nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ နောက်ဆုံးထွက် browser ဗားရှင်းကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ compatibility mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ပံ့ပိုးမှုဆက်လက်ရရှိစေရန်အတွက် ဤဆိုက်တွင် style များ သို့မဟုတ် JavaScript မပါဝင်ပါ။
ဖုန်မုန်တိုင်းများသည် စိုက်ပျိုးရေး၊ လူ့ကျန်းမာရေး၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကွန်ရက်များနှင့် အခြေခံအဆောက်အအုံများအပေါ် ၎င်းတို့၏ ပျက်စီးစေသော သက်ရောက်မှုကြောင့် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ နိုင်ငံများစွာအတွက် ပြင်းထန်သောခြိမ်းခြောက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် လေတိုက်စားမှုကို ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာပြဿနာတစ်ခုအဖြစ် သတ်မှတ်ကြသည်။ လေတိုက်စားမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော ချဉ်းကပ်မှုများထဲမှ တစ်ခုမှာ အဏုဇီဝများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ကာဗွန်နိတ် မိုးရွာသွန်းမှု (MICP) ကို အသုံးပြုခြင်း ဖြစ်သည်။ သို့သော် အမိုးနီးယားကဲ့သို့သော ယူရီးယားပျက်စီးမှုအခြေခံ MICP ၏ ဘေးထွက်ပစ္စည်းများသည် ပမာဏများစွာ ထုတ်လုပ်သည့်အခါ အကောင်းဆုံးမဟုတ်ပါ။ ဤလေ့လာမှုတွင် ယူရီးယားကို မထုတ်လုပ်ဘဲ MICP ပျက်စီးမှုအတွက် ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်ဘက်တီးရီးယား ဖော်မြူလာနှစ်မျိုးကို တင်ပြထားပြီး ၎င်းတို့၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အမိုးနီးယားမထုတ်လုပ်သော ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်ဘက်တီးရီးယား ဖော်မြူလာနှစ်မျိုးနှင့် ပြည့်စုံစွာ နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ ထည့်သွင်းစဉ်းစားထားသော ဘက်တီးရီးယားများမှာ Bacillus subtilis နှင့် Bacillus amyloliquefaciens တို့ဖြစ်သည်။ ပထမဦးစွာ CaCO3 ဖွဲ့စည်းမှုကို ထိန်းချုပ်သောအချက်များ၏ အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးများကို ဆုံးဖြတ်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် အကောင်းဆုံးဖော်မြူလာများဖြင့် ကုသထားသော သဲသဲနမူနာများတွင် လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းစမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်၊ stripping threshold velocity နှင့် သဲဗုံးကြဲမှုခံနိုင်ရည်ကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် (CaCO3) allomorphs များကို optical microscopy၊ scanning electron microscopy (SEM) နှင့် X-ray diffraction analysis တို့ကို အသုံးပြု၍ အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်အခြေခံ ဖော်မြူလာများသည် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့်ပတ်သက်၍ acetate အခြေခံ ဖော်မြူလာများထက် သိသိသာသာ ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ လုပ်ဆောင်နိုင်ခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ B. subtilis သည် B. amyloliquefaciens ထက် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် ပိုမိုထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ SEM မိုက်ခရိုဂရပ်များသည် အနည်ထိုင်ခြင်းကြောင့် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပေါ်တွင် တက်ကြွသောနှင့် မတက်ကြွသော ဘက်တီးရီးယားများ ချည်နှောင်ခြင်းနှင့် အမှတ်အသားပြုခြင်းကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ပြသခဲ့သည်။ ဖော်မြူလာအားလုံးသည် လေတိုက်စားမှုကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးခဲ့သည်။
လေတိုက်စားမှုသည် အမေရိကန်ပြည်ထောင်စု အနောက်တောင်ပိုင်း၊ တရုတ်နိုင်ငံ အနောက်ပိုင်း၊ ဆာဟာရအာဖရိကနှင့် အရှေ့အလယ်ပိုင်းဒေသအများစုကဲ့သို့သော ခြောက်သွေ့သောနှင့် တစ်ဝက်ခြောက်သွေ့သောဒေသများ ရင်ဆိုင်နေရသော အဓိကပြဿနာတစ်ခုအဖြစ် ကြာမြင့်စွာကတည်းက အသိအမှတ်ပြုထားခဲ့သည်။ ခြောက်သွေ့ပြီး အလွန်အမင်းခြောက်သွေ့သော ရာသီဥတုတွင် မိုးရွာသွန်းမှုနည်းပါးခြင်းကြောင့် ဤဒေသများ၏ အစိတ်အပိုင်းအများစုကို သဲကန္တာရများ၊ သဲခုံများနှင့် စိုက်ပျိုးမြေများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲစေခဲ့သည်။ လေတိုက်စားမှု ဆက်လက်ဖြစ်ပွားခြင်းသည် သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကွန်ရက်များ၊ စိုက်ပျိုးမြေများနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းမြေများကဲ့သို့သော အခြေခံအဆောက်အအုံများအပေါ် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာခြိမ်းခြောက်မှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဤဒေသများတွင် နေထိုင်မှုအခြေအနေ ညံ့ဖျင်းခြင်းနှင့် မြို့ပြဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကုန်ကျစရိတ် မြင့်မားခြင်းတို့ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်2,3,4။ အရေးကြီးသည်မှာ လေတိုက်စားမှုသည် ၎င်းဖြစ်ပွားသည့်နေရာကိုသာမက ဝေးလံခေါင်သီသော ရပ်ရွာများတွင် ကျန်းမာရေးနှင့် စီးပွားရေးပြဿနာများကိုလည်း ဖြစ်စေသည်5,6။
