ceev ntawm qhov tawg rau txhua daim qauv kho mob tau txiav txim siab siv daim duab ntawm qhov ntau ntawm yaig piv rau qhov ceev cua. Ntxiv nrog rau kev sim yaig ntawm cua, cov qauv kho mob tau raug rau kev sib tsoo xuab zeb (piv txwv li, kev sim dhia). Ob daim qauv ntxiv tau npaj rau lub hom phiaj no ntawm kev siv tus nqi ntawm 2 thiab 3 L m−2. Kev sim xuab zeb sib tsoo kav ntev li 15 feeb nrog qhov ntws ntawm 120 gm−1, uas yog nyob rau hauv qhov ntau ntawm cov nqi xaiv hauv kev tshawb fawb yav dhau los 60,61,62. Qhov deb ntawm kab rov tav ntawm lub nozzle abrasive thiab lub hauv paus dune yog 800 hli, nyob 100 hli saum toj no hauv qab qhov av. Qhov chaw no tau teeb tsa kom yuav luag txhua qhov xuab zeb dhia poob rau ntawm lub dune.
Qhov kev sim qhov cua tau ua nyob rau hauv ib lub qhov cua qhib uas ntev li 8 m, dav li 0.4 m thiab siab li 1 m (Daim Duab 4a). Lub qhov cua yog ua los ntawm cov ntawv hlau galvanized thiab tuaj yeem tsim kom muaj cua ceev txog li 25 m/s. Tsis tas li ntawd, lub tshuab hloov zaus siv los kho qhov zaus ntawm lub kiv cua thiab maj mam nce qhov zaus kom tau txais qhov ceev ntawm cua. Daim Duab 4b qhia daim duab qhia txog cov xuab zeb dunes uas cua tau yaig thiab qhov ceev ntawm cua ntsuas hauv lub qhov cua.
Thaum kawg, los sib piv cov txiaj ntsig ntawm cov qauv tsis yog urealytic MICP uas tau thov hauv txoj kev tshawb fawb no nrog cov txiaj ntsig ntawm kev sim tswj urealytic MICP, cov qauv dune kuj tau npaj thiab kho nrog cov tshuaj lom neeg uas muaj urea, calcium chloride thiab Sporosarcina pasteurii (txij li Sporosarcina pasteurii muaj peev xwm tsim urease63). Qhov ceev ntawm cov tshuaj kab mob yog 1.5, thiab qhov concentration ntawm urea thiab calcium chloride yog 1 M (xaiv raws li cov nqi pom zoo hauv kev tshawb fawb yav dhau los36,64,65). Cov kab lis kev cai nruab nrab muaj cov kua zaub mov (8 g / L) thiab urea (20 g / L). Cov tshuaj kab mob tau txau rau ntawm qhov chaw dune thiab tso rau 24 teev rau kev txuas kab mob. Tom qab 24 teev ntawm kev txuas, cov tshuaj cementing (calcium chloride thiab urea) tau txau. Kev xeem tswj urealytic MICP tom qab no hu ua UMC. Cov ntsiab lus calcium carbonate ntawm cov qauv av kho urealytically thiab tsis kho urealytically tau txais los ntawm kev ntxuav raws li cov txheej txheem uas Choi et al.66 tau thov.
Daim Duab 5 qhia txog cov kab loj hlob ntawm Bacillus amyloliquefaciens thiab Bacillus subtilis hauv cov khoom siv cog qoob loo (cov kua zaub mov) nrog rau qhov pib pH ntawm 5 txog 10. Raws li pom hauv daim duab, Bacillus amyloliquefaciens thiab Bacillus subtilis loj hlob sai dua ntawm pH 6-8 thiab 7-9, raws li. Yog li ntawd, qhov pH no tau raug siv rau theem kev ua kom zoo tshaj plaws.
Cov kab loj hlob ntawm (a) Bacillus amyloliquefaciens thiab (b) Bacillus subtilis ntawm cov nqi pH pib sib txawv ntawm cov khoom noj khoom haus nruab nrab.