လေတိုက်စားမှုထိန်းချုပ်ခြင်းသည် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာပြဿနာတစ်ခုအဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ လေတိုက်စားမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် မြေဆီလွှာတည်ငြိမ်စေသည့် နည်းလမ်းအမျိုးမျိုးကို အသုံးပြုကြသည်။ ဤနည်းလမ်းများတွင် ရေအသုံးပြုမှု၇၊ ဆီဖုံးအုပ်ပစ္စည်းများ၈၊ ဇီဝပိုလီမာ၅၊ အဏုဇီဝကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော ကာဗွန်နိတ်မိုးရွာသွန်းမှု (MICP)၉၊၁၀၊၁၁၊၁၂ နှင့် အင်ဇိုင်းကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော ကာဗွန်နိတ်မိုးရွာသွန်းမှု (EICP)၁ ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများ ပါဝင်သည်။ မြေဆီလွှာစိုစွတ်ခြင်းသည် လယ်ကွင်းတွင် ဖုန်မှုန့်နှိမ်နင်းရေး၏ စံနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ သို့သော် ၎င်း၏ လျင်မြန်စွာ ရေငွေ့ပျံခြင်းသည် ဤနည်းလမ်းကို ခြောက်သွေ့သောနှင့် တစ်ဝက်ခြောက်သွေ့သောဒေသများတွင် ထိရောက်မှုအကန့်အသတ်ဖြစ်စေသည်၁။ ဆီဖုံးအုပ်ပစ္စည်းများ အသုံးပြုခြင်းသည် သဲပေါင်းစပ်မှုနှင့် အမှုန်အမွှားများအကြား ပွတ်တိုက်မှုကို တိုးစေသည်။ ၎င်းတို့၏ စုစည်းနိုင်သောဂုဏ်သတ္တိသည် သဲမှုန်များကို အတူတကွ ချည်နှောင်ပေးသည်။ သို့သော် ဆီဖုံးအုပ်ပစ္စည်းများသည် အခြားပြဿနာများကိုလည်း ဖြစ်စေသည်။ ၎င်းတို့၏ မှောင်မိုက်သောအရောင်သည် အပူစုပ်ယူမှုကို တိုးစေပြီး အပင်များနှင့် အဏုဇီဝပိုးမွှားများ သေဆုံးစေသည်။ ၎င်းတို့၏ အနံ့နှင့် အငွေ့များသည် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာပြဿနာများကို ဖြစ်စေနိုင်ပြီး အထူးသဖြင့် ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသောကုန်ကျစရိတ်သည် နောက်ထပ်အတားအဆီးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဇီဝပိုလီမာများသည် လေတိုက်စားမှုကို လျှော့ချရန်အတွက် မကြာသေးမီက အဆိုပြုထားသော ဂေဟစနစ်နှင့် သဟဇာတဖြစ်သော နည်းလမ်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို အပင်များ၊ တိရစ္ဆာန်များနှင့် ဘက်တီးရီးယားများကဲ့သို့သော သဘာဝအရင်းအမြစ်များမှ ထုတ်ယူသည်။ Xanthan gum၊ guar gum၊ chitosan နှင့် gellan gum တို့သည် အင်ဂျင်နီယာအသုံးချမှုများတွင် အသုံးအများဆုံး ဇီဝပိုလီမာများဖြစ်သည်၅။ သို့သော် ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော ဇီဝပိုလီမာများသည် ရေနှင့်ထိတွေ့သောအခါ အစွမ်းသတ္တိဆုံးရှုံးပြီး မြေဆီလွှာမှ စိမ့်ထွက်နိုင်သည်13,14။ EICP သည် ကတ္တရာလမ်းများ၊ အနည်အနှစ်ကန်များနှင့် ဆောက်လုပ်ရေးလုပ်ငန်းခွင်များ အပါအဝင် အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးအတွက် ထိရောက်သောဖုန်မှုန့်နှိမ်နင်းရေးနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်ကြောင်း ပြသထားသည်။ ၎င်း၏ရလဒ်များသည် အားရစရာကောင်းသော်လည်း ကုန်ကျစရိတ်နှင့် nucleation sites မရှိခြင်း (၎င်းသည် CaCO3 ပုံဆောင်ခဲများဖွဲ့စည်းခြင်းနှင့် မိုးရွာသွန်းခြင်းကို အရှိန်မြှင့်စေသည်15,16) ကဲ့သို့သော အလားအလာရှိသော အားနည်းချက်အချို့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်။
MICP ကို ​​၁၉ ရာစုနှောင်းပိုင်းတွင် Murray နှင့် Irwin (1890) နှင့် Steinmann (1901) တို့က ပင်လယ်အဏုဇီဝပိုးမွှားများမှ ယူရီးယားပြိုကွဲခြင်းကို လေ့လာရာတွင် ပထမဆုံးဖော်ပြခဲ့သည်17။ MICP သည် အမျိုးမျိုးသော အဏုဇီဝလှုပ်ရှားမှုများနှင့် ဓာတုဖြစ်စဉ်များပါဝင်သည့် သဘာဝအတိုင်း ဖြစ်ပေါ်လာသော ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများနှင့် အဏုဇီဝဇီဝဖြစ်စဉ်များမှ ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများ၏ ဓာတ်ပြုမှုဖြင့် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် အလျင်အမြန် ဖြစ်ပေါ်လာသည်18,19။ ယူရီးယားပြိုကွဲစေသော နိုက်ထရိုဂျင်စက်ဝန်း (ယူရီးယားပြိုကွဲစေသော MICP) ပါဝင်သော MICP သည် အဏုဇီဝများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ကာဗွန်နိတ် ရွာသွန်းမှု၏ အသုံးအများဆုံးအမျိုးအစားဖြစ်ပြီး ဘက်တီးရီးယားများမှ ထုတ်လုပ်သော ယူရီးယားသည် ယူရီးယား20,21,22,23,24,25,26,27 ၏ hydrolysis ကို အောက်ပါအတိုင်း အရှိန်မြှင့်ပေးသည်-
အော်ဂဲနစ်ဆားဓာတ်တိုးခြင်း၏ ကာဗွန်သံသရာ (urea ပြိုကွဲခြင်းအမျိုးအစားမပါဘဲ MICP) တွင်၊ heterotrophic ဘက်တီးရီးယားများသည် acetate၊ lactate၊ citrate၊ succinate၊ oxalate၊ malate နှင့် glyoxylate ကဲ့သို့သော အော်ဂဲနစ်ဆားများကို ကာဗွန်နိတ်သတ္တုဓာတ်များထုတ်လုပ်ရန် စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်များအဖြစ် အသုံးပြုကြသည်။ ကာဗွန်အရင်းအမြစ်အဖြစ် ကယ်လ်စီယမ်လက်တိတ်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများရှိနေချိန်တွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းခြင်း၏ ဓာတုဓာတ်ပြုမှုကို ညီမျှခြင်း (5) တွင် ပြသထားသည်။
MICP လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များသည် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် ရွာသွန်းမှုအတွက် အထူးအရေးကြီးသော nucleation sites များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်မျက်နှာပြင်သည် အနုတ်လက္ခဏာဆောင်ပြီး ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများကဲ့သို့သော divalent cations များအတွက် adsorbent အဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများကို ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များပေါ်သို့ စုပ်ယူခြင်းဖြင့် ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းပါဝင်မှု လုံလောက်သောအခါ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်နှင့် ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများ ဓာတ်ပြုပြီး ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်သည် ဘက်တီးရီးယားမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ရွာသွန်းပါသည်။29,30 လုပ်ငန်းစဉ်ကို အောက်ပါအတိုင်း အကျဉ်းချုပ်နိုင်ပါသည်31,32:
ဇီဝမှထုတ်လုပ်ထားသော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပုံဆောင်ခဲများကို ကယ်လ်ဆိုက်၊ ဗာတာရိုက်နှင့် အာရာဂိုနိုက်ဟူ၍ အမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင် ကယ်လ်ဆိုက်နှင့် ဗတာရိုက်တို့သည် ဘက်တီးရီးယားများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် allomorphs များအဖြစ် အများဆုံးဖြစ်သည်။ ကယ်လ်ဆိုက်သည် အပူဒိုင်းနမစ်အရ အတည်ငြိမ်ဆုံး ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် allomorph35 ဖြစ်သည်။ ဗတာရိုက်သည် မက်တာစတက်လွယ်သည်ဟု သတင်းပို့ထားသော်လည်း နောက်ဆုံးတွင် ကယ်လ်ဆိုက်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်36,37။ ဗတာရိုက်သည် ဤပုံဆောင်ခဲများထဲတွင် အသိပ်သည်းဆုံးဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အရွယ်အစားပိုကြီးသောကြောင့် အခြားကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပုံဆောင်ခဲများထက် အပေါက်ဖြည့်နိုင်စွမ်းပိုကောင်းသော ဆဋ္ဌဂံပုံသဏ္ဍာန်ပုံဆောင်ခဲဖြစ်ပြီး38။ urea-degraded နှင့် urea-undegraded MICP နှစ်မျိုးလုံးသည် vaterite13,39,40,41 ကို ရွာသွန်းစေနိုင်သည်။
MICP သည် ပြဿနာရှိသော မြေဆီလွှာများနှင့် လေတိုက်စားမှုဒဏ်ခံရလွယ်သော မြေဆီလွှာများကို တည်ငြိမ်အောင်လုပ်ဆောင်ရာတွင် အလားအလာကောင်းများ ပြသထားသော်လည်း42,43,44,45,46,47,48၊ ယူရီးယား ဟိုက်ဒရိုလိုက်စစ်၏ ဘေးထွက်ပစ္စည်းတစ်ခုမှာ အမိုးနီးယားဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ထိတွေ့မှုအဆင့်ပေါ် မူတည်၍ အပျော့စားမှ ပြင်းထန်သော ကျန်းမာရေးပြဿနာများကို ဖြစ်စေနိုင်သည်49။ ဤဘေးထွက်ဆိုးကျိုးသည် ဤနည်းပညာအသုံးပြုမှုကို အငြင်းပွားဖွယ်ရာဖြစ်စေသည်၊ အထူးသဖြင့် ဖုန်မှုန့်နှိမ်နင်းခြင်းကဲ့သို့သော ဧရိယာကြီးများကို ကုသရန် လိုအပ်သည့်အခါတွင်ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ လုပ်ငန်းစဉ်ကို မြင့်မားသော အသုံးချမှုနှုန်းနှင့် ပမာဏများစွာဖြင့် လုပ်ဆောင်သောအခါ အမိုးနီးယား၏ အနံ့သည် မခံမရပ်နိုင်ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ လက်တွေ့အသုံးချမှုကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်။ မကြာသေးမီက လေ့လာမှုများအရ အမိုးနီးယားအိုင်းယွန်းများကို ၎င်းတို့ကို struvite ကဲ့သို့သော အခြားထုတ်ကုန်များအဖြစ် ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် လျှော့ချနိုင်ကြောင်း ပြသထားသော်လည်း ဤနည်းလမ်းများသည် အမိုးနီးယားအိုင်းယွန်းများကို လုံးဝဖယ်ရှားခြင်းမဟုတ်ပါ။ ထို့ကြောင့် အမိုးနီးယားအိုင်းယွန်းများကို မထုတ်လုပ်သော အခြားဖြေရှင်းနည်းများကို စူးစမ်းလေ့လာရန် လိုအပ်နေဆဲဖြစ်သည်။ MICP အတွက် ယူရီးယားမဟုတ်သော ပြိုကွဲမှုလမ်းကြောင်းများကို အသုံးပြုခြင်းသည် လေတိုက်စားမှု လျှော့ချရေးနှင့်ပတ်သက်၍ ကောင်းစွာ မစူးစမ်းလေ့လာထားသော အလားအလာရှိသော ဖြေရှင်းနည်းတစ်ခုကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်။ Fattahi et al. Mohebbi နှင့်အဖွဲ့သည် ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်နှင့် Bacillus megaterium41 ကိုအသုံးပြု၍ urea-free MICP ပြိုကွဲမှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ သို့သော် ၎င်းတို့၏လေ့လာမှုကို လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်ကို နောက်ဆုံးတွင် တိုးတက်ကောင်းမွန်စေနိုင်သည့် အခြားကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်များနှင့် heterotrophic ဘက်တီးရီးယားများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းမပြုခဲ့ပါ။ လေတိုက်စားမှုလျှော့ချရေးတွင် urea-free ပြိုကွဲမှုလမ်းကြောင်းများနှင့် urea ပြိုကွဲမှုလမ်းကြောင်းများကို နှိုင်းယှဉ်သည့် စာပေများလည်း ချို့တဲ့နေပါသည်။
ထို့အပြင်၊ လေတိုက်စားမှုနှင့် ဖုန်မှုန့်ထိန်းချုပ်မှုလေ့လာမှုအများစုကို ပြားချပ်သောမျက်နှာပြင်ရှိသော မြေနမူနာများတွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။၁၊၅၁၊၅၂၊၅၃ သို့သော် ပြားချပ်သောမျက်နှာပြင်များသည် တောင်ကုန်းများနှင့် ချိုင့်ဝှမ်းများထက် သဘာဝတွင် တွေ့ရခဲသည်။ ထို့ကြောင့် သဲကန္တာရဒေသများတွင် သဲကန္တာရအဖြစ်ဆုံး ရှုခင်းအင်္ဂါရပ်များဖြစ်သည်။