Daim Duab 6 qhia txog qhov ntau ntawm cov pa roj carbon dioxide uas tsim tawm hauv Bernard limemeter, uas sawv cev rau cov calcium carbonate uas tau tawg (CaCO3). Vim tias muaj ib qho tseem ceeb tau kho rau hauv txhua qhov kev sib xyaw ua ke thiab lwm yam tseem ceeb tau hloov pauv, txhua qhov taw tes ntawm cov duab no sib raug rau qhov ntim ntau tshaj plaws ntawm cov pa roj carbon dioxide hauv cov kev sim ntawd. Raws li pom hauv daim duab, thaum qhov concentration ntawm calcium qhov chaw nce ntxiv, kev tsim cov calcium carbonate nce ntxiv. Yog li ntawd, qhov concentration ntawm qhov chaw calcium cuam tshuam ncaj qha rau kev tsim cov calcium carbonate. Vim tias qhov chaw calcium thiab qhov chaw carbon yog tib yam (piv txwv li, calcium formate thiab calcium acetate), qhov ntau calcium ions raug tso tawm, qhov ntau calcium carbonate raug tsim (Daim Duab 6a). Hauv AS thiab AA formulations, kev tsim cov calcium carbonate txuas ntxiv nce nrog lub sijhawm kho kom txog thaum qhov ntau ntawm cov precipitate yuav luag tsis hloov pauv tom qab 9 hnub. Hauv FA formulation, tus nqi ntawm calcium carbonate tsim tau txo qis thaum lub sijhawm kho tshaj 6 hnub. Piv nrog rau lwm cov formulations, formulation FS tau qhia txog qhov tsawg dua calcium carbonate tsim tom qab 3 hnub (Daim Duab 6b). Hauv cov qauv FA thiab FS, 70% thiab 87% ntawm tag nrho cov calcium carbonate tsim tau tom qab peb hnub, thaum nyob rau hauv cov qauv AA thiab AS, qhov feem pua ​​no tsuas yog li 46% thiab 45%, raws li. Qhov no qhia tau hais tias cov qauv formic acid muaj CaCO3 tsim tus nqi siab dua ntawm theem pib piv rau cov qauv acetate. Txawm li cas los xij, tus nqi tsim qeeb qeeb nrog lub sijhawm kho. Nws tuaj yeem xaus lus los ntawm Daim Duab 6c tias txawm tias ntawm cov kab mob concentration siab dua OD1, tsis muaj kev pab tseem ceeb rau kev tsim calcium carbonate.
Kev hloov pauv ntawm CO2 ntim (thiab cov ntsiab lus CaCO3 sib xws) ntsuas los ntawm Bernard calcimeter ua haujlwm ntawm (a) qhov concentration ntawm calcium, (b) lub sijhawm teeb tsa, (c) OD, (d) pH pib, (e) piv ntawm calcium rau cov tshuaj tua kab mob (rau txhua daim ntawv); thiab (f) qhov ntau tshaj plaws ntawm calcium carbonate tsim tawm rau txhua qhov kev sib xyaw ua ke ntawm calcium thiab cov kab mob.
Hais txog qhov cuam tshuam ntawm pH pib ntawm cov khoom nruab nrab, Daim Duab 6d qhia tau hais tias rau FA thiab FS, CaCO3 ntau lawm tau mus txog qhov siab tshaj plaws ntawm pH 7. Qhov kev soj ntsuam no yog sib xws nrog cov kev tshawb fawb yav dhau los uas FDH enzymes ruaj khov tshaj plaws ntawm pH 7-6.7. Txawm li cas los xij, rau AA thiab AS, CaCO3 nag los nce thaum pH tshaj 7. Cov kev tshawb fawb yav dhau los kuj qhia tau hais tias qhov pH zoo tshaj plaws rau CoA enzyme kev ua ub no yog los ntawm 8 txog 9.2-6.8. Xav txog tias qhov pH zoo tshaj plaws rau CoA enzyme kev ua ub no thiab B. amyloliquefaciens kev loj hlob yog (8-9.2) thiab (6-8), feem (Daim Duab 5a), qhov pH zoo tshaj plaws ntawm AA formulation yuav tsum yog 8, thiab ob qhov pH sib tshooj. Qhov tseeb no tau lees paub los ntawm kev sim, raws li pom hauv Daim Duab 6d. Vim tias qhov pH zoo tshaj plaws rau kev loj hlob ntawm B. subtilis yog 7-9 (Daim Duab 5b) thiab qhov pH zoo tshaj plaws rau CoA enzyme kev ua haujlwm yog 8-9.2, qhov siab tshaj plaws ntawm CaCO3 nag lossis daus yuav tsum nyob rau hauv pH ntau ntawm 8-9, uas tau lees paub los ntawm Daim Duab 6d (piv txwv li, qhov pH nag lossis daus zoo tshaj plaws yog 9). Cov txiaj ntsig tau pom hauv Daim Duab 6e qhia tias qhov piv zoo tshaj plaws ntawm cov tshuaj calcium rau cov tshuaj kab mob yog 1 rau ob qho tib si acetate thiab formate. Rau kev sib piv, kev ua tau zoo ntawm cov qauv sib txawv (piv txwv li, AA, AS, FA, thiab FS) tau soj ntsuam raws li qhov siab tshaj plaws CaCO3 tsim nyob rau hauv ntau yam mob (piv txwv li, qhov concentration ntawm calcium, lub sijhawm kho, OD, qhov piv ntawm calcium rau cov tshuaj kab mob, thiab pH pib). Ntawm cov qauv uas tau kawm, cov qauv FS muaj qhov siab tshaj plaws CaCO3 tsim, uas yog kwv yees li peb zaug ntawm cov qauv AA (Daim Duab 6f). Plaub qhov kev sim tswj tsis muaj kab mob tau ua rau ob qho tib si calcium thiab tsis muaj CaCO3 nag lossis daus tau pom tom qab 30 hnub.
Cov duab thaij los ntawm lub tshuab tsom iav ntawm txhua cov qauv qhia tau hais tias vaterite yog theem tseem ceeb uas calcium carbonate tau tsim (Daim Duab 7). Cov vaterite crystals yog spherical hauv cov duab 69, 70, 71. Nws tau pom tias calcium carbonate precipitated rau ntawm cov kab mob cell vim tias qhov chaw ntawm cov kab mob cell tau raug them tsis zoo thiab tuaj yeem ua haujlwm ua adsorbent rau divalent cations. Siv cov qauv FS ua piv txwv hauv txoj kev tshawb fawb no, tom qab 24 teev, calcium carbonate pib tsim rau ntawm qee cov kab mob cell (Daim Duab 7a), thiab tom qab 48 teev, tus lej ntawm cov kab mob cell coated nrog calcium carbonate nce ntxiv ntau heev. Tsis tas li ntawd, raws li pom hauv Daim Duab 7b, vaterite particles kuj tuaj yeem pom. Thaum kawg, tom qab 72 teev, ntau tus kab mob zoo li raug khi los ntawm vaterite crystals, thiab tus lej ntawm vaterite particles nce ntxiv ntau heev (Daim Duab 7c).
Kev soj ntsuam ntawm CaCO3 nag los ntawm kev siv lub tshuab tsom iav pom kev hauv FS cov khoom sib xyaw dhau sijhawm: (a) 24, (b) 48 thiab (c) 72 teev.
Yuav kom tshawb nrhiav ntxiv txog cov morphology ntawm cov theem precipitated, X-ray diffraction (XRD) thiab SEM kev tshuaj xyuas ntawm cov hmoov tau ua tiav. Cov XRD spectra (Daim duab 8a) thiab SEM micrographs (Daim duab 8b, c) tau lees paub qhov muaj cov vaterite crystals, vim tias lawv muaj cov duab zoo li lettuce thiab kev sib raug zoo ntawm cov vaterite peaks thiab cov precipitate peaks tau pom.
(a) Kev sib piv ntawm X-ray diffraction spectra ntawm CaCO3 thiab vaterite uas tsim. SEM micrographs ntawm vaterite ntawm (b) 1 kHz thiab (c) 5.27 kHz magnification, raws li.