အထက်ဖော်ပြပါ ချို့ယွင်းချက်များကို ကျော်လွှားရန်အတွက် ဤလေ့လာမှုသည် အမိုးနီးယားမထုတ်လုပ်သော ဘက်တီးရီးယားပစ္စည်းများအသစ်တစ်ခုကို မိတ်ဆက်ပေးရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။ ဤရည်ရွယ်ချက်အတွက်၊ ယူရီးယားမပျက်စီးစေသော MICP လမ်းကြောင်းများကို ကျွန်ုပ်တို့ ထည့်သွင်းစဉ်းစားခဲ့ပါသည်။ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှစ်ခု (ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်) ၏ ထိရောက်မှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့ပါသည်။ စာရေးသူများ၏ အကောင်းဆုံးဗဟုသုတအရ၊ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယားပေါင်းစပ်မှုနှစ်ခု (ဆိုလိုသည်မှာ ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်-Bacillus subtilis နှင့် ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်-Bacillus amyloliquefaciens) ကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်နိတ်မိုးရွာသွန်းမှုကို ယခင်လေ့လာမှုများတွင် စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့ခြင်းမရှိပါ။ ဤဘက်တီးရီးယားများကို ရွေးချယ်မှုသည် ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်တို့ ဓာတ်တိုးခြင်းကို မိုက်ခရိုဘိုင်ကယ်ကာဗွန်နိတ်မိုးရွာသွန်းမှုဖြစ်ပေါ်စေရန် အရှိန်မြှင့်ပေးသည့် ၎င်းတို့ထုတ်လုပ်သော အင်ဇိုင်းများအပေါ် အခြေခံခဲ့သည်။ pH၊ ဘက်တီးရီးယားအမျိုးအစားများနှင့် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်များနှင့် ၎င်းတို့၏ပါဝင်မှုများ၊ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပျော်ရည်နှင့် ဘက်တီးရီးယားအချိုးနှင့် ခြောက်သွေ့ချိန်ကဲ့သို့သော အကောင်းဆုံးအချက်များကို ရှာဖွေရန် ကျွန်ုပ်တို့သည် ပြည့်စုံသော စမ်းသပ်လေ့လာမှုတစ်ခုကို ဒီဇိုင်းထုတ်ခဲ့ပါသည်။ နောက်ဆုံးအနေနဲ့ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် ရွာသွန်းမှုမှတစ်ဆင့် လေတိုက်စားမှုကို နှိမ်နင်းရာမှာ ဒီဘက်တီးရီးယား အာနိသင်တွေရဲ့ ထိရောက်မှုကို သဲသောင်ပြင်တွေမှာ လေတိုက်စားမှုပမာဏ၊ သဲရဲ့ လေတိုက်နှုန်းကန့်သတ်ချက်နဲ့ လေတိုက်အား ခံနိုင်ရည်ကို ဆုံးဖြတ်ဖို့ လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်း စမ်းသပ်မှုတွေကို ပြုလုပ်ခြင်းအားဖြင့် စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့ပြီး၊ ထိုးဖောက်မှုတိုင်းတာမှုတွေနဲ့ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ လေ့လာမှုတွေ (ဥပမာ X-ray diffraction (XRD) ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနဲ့ စကင်န်ဖတ်အီလက်ထရွန် မိုက်ခရိုစကုပ် (SEM)) ကိုလည်း လုပ်ဆောင်ခဲ့ပါတယ်။
ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများနှင့် ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများ လိုအပ်ပါသည်။ ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများကို ကယ်လ်စီယမ်ကလိုရိုက်၊ ကယ်လ်စီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်နှင့် အဆီထုတ်နို့မှုန့်ကဲ့သို့သော ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်အမျိုးမျိုးမှ ရရှိနိုင်ပါသည်54,55။ ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများကို ယူရီးယားရေဓာတ်ပြိုကွဲခြင်းနှင့် အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ၏ aerobic သို့မဟုတ် anaerobic oxidation ကဲ့သို့သော အဏုဇီဝနည်းအမျိုးမျိုးဖြင့် ထုတ်လုပ်နိုင်ပါသည်56။ ဤလေ့လာမှုတွင် ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများကို ဖော်မတ်နှင့် အက်စီတိတ်တို့၏ ဓာတ်တိုးခြင်းတုံ့ပြန်မှုမှ ရရှိခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဖော်မတ်နှင့် အက်စီတိတ်၏ ကယ်လ်စီယမ်ဆားများကို အသုံးပြု၍ သန့်စင်သော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သောကြောင့် CO2 နှင့် H2O ကိုသာ ဘေးထွက်ပစ္စည်းများအဖြစ် ရရှိခဲ့သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ပစ္စည်းတစ်ခုတည်းသာ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်နိတ်ရင်းမြစ်အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပြီး အမိုးနီးယားကို မထုတ်လုပ်ပါ။ ဤဝိသေသလက္ခဏာများသည် ကျွန်ုပ်တို့ အလွန်အလားအလာကောင်းသော ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းကို ဖြစ်စေသည်။
ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်တို့သည် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းရန် သက်ဆိုင်ရာဓာတ်ပြုမှုများကို ဖော်မြူလာများ (7)-(14) တွင် ပြသထားသည်။ ဖော်မြူလာများ (7)-(11) တွင် ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်သည် ရေတွင်ပျော်ဝင်ပြီး ဖော်မစ်အက်ဆစ် သို့မဟုတ် ဖော်မတ်ဖွဲ့စည်းကြောင်း ပြသထားသည်။ ထို့ကြောင့် ပျော်ရည်သည် လွတ်လပ်သောကယ်လ်စီယမ်နှင့် ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်အိုင်းယွန်းများ၏ အရင်းအမြစ်ဖြစ်သည် (ဖော်မြူလာများ 8 နှင့် 9)။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်၏ အောက်ဆီဒေးရှင်း၏ ရလဒ်အနေဖြင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ရှိ ကာဗွန်အက်တမ်များသည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသည် (ဖော်မြူလာ 10)။ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ကို နောက်ဆုံးတွင် ဖွဲ့စည်းသည် (ဖော်မြူလာများ 11 နှင့် 12)။
အလားတူပင်၊ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ကို ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်မှ ဖွဲ့စည်းထားသည် (ညီမျှခြင်း ၁၃–၁၅)၊ သို့သော် ဖော်မစ်အက်ဆစ်အစား အက်စီတစ်အက်ဆစ် သို့မဟုတ် အက်စီတိတ်ကို ဖွဲ့စည်းသည်။