Cov txiaj ntsig ntawm kev sim cua qhov av tau qhia nyob rau hauv Daim Duab 9a, b. Nws tuaj yeem pom los ntawm Daim Duab 9a tias qhov ceev ntawm kev yaig av (TDV) ntawm cov xuab zeb tsis tau kho yog li 4.32 m / s. Ntawm qhov nrawm ntawm 1 l / m² (Daim Duab 9a), qhov ntxhab ntawm cov kab poob av rau cov feem FA, FS, AA thiab UMC yog kwv yees li tib yam li rau cov xuab zeb tsis tau kho. Qhov no qhia tau hais tias kev kho mob ntawm qhov nrawm no tsis ua haujlwm thiab thaum lub zog cua tshaj TDV, cov av nyias nyias ploj mus thiab qhov nrawm ntawm kev yaig av yog tib yam li rau cov xuab zeb tsis tau kho. Qhov ntxhab ntawm kev yaig av ntawm feem AS kuj qis dua li ntawm lwm cov feem nrog cov abscissas qis dua (piv txwv li TDV) (Daim Duab 9a). Cov xub hauv Daim Duab 9b qhia tias ntawm qhov nrawm cua siab tshaj plaws ntawm 25 m / s, tsis muaj kev yaig av tshwm sim hauv cov xuab zeb kho ntawm qhov nrawm ntawm 2 thiab 3 l / m². Hauv lwm lo lus, rau FS, FA, AS thiab UMC, cov dunes tau tiv taus cua daj cua dub los ntawm CaCO³ deposition ntawm daim ntawv thov ntawm 2 thiab 3 l / m² dua li ntawm qhov ceev cua siab tshaj plaws (piv txwv li 25 m / s). Yog li, tus nqi TDV ntawm 25 m / s tau txais hauv cov kev xeem no yog qhov txwv qis dua rau cov nqi thov qhia hauv Daim Duab 9b, tshwj tsis yog rau rooj plaub ntawm AA, qhov twg TDV yuav luag sib npaug rau qhov ceev cua siab tshaj plaws.
Kev sim txog kev yaig ntawm cua (a) Qhov hnyav poob piv rau qhov ceev ntawm cua (qhov siv li ntawm 1 l/m2), (b) Qhov ceev ntawm kev rhuav tshem piv rau qhov siv li ntawm thiab cov qauv (CA rau calcium acetate, CF rau calcium formate).
Daim Duab 10 qhia txog qhov kev puas tsuaj ntawm cov xuab zeb uas tau kho nrog cov qauv sib txawv thiab cov nqi siv tom qab kev sim xuab zeb thiab cov txiaj ntsig ntau tau pom hauv Daim Duab 11. Cov ntaub ntawv tsis tau kho tsis tau pom vim nws tsis qhia tias muaj kev tiv thaiv thiab tau raug puas tsuaj tag nrho (tag nrho cov hnyav poob) thaum lub sijhawm sim xuab zeb. Nws yog qhov tseeb los ntawm Daim Duab 11 tias cov qauv kho nrog biocomposition AA poob 83.5% ntawm nws qhov hnyav ntawm qhov nqi siv ntawm 2 l / m2 thaum tag nrho lwm cov qauv qhia tsawg dua 30% kev puas tsuaj thaum lub sijhawm txheej txheem xuab zeb. Thaum tus nqi siv tau nce mus rau 3 l / m2, tag nrho cov qauv kho tau poob tsawg dua 25% ntawm lawv qhov hnyav. Ntawm ob qho tib si tus nqi siv, cov tshuaj FS tau qhia txog kev tiv thaiv zoo tshaj plaws rau kev puas tsuaj xuab zeb. Qhov siab tshaj plaws thiab tsawg kawg nkaus kev tiv thaiv hauv FS thiab AA kho cov qauv tuaj yeem yog vim lawv qhov siab tshaj plaws thiab tsawg kawg nkaus CaCO3 nag (Daim Duab 6f).
Cov txiaj ntsig ntawm kev tua phom ntawm cov xuab zeb ntawm ntau yam sib txawv ntawm cov nqi ntws ntawm 2 thiab 3 l / m2 (xub qhia qhov kev taw qhia cua, cov ntoo khaub lig qhia qhov kev taw qhia cua perpendicular rau lub dav hlau ntawm daim duab kos).
Raws li pom hauv Daim Duab 12, cov calcium carbonate ntawm tag nrho cov mis tau nce ntxiv thaum qhov kev siv ntau ntxiv ntawm 1 L/m² mus rau 3 L/m². Tsis tas li ntawd, ntawm txhua qhov kev siv ntau, cov mis uas muaj cov calcium carbonate ntau tshaj plaws yog FS, ua raws li FA thiab UMC. Qhov no qhia tau hais tias cov mis no yuav muaj kev tiv thaiv ntawm qhov chaw siab dua.
Daim Duab 13a qhia txog kev hloov pauv ntawm qhov tsis kam ntawm cov av uas tsis tau kho, tswj thiab kho los ntawm kev ntsuas permeameter. Los ntawm daim duab no, nws pom tseeb tias qhov tsis kam ntawm cov av ntawm UMC, AS, FA thiab FS cov qauv tau nce ntxiv ntau nrog rau kev nce ntawm tus nqi thov. Txawm li cas los xij, qhov nce ntawm lub zog ntawm cov av yog me me hauv AA cov qauv. Raws li pom hauv daim duab, FA thiab FS cov qauv ntawm cov MICP uas tsis-urea-degraded muaj qhov permeability zoo dua piv rau urea-degraded MICP. Daim Duab 13b qhia txog kev hloov pauv hauv TDV nrog qhov tsis kam ntawm cov av. Los ntawm daim duab no, nws pom tseeb tias rau cov dunes nrog qhov tsis kam ntawm cov av ntau dua 100 kPa, qhov ceev ntawm qhov txwv stripping yuav tshaj 25 m / s. Txij li thaum qhov tsis kam ntawm cov av hauv situ tuaj yeem ntsuas tau yooj yim los ntawm permeameter, qhov kev paub no tuaj yeem pab kwv yees TDV thaum tsis muaj kev sim cua qhov av, yog li ua haujlwm ua qhov ntsuas kev tswj hwm zoo rau kev siv hauv daim teb.
Cov txiaj ntsig SEM tau pom hauv Daim Duab 14. Cov duab 14a-b qhia cov khoom me me ntawm cov qauv av tsis tau kho, uas qhia meej tias nws sib koom ua ke thiab tsis muaj kev sib txuas lossis kev sib txuas ntuj. Daim Duab 14c qhia SEM micrograph ntawm cov qauv tswj kho nrog urea-degraded MICP. Daim duab no qhia txog qhov muaj CaCO3 precipitates ua calcite polymorphs. Raws li tau pom hauv Daim Duab 14d-o, cov CaCO3 precipitated khi cov khoom me me ua ke; spherical vaterite crystals kuj tuaj yeem txheeb xyuas tau hauv SEM micrographs. Cov txiaj ntsig ntawm txoj kev tshawb fawb no thiab cov kev tshawb fawb yav dhau los qhia tias CaCO3 bonds tsim ua vaterite polymorphs kuj tuaj yeem muab lub zog kho tshuab tsim nyog; peb cov txiaj ntsig qhia tau tias qhov tsis kam ntawm qhov chaw nce mus txog 350 kPa thiab qhov ceev sib cais nce ntxiv los ntawm 4.32 mus rau ntau dua 25 m / s. Qhov tshwm sim no yog sib xws nrog cov txiaj ntsig ntawm kev tshawb fawb yav dhau los uas lub matrix ntawm MICP-precipitated CaCO3 yog vaterite, uas muaj lub zog kho tshuab tsim nyog thiab cua tsis kam tiv taus13,40 thiab tuaj yeem tswj tau cua tsis kam tiv taus txawm tias tom qab 180 hnub ntawm kev raug rau cov xwm txheej ib puag ncig hauv thaj teb13.
(a, b) SEM micrographs ntawm cov av tsis tau kho, (c) MICP urea degradation tswj, (df) cov qauv kho AA, (gi) cov qauv kho AS, (jl) cov qauv kho FA, thiab (mo) cov qauv kho FS ntawm tus nqi thov ntawm 3 L / m2 ntawm ntau qhov loj me.