အင်ဇိုင်းများမရှိလျှင် acetate နှင့် format တို့သည် အခန်းအပူချိန်တွင် အောက်ဆီဒေးရှင်းမဖြစ်ပါ။ FDH (formate dehydrogenase) နှင့် CoA (coenzyme A) တို့သည် format နှင့် acetate တို့ကို အောက်ဆီဒေးရှင်းဖြစ်စေရန် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် အသီးသီးကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည် (Eqs. 16, 17) 57, 58, 59။ ဘက်တီးရီးယားအမျိုးမျိုးသည် ဤအင်ဇိုင်းများကို ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းရှိပြီး heterotrophic ဘက်တီးရီးယားများဖြစ်သည့် Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Persian Type Culture Collection), NCIMB #13061 (International Collection of Bacteria, Yeast, Phage, Plasmids, Plant Seeds and Plant Cell Tissue Cultures)) နှင့် Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077) တို့ကို ဤလေ့လာမှုတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဤဘက်တီးရီးယားများကို nutrient broth (NBR) ဟုခေါ်သော meat peptone (5 g/L) နှင့် meat extract (3 g/L) ပါဝင်သော medium တွင် မွေးမြူခဲ့သည် (105443 Merck)။
ထို့ကြောင့် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှစ်ခုနှင့် ဘက်တီးရီးယားနှစ်ခုကို အသုံးပြု၍ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်အနည်ကျစေရန် ဖော်မြူလာလေးမျိုးကို ပြင်ဆင်ခဲ့သည်- calcium formate နှင့် Bacillus subtilis (FS)၊ calcium formate နှင့် Bacillus amyloliquefaciens (FA)၊ calcium acetate နှင့် Bacillus subtilis (AS)၊ နှင့် calcium acetate နှင့် Bacillus amyloliquefaciens (AA)။
စမ်းသပ်မှုဒီဇိုင်း၏ ပထမပိုင်းတွင် အများဆုံးကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှုကို ရရှိစေမည့် အကောင်းဆုံးပေါင်းစပ်မှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် စမ်းသပ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ မြေနမူနာများတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပါဝင်သောကြောင့်၊ မတူညီသောပေါင်းစပ်မှုများမှထုတ်လုပ်သော CaCO3 ကို တိကျစွာတိုင်းတာရန် ကနဦးအကဲဖြတ်စမ်းသပ်မှုအစုံကို ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပြီး ယဉ်ကျေးမှုအလတ်စားနှင့် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပျော်ရည်များ၏ ရောစပ်မှုများကို အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ အထက်တွင် သတ်မှတ်ထားသော ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယားပျော်ရည်ပေါင်းစပ်မှုတစ်ခုစီအတွက် (FS၊ FA၊ AS နှင့် AA)၊ အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်လုပ်ဆောင်သည့်အချက်များ (ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပါဝင်မှု၊ ကုသမှုအချိန်၊ ပျော်ရည်၏အလင်းသိပ်သည်းဆ (OD) ဖြင့်တိုင်းတာသော ဘက်တီးရီးယားပျော်ရည်ပါဝင်မှု၊ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်မှ ဘက်တီးရီးယားပျော်ရည်အချိုးနှင့် pH) ကို ရယူပြီး အောက်ပါအပိုင်းများတွင်ဖော်ပြထားသော သဲသဲကုသမှုလေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းစမ်းသပ်မှုများတွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။
ပေါင်းစပ်မှုတစ်ခုစီအတွက်၊ CaCO3 ရွာသွန်းမှု၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုလေ့လာရန်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပါဝင်မှု၊ ကုသမှုအချိန်၊ ဘက်တီးရီးယား OD တန်ဖိုး၊ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်မှ ဘက်တီးရီးယားပျော်ရည်အချိုးနှင့် အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ၏ aerobic အောက်ဆီဒေးရှင်းအတွင်း pH တို့ကို အကဲဖြတ်ရန် စမ်းသပ်ချက် ၁၅၀ ပြုလုပ်ခဲ့သည် (ဇယား ၁)။ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာကြီးထွားနိုင်ရန်အတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားသော လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် pH အပိုင်းအခြားကို Bacillus subtilis နှင့် Bacillus amyloliquefaciens များ၏ ကြီးထွားမှုမျဉ်းကွေးများအပေါ်အခြေခံ၍ ရွေးချယ်ခဲ့သည်။ ၎င်းကို ရလဒ်ကဏ္ဍတွင် အသေးစိတ်ရှင်းပြထားသည်။
အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းအဆင့်အတွက် နမူနာများပြင်ဆင်ရန် အောက်ပါအဆင့်များကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ MICP ပျော်ရည်ကို ယဉ်ကျေးမှုအလတ်စား၏ ကနဦး pH ကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ဦးစွာပြင်ဆင်ပြီးနောက် 121°C တွင် 15 မိနစ်ကြာ autoclaved လုပ်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် မျိုးကွဲကို laminar air flow တွင် inoculate လုပ်ကာ 30°C နှင့် 180 rpm တွင် shaking incubator တွင် ထိန်းသိမ်းထားခဲ့သည်။ ဘက်တီးရီးယား၏ OD သည် လိုချင်သောအဆင့်သို့ရောက်ရှိသောအခါ၊ ၎င်းကို ကယ်လ်စီယမ်အရင်းအမြစ်ပျော်ရည်နှင့် လိုချင်သောအချိုးအစားဖြင့် ရောစပ်ခဲ့သည် (ပုံ 1a)။ MICP ပျော်ရည်ကို shaking incubator တွင် 220 rpm နှင့် 30 °C