Daim Duab 14d-f qhia tau hais tias tom qab kho nrog AA cov tshuaj sib xyaw, calcium carbonate tau poob rau ntawm qhov chaw thiab ntawm cov xuab zeb, thaum qee cov xuab zeb tsis tau txheej kuj tau pom. Rau cov khoom AS, txawm hais tias qhov ntau ntawm CaCO3 tsim tsis nce ntxiv ntau (Daim Duab 6f), qhov ntau ntawm kev sib cuag ntawm cov xuab zeb uas tshwm sim los ntawm CaCO3 tau nce ntxiv ntau piv rau AA cov tshuaj sib xyaw (Daim Duab 14g-i).
Los ntawm Cov Duab 14j-l thiab 14m-o nws yog qhov tseeb tias kev siv calcium formate ua qhov chaw calcium ua rau muaj kev nce ntxiv hauv CaCO3 nag piv rau AS compound, uas yog sib xws nrog cov ntsuas calcium hauv Daim Duab 6f. Qhov CaCO3 ntxiv no zoo li feem ntau yog tso rau ntawm cov xuab zeb thiab tsis tas yuav txhim kho qhov zoo ntawm kev sib cuag. Qhov no lees paub qhov kev coj cwj pwm uas tau pom ua ntej: txawm tias muaj qhov sib txawv ntawm qhov ntau ntawm CaCO3 nag (Daim Duab 6f), peb cov qauv (AS, FA thiab FS) tsis txawv ntau ntawm kev ua haujlwm tiv thaiv eolian (cua) (Daim Duab 11) thiab kev tiv thaiv ntawm qhov chaw (Daim Duab 13a).
Yuav kom pom tau zoo dua cov kab mob CaCO3 coated thiab cov kab mob imprint ntawm cov precipitated crystals, magnification SEM micrographs tau coj thiab cov txiaj ntsig tau qhia hauv Daim Duab 15. Raws li tau qhia, calcium carbonate precipitates ntawm cov kab mob cell thiab muab cov nuclei xav tau rau cov nag nyob ntawd. Daim duab kuj qhia txog cov kev sib txuas nquag thiab tsis nquag uas tshwm sim los ntawm CaCO3. Nws tuaj yeem xaus lus tias txhua qhov kev nce hauv cov kev sib txuas tsis nquag tsis tas yuav ua rau muaj kev txhim kho ntxiv hauv kev coj tus cwj pwm kho tshuab. Yog li ntawd, kev nce CaCO3 nag tsis tas yuav ua rau muaj zog kho tshuab ntau dua thiab cov qauv nag ua lub luag haujlwm tseem ceeb. Lub ntsiab lus no kuj tau kawm hauv cov haujlwm ntawm Terzis thiab Laloui72 thiab Soghi thiab Al-Kabani45,73. Txhawm rau tshawb nrhiav ntxiv txog kev sib raug zoo ntawm cov qauv nag thiab lub zog kho tshuab, kev tshawb fawb MICP siv µCT imaging raug pom zoo, uas yog dhau ntawm qhov kev tshawb fawb no (piv txwv li, kev qhia txog ntau yam kev sib xyaw ua ke ntawm calcium qhov chaw thiab cov kab mob rau ammonia-free MICP).
CaCO3 ua rau muaj kev sib txuas ua haujlwm thiab tsis ua haujlwm hauv cov qauv kho nrog (a) AS cov khoom sib xyaw thiab (b) FS cov khoom sib xyaw thiab tawm hauv cov cim ntawm cov kab mob cell ntawm cov av noo.
Raws li pom hauv Daim Duab 14j-o thiab 15b, muaj zaj duab xis CaCO (raws li EDX kev tshuaj xyuas, feem pua ​​​​​​ntawm txhua yam khoom hauv zaj duab xis yog carbon 11%, oxygen 46.62% thiab calcium 42.39%, uas ze heev rau feem pua ​​​​​​ntawm CaCO hauv Daim Duab 16). Zaj duab xis no npog cov vaterite crystals thiab cov av me me, pab tswj kev ncaj ncees ntawm cov av-dediment system. Qhov muaj zaj duab xis no tsuas yog pom hauv cov qauv kho nrog cov qauv formate-based.
Rooj 2 piv rau lub zog ntawm qhov chaw, qhov ceev ntawm qhov tawg, thiab cov ntsiab lus CaCO3 bioinduced ntawm cov av kho nrog urea-degrading thiab non-urea-degrading MICP txoj hauv kev hauv kev tshawb fawb yav dhau los thiab kev tshawb fawb no. Kev tshawb fawb txog kev tiv thaiv cua ntawm cov qauv dune kho MICP yog txwv. Meng et al. tshawb xyuas qhov kev tiv thaiv cua ntawm cov qauv dune kho urea-degrading MICP siv lub tshuab cua nplooj,13 thaum nyob rau hauv kev tshawb fawb no, cov qauv dune tsis-urea-degrading (nrog rau kev tswj hwm urea-degrading) tau sim hauv qhov av cua thiab kho nrog plaub qhov sib xyaw ua ke ntawm cov kab mob thiab cov tshuaj.
Raws li pom tau, qee qhov kev tshawb fawb yav dhau los tau xav txog cov nqi thov siab tshaj 4 L / m213,41,74. Nws yog ib qho tsim nyog sau cia tias cov nqi thov siab yuav tsis yooj yim siv rau hauv daim teb los ntawm qhov kev xav ntawm kev lag luam vim yog cov nqi cuam tshuam nrog kev muab dej, kev thauj mus los thiab kev siv cov dej ntau. Cov nqi thov qis dua xws li 1.62-2 L / m2 kuj tau ua tiav qhov muaj zog zoo ntawm qhov chaw txog li 190 kPa thiab TDV tshaj 25 m / s. Hauv kev tshawb fawb tam sim no, cov dunes kho nrog formate-based MICP tsis muaj urea degradation tau ua tiav qhov muaj zog siab ntawm qhov chaw uas sib piv rau cov uas tau txais nrog txoj kev urea degradation hauv tib qhov ntau ntawm cov nqi thov (piv txwv li, cov qauv kho nrog formate-based MICP tsis muaj urea degradation kuj muaj peev xwm ua tiav tib qhov ntau ntawm cov nqi zog ntawm qhov chaw raws li tau tshaj tawm los ntawm Meng et al., 13, Daim Duab 13a) ntawm cov nqi thov siab dua. Kuj tseem pom tau tias ntawm tus nqi thov ntawm 2 L / m2, qhov tso zis ntawm calcium carbonate rau kev txo qhov cua ntawm qhov ceev ntawm 25 m / s yog 2.25% rau formate-based MICP tsis muaj urea degradation, uas yog ze heev rau qhov xav tau ntawm CaCO3 (piv txwv li 2.41%) piv rau cov dunes kho nrog kev tswj MICP nrog urea degradation ntawm tib daim ntawv thov tus nqi thiab tib lub cua ceev (25 m / s).
Yog li, nws tuaj yeem xaus lus los ntawm lub rooj no tias ob qho tib si txoj kev puas tsuaj urea thiab txoj kev puas tsuaj urea-free tuaj yeem muab kev ua tau zoo heev hauv kev tiv thaiv ntawm qhov chaw thiab TDV. Qhov sib txawv tseem ceeb yog tias txoj kev puas tsuaj urea-free tsis muaj ammonia thiab yog li ntawd muaj qhov cuam tshuam tsawg dua rau ib puag ncig. Tsis tas li ntawd, txoj kev formate-based MICP tsis muaj urea degradation uas tau hais hauv kev tshawb fawb no zoo li ua tau zoo dua li txoj kev acetate-based MICP tsis muaj urea degradation. Txawm hais tias Mohebbi et al. kawm txog txoj kev acetate-based MICP tsis muaj urea degradation, lawv txoj kev tshawb fawb suav nrog cov qauv ntawm cov chaw tiaj tus9. Vim yog qib siab dua ntawm kev yaig los ntawm kev tsim eddy nyob ib puag ncig cov qauv dune thiab qhov tshwm sim shear, uas ua rau TDV qis dua, cua yaig ntawm cov qauv dune xav tias yuav pom tseeb dua li ntawm cov chaw tiaj tus ntawm tib qhov ceev.