တွင် ပစ်မှတ်တန်ဖိုးသို့ရောက်ရှိသည်အထိ ဓာတ်ပြုပြီး အစိုင်အခဲဖြစ်စေခဲ့သည်။ ကြွေကျသော CaCO3 ကို 6000 g တွင် 5 မိနစ်ကြာ centrifugation လုပ်ပြီးနောက် ခွဲထုတ်ပြီးနောက် 40 °C တွင် အခြောက်ခံကာ calcimeter စမ်းသပ်မှုအတွက် နမူနာများပြင်ဆင်ခဲ့သည် (ပုံ 1b)။ ထို့နောက် CaCO3 ၏ မိုးရွာသွန်းမှုကို Bernard calcimeter ကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာခဲ့ပြီး CaCO3 အမှုန့်သည် 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) နှင့် ဓာတ်ပြုပြီး CO2 ထုတ်လုပ်ကာ ဤဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည်သည် CaCO3 ပါဝင်မှုကို တိုင်းတာခြင်းဖြစ်သည် (ပုံ 1c)။ CO2 ထုထည်ကို CaCO3 ပါဝင်မှုအဖြစ် ပြောင်းလဲရန်အတွက်၊ သန့်စင်သော CaCO3 အမှုန့်ကို 1 N HCl ဖြင့် ဆေးကြောပြီး ဖြစ်ပေါ်လာသော CO2 နှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းဖြင့် ချိန်ညှိမျဉ်းကွေးတစ်ခုကို ထုတ်ပေးခဲ့သည်။ မိုးရွာသွန်းသော CaCO3 အမှုန့်၏ ပုံသဏ္ဌာန်နှင့် သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုကို SEM ရုပ်ပုံဖော်ခြင်းနှင့် XRD ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းကို အသုံးပြု၍ စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ ဘက်တီးရီးယားများပတ်လည်တွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ ဖွဲ့စည်းထားသော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်၏ အဆင့်နှင့် ဘက်တီးရီးယားများ၏ လှုပ်ရှားမှုကို လေ့လာရန် 1000 ချဲ့ထားသော အလင်းအမှောင်မိုက်ခရိုစကုပ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။
Dejegh Basin သည် အီရန်နိုင်ငံ အနောက်တောင်ပိုင်း Fars ပြည်နယ်ရှိ လူသိများသော အလွန်တိုက်စားခံရသည့် ဒေသတစ်ခုဖြစ်ပြီး သုတေသီများသည် ထိုဒေသမှ လေတိုက်စားခံရသော မြေဆီလွှာနမူနာများကို စုဆောင်းခဲ့ကြသည်။ လေ့လာမှုအတွက် မြေဆီလွှာမျက်နှာပြင်မှ နမူနာများကို ရယူခဲ့သည်။ မြေဆီလွှာနမူနာများအပေါ် အညွှန်းကိန်းစမ်းသပ်မှုများအရ မြေဆီလွှာသည် ညံ့ဖျင်းစွာ အမျိုးအစားမခွဲခြားထားသော သဲမြေဆီလွှာဖြစ်ပြီး Unified Soil Classification System (USC) အရ SP-SM အဖြစ် အမျိုးအစားခွဲခြားထားသည် (ပုံ ၂က)။ XRD ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ Dejegh မြေဆီလွှာသည် အဓိကအားဖြင့် calcite နှင့် quartz တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားကြောင်း ပြသခဲ့သည် (ပုံ ၂ခ)။ ထို့အပြင်၊ EDX ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ Al၊ K နှင့် Fe ကဲ့သို့သော အခြားဒြပ်စင်များသည်လည်း အချိုးအစားသေးငယ်စွာဖြင့် ရှိနေကြောင်း ပြသခဲ့သည်။
လေတိုက်စားမှုစမ်းသပ်မှုအတွက် ဓာတ်ခွဲခန်းသဲခုံများကို ပြင်ဆင်ရန်အတွက် မြေဆီလွှာကို အမြင့် ၁၇၀ မီလီမီတာမှ အချင်း ၁၀ မီလီမီတာရှိသော ဖန်ခွက်မှတစ်ဆင့် မာကျောသောမျက်နှာပြင်သို့ ကြိတ်ခွဲခဲ့ပြီး အမြင့် ၆၀ မီလီမီတာနှင့် အချင်း ၂၁၀ မီလီမီတာရှိသော ပုံမှန်သဲခုံကို ရရှိစေသည်။ သဘာဝတွင် အနိမ့်ဆုံးသိပ်သည်းဆရှိသော သဲခုံများကို အေအိုလီယန်လုပ်ငန်းစဉ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အလားတူပင်၊ အထက်ပါလုပ်ထုံးလုပ်နည်းကို အသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်ထားသော နမူနာတွင် အနိမ့်ဆုံးဆွေမျိုးသိပ်သည်းဆ γ = 14.14 kN/m³ ရှိပြီး ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ၂၉.၇ ဒီဂရီထောင့်ရှိသော အလျားလိုက်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် သဲခွက်ပုံသဏ္ဍာန်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
ယခင်အပိုင်းတွင်ရရှိသော အကောင်းဆုံး MICP ပျော်ရည်ကို သဲကန္တာရစောင်းပေါ်သို့ 1, 2 နှင့် 3 lm-2 နှုန်းဖြင့် ပက်ဖျန်းပြီးနောက် နမူနာများကို incubator တွင် 30 °C (ပုံ ၃) တွင် ရက်ပေါင်း 9 ရက် (ဆိုလိုသည်မှာ အကောင်းဆုံး အခြောက်ခံချိန်) သိမ်းဆည်းပြီးနောက် wind tunnel စမ်းသပ်ရန် ထုတ်ယူခဲ့သည်။
ကုသမှုတစ်ခုစီအတွက် နမူနာလေးခုကို ပြင်ဆင်ထားပြီး တစ်ခုမှာ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပါဝင်မှုနှင့် မျက်နှာပြင်ခိုင်ခံ့မှုကို ထိုးဖောက်ကိရိယာကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာရန်ဖြစ်ပြီး ကျန်နမူနာသုံးခုကို မတူညီသောအလျင်သုံးမျိုးဖြင့် တိုက်စားမှုစမ်းသပ်မှုများအတွက် အသုံးပြုခဲ့သည်။ လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းစမ်းသပ်မှုများတွင် တိုက်စားမှုပမာဏကို မတူညီသောလေတိုက်နှုန်းများတွင် ဆုံးဖြတ်ပြီးနောက် ကုသမှုနမူနာတစ်ခုစီအတွက် ကန့်သတ်ချက်ခွဲထွက်အလျင်ကို တိုက်စားမှုပမာဏနှင့် လေတိုက်နှုန်း၏ ဇယားကွက်ကို အသုံးပြု၍ ဆုံးဖြတ်ခဲ့သည်။ လေတိုက်စားမှုစမ်းသပ်မှုများအပြင်၊ ကုသထားသောနမူနာများကို သဲဗုံးကြဲခြင်း (ဆိုလိုသည်မှာ ခုန်ပေါက်စမ်းသပ်မှုများ) ကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ဤရည်ရွယ်ချက်အတွက် နောက်ထပ်နမူနာနှစ်ခုကို 2 နှင့် 3 L m−2 အသုံးချမှုနှုန်းဖြင့် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ သဲဗုံးကြဲစမ်းသပ်မှုသည် 120 gm−1 ၏ စီးဆင်းမှုဖြင့် 15 မိနစ်ကြာမြင့်ခဲ့ပြီး ယခင်လေ့လာမှုများတွင် ရွေးချယ်ထားသော တန်ဖိုးများ 60,61,62 အတွင်း ရှိသည်။ ပွတ်တိုက်သည့် nozzle နှင့် သဲခုံအောက်ခြေကြား အလျားလိုက်အကွာအဝေးမှာ 800 mm ဖြစ်ပြီး ဥမင်လိုဏ်ခေါင်းအောက်ခြေအထက် 100 mm တွင် တည်ရှိသည်။ ဤအနေအထားကို ခုန်ပေါက်နေသော သဲမှုန်အားလုံးနီးပါး သဲခုံပေါ်သို့ ပြုတ်ကျစေရန် သတ်မှတ်ထားသည်။
လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းစမ်းသပ်မှုကို အလျား ၈ မီတာ၊ အနံ ၀.၄ မီတာ နှင့် အမြင့် ၁ မီတာရှိသော ပွင့်လင်းသောလေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းတွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည် (ပုံ ၄က)။ လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းကို သွပ်ရည်စိမ်သံမဏိပြားများဖြင့် ပြုလုပ်ထားပြီး တစ်စက္ကန့်လျှင် ၂၅ မီတာအထိ လေတိုက်နှုန်းကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ပန်ကာကြိမ်နှုန်းကို ချိန်ညှိရန်နှင့် ပစ်မှတ်လေတိုက်နှုန်းကို ရရှိရန် ကြိမ်နှုန်းကို တဖြည်းဖြည်းတိုးမြှင့်ရန်အတွက် frequency converter တစ်ခုကို အသုံးပြုသည်။ ပုံ ၄ခ တွင် လေတိုက်စားခံရသော သဲသောင်ပြင်များ၏ ပုံကြမ်းနှင့် လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းတွင် တိုင်းတာထားသော လေတိုက်နှုန်းပရိုဖိုင်ကို ပြသထားသည်။
နောက်ဆုံးအနေနဲ့၊ ဒီလေ့လာမှုမှာ အဆိုပြုထားတဲ့ non-urealytic MICP ဖော်မြူလာရဲ့ရလဒ်တွေကို urealytic MICP ထိန်းချုပ်မှုစမ်းသပ်မှုရဲ့ရလဒ်တွေနဲ့ နှိုင်းယှဉ်ဖို့အတွက်၊ သဲဖြူနမူနာတွေကို urea၊ ကယ်လ်စီယမ်ကလိုရိုက်နဲ့ Sporosarcina pasteurii ပါဝင်တဲ့ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာအရည်နဲ့လည်း ပြင်ဆင်ပြီး ကုသခဲ့ပါတယ် (Sporosarcina pasteurii မှာ urease63 ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်း သိသာထင်ရှားတဲ့အတွက်)။ ဘက်တီးရီးယားအရည်ရဲ့ အလင်းသိပ်သည်းဆက 1.5 ဖြစ်ပြီး urea နဲ့ ကယ်လ်စီယမ်ကလိုရိုက်ရဲ့ ပါဝင်မှုက 1 M ရှိပါတယ် (ယခင်လေ့လာမှုတွေမှာ အကြံပြုထားတဲ့ တန်ဖိုးတွေအပေါ် အခြေခံပြီး ရွေးချယ်ထားတာ 36,64,65)။ ယဉ်ကျေးမှုအလတ်စားမှာ အာဟာရရည် (8 g/L) နဲ့ urea (20 g/L) ပါဝင်ပါတယ်။ ဘက်တီးရီးယားအရည်ကို သဲဖြူမျက်နှာပြင်ပေါ်မှာ ဖြန်းပြီး ဘက်တီးရီးယားတွယ်ကပ်ဖို့ ၂၄ နာရီထားခဲ့ပါတယ်။ ၂၄ နာရီကြာ တွယ်ကပ်ပြီးနောက်၊ ဘိလပ်မြေအရည် (ကယ်လ်စီယမ်ကလိုရိုက်နဲ့ urea) ကို ဖြန်းခဲ့ပါတယ်။ urealytic MICP ထိန်းချုပ်မှုစမ်းသပ်မှုကို ယခုမှစ၍ UMC အဖြစ်ရည်ညွှန်းပါတယ်။ urealytic နည်းလမ်းနဲ့ urealytic ကုသထားတဲ့နဲ့ urealytic ကုသမထားတဲ့ မြေနမူနာတွေရဲ့ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပါဝင်မှုကို Choi et al.66 မှ အဆိုပြုထားတဲ့ လုပ်ထုံးလုပ်နည်းအတိုင်း ဆေးကြောခြင်းဖြင့် ရရှိခဲ့ပါတယ်။
ပုံ ၅ တွင် ကနဦး pH 5 မှ 10 အတွင်း ပျိုးထောင်သည့်အလတ်စား (အာဟာရပျော်ရည်) တွင် Bacillus amyloliquefaciens နှင့် Bacillus subtilis တို့၏ ကြီးထွားမှုမျဉ်းကွေးများကို ပြသထားသည်။ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း Bacillus amyloliquefaciens နှင့် Bacillus subtilis တို့သည် pH 6-8 နှင့် 7-9 တွင် အသီးသီးပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ကြီးထွားကြသည်။ ထို့ကြောင့် ဤ pH အကွာအဝေးကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်သည့်အဆင့်တွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။
အာဟာရဓာတ်ပါဝင်မှု၏ မတူညီသော ကနဦး pH တန်ဖိုးများတွင် (က) Bacillus amyloliquefaciens နှင့် (ခ) Bacillus subtilis တို့၏ ကြီးထွားမှုမျဉ်းကွေးများ။
ပုံ ၆ တွင် Bernard limemeter တွင်ထုတ်လုပ်သော ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ပမာဏကိုပြသထားပြီး ၎င်းသည် ရွှံ့နွံများထဲသို့ စီးကျနေသော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် (CaCO3) ကိုကိုယ်စားပြုသည်။ ပေါင်းစပ်မှုတစ်ခုစီတွင် အချက်တစ်ခုကို သတ်မှတ်ထားပြီး အခြားအချက်များကို မတူညီသောကြောင့် ဤဂရပ်များရှိ အမှတ်တစ်ခုစီသည် ထိုစမ်းသပ်မှုအစုံတွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် အများဆုံးပမာဏနှင့် ကိုက်ညီသည်။ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပါဝင်မှု မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှု မြင့်တက်လာသည်။ ထို့ကြောင့် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်၏ ပါဝင်မှုသည် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှုကို တိုက်ရိုက်အကျိုးသက်ရောက်စေသည်။ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ်သည် အတူတူပင်ဖြစ်သောကြောင့် (ဆိုလိုသည်မှာ ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်နှင့် ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်)၊ ကယ်လ်စီယမ်အိုင်းယွန်းများ ပိုမိုထုတ်လွှတ်လေ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် ပိုမိုဖွဲ့စည်းလေဖြစ်သည် (ပုံ ၆က)။ AS နှင့် AA ဖော်မြူလာများတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှုသည် အခြောက်ခံချိန်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ရက်ပေါင်း ၉ ရက်အကြာတွင် အစိုဓာတ်ပမာဏ မပြောင်းလဲသလောက်ဖြစ်သွားသည်အထိ ဆက်လက်တိုးလာသည်။ FA ဖော်မြူလာတွင် အခြောက်ခံချိန် ၆ ရက်ကျော်လွန်သွားသောအခါ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းမှုနှုန်း လျော့ကျသွားသည်။ အခြားဖော်မြူလာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက FS ဖော်မြူလာတွင် ရက်ပေါင်း ၃ ရက်အကြာတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းမှုနှုန်း နည်းပါးကြောင်းပြသသည် (ပုံ ၆ခ)။ FA နှင့် FS ဖော်မြူလာများတွင် စုစုပေါင်း ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ထုတ်လုပ်မှု၏ ၇၀% နှင့် ၈၇% ကို သုံးရက်အကြာတွင် ရရှိခဲ့ပြီး၊ AA နှင့် AS ဖော်မြူလာများတွင် ဤအချိုးအစားမှာ အသီးသီး ၄၆% နှင့် ၄၅% ခန့်သာ ရှိပါသည်။ ၎င်းက ဖော်မစ်အက်ဆစ်အခြေခံ ဖော်မြူလာတွင် အက်စီတိတ်အခြေခံ ဖော်မြူလာနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကနဦးအဆင့်တွင် CaCO3 ဖွဲ့စည်းမှုနှုန်း မြင့်မားကြောင်း ညွှန်ပြနေပါသည်။ သို့သော် ကုသမှုအချိန် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဖွဲ့စည်းမှုနှုန်း နှေးကွေးသွားသည်။ ပုံ ၆ဂ မှ OD1 အထက် ဘက်တီးရီးယား ပါဝင်မှုများတွင်ပင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် ဖွဲ့စည်းမှုတွင် သိသာထင်ရှားသော ပံ့ပိုးကူညီမှု မရှိကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။
Bernard calcimeter ဖြင့် တိုင်းတာသော CO2 ပမာဏ (နှင့် သက်ဆိုင်ရာ CaCO3 ပါဝင်မှု) ပြောင်းလဲမှုသည် (က) ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်ပါဝင်မှု၊ (ခ) ထည့်သွင်းချိန်၊ (ဂ) OD၊ (ဃ) ကနဦး pH၊ (င) ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယားပျော်ရည်အချိုး (ဖော်မြူလာတစ်ခုစီအတွက်)၊ နှင့် (စ) ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယားပေါင်းစပ်မှုတစ်ခုစီအတွက် အများဆုံးထုတ်လုပ်သော ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပမာဏတို့ဖြစ်သည်။
အလတ်စား၏ ကနဦး pH ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ပတ်သက်၍ ပုံ ၆d တွင် FA နှင့် FS အတွက် CaCO3 ထုတ်လုပ်မှုသည် pH 7 တွင် အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးသို့ ရောက်ရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ ဤလေ့လာတွေ့ရှိချက်သည် FDH အင်ဇိုင်းများသည် pH 7-6.7 တွင် အတည်ငြိမ်ဆုံးဖြစ်သည်ဟူသော ယခင်လေ့လာမှုများနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ သို့သော် AA နှင့် AS အတွက် pH 7 ထက်ကျော်လွန်သောအခါ CaCO3 ရွာသွန်းမှု တိုးလာသည်။ ယခင်လေ့လာမှုများအရ CoA အင်ဇိုင်းလှုပ်ရှားမှုအတွက် အကောင်းဆုံး pH အပိုင်းအခြားမှာ 8 မှ 9.2-6.8 အထိဖြစ်ကြောင်းလည်း ပြသခဲ့သည်။ CoA အင်ဇိုင်းလှုပ်ရှားမှုနှင့် B. amyloliquefaciens ကြီးထွားမှုအတွက် အကောင်းဆုံး pH အပိုင်းအခြားများမှာ (8-9.2) နှင့် (6-8) အသီးသီးဖြစ်သည် (ပုံ ၅a) ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါက AA ဖော်မြူလာ၏ အကောင်းဆုံး pH သည် 8 ဖြစ်ရန် မျှော်လင့်ရပြီး pH အပိုင်းအခြားနှစ်ခုသည် ထပ်တူကျနေသည်။ ဤအချက်ကို ပုံ ၆d တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း စမ်းသပ်မှုများဖြင့် အတည်ပြုခဲ့သည်။ B. subtilis ကြီးထွားမှုအတွက် အကောင်းဆုံး pH သည် 7-9 (ပုံ 5b) ဖြစ်ပြီး CoA အင်ဇိုင်းလှုပ်ရှားမှုအတွက် အကောင်းဆုံး pH သည် 8-9.2 ဖြစ်သောကြောင့်၊ အများဆုံး CaCO3 ရွာသွန်းမှုအထွက်နှုန်းသည် pH အတိုင်းအတာ 8-9 တွင်ရှိရန် မျှော်လင့်ရပြီး ၎င်းကို ပုံ 6d မှ အတည်ပြုထားသည် (ဆိုလိုသည်မှာ အကောင်းဆုံး ရွာသွန်းမှု pH သည် 9)။ ပုံ 6e တွင်ပြထားသောရလဒ်များက ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ် ပျော်ရည်နှင့် ဘက်တီးရီးယား ပျော်ရည်၏ အကောင်းဆုံးအချိုးသည် acetate နှင့် format ပျော်ရည်နှစ်မျိုးလုံးအတွက် 1 ဖြစ်သည်ဟု ညွှန်ပြသည်။ နှိုင်းယှဉ်ကြည့်ရန်၊ မတူညီသောဖော်မြူလာများ (ဆိုလိုသည်မှာ AA၊ AS၊ FA နှင့် FS) ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မတူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင် အများဆုံး CaCO3 ထုတ်လုပ်မှုကို အခြေခံ၍ အကဲဖြတ်ခဲ့သည် (ဆိုလိုသည်မှာ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ် ပါဝင်မှု၊ ကုသချိန်၊ OD၊ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယား ပျော်ရည်အချိုးနှင့် ကနဦး pH)။ လေ့လာထားသော ဖော်မြူလာများထဲတွင် ဖော်မြူလာ FS သည် အမြင့်ဆုံး CaCO3 ထုတ်လုပ်မှုရှိခဲ့ပြီး ဖော်မြူလာ AA ထက် သုံးဆခန့် ပိုများသည် (ပုံ 6f)။ ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှစ်မျိုးလုံးအတွက် ဘက်တီးရီးယားကင်းစင်သော ထိန်းချုပ်စမ်းသပ်မှု လေးခုကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ရက် ၃၀ ကြာပြီးနောက် CaCO3 ရွာသွန်းမှုကို မတွေ့ရှိခဲ့ပါ။
ဖော်မြူလာအားလုံး၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းပုံများအရ vaterite သည် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖွဲ့စည်းသည့် အဓိကအဆင့်ဖြစ်ကြောင်း ပြသထားသည် (ပုံ ၇)။ vaterite ပုံဆောင်ခဲများသည် လုံးဝိုင်းပုံသဏ္ဍာန်ရှိသည် 69,70,71။ ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များ၏ မျက်နှာပြင်သည် အနုတ်လက္ခဏာဆောင်ပြီး divalent cation များအတွက် စုပ်ယူပစ္စည်းအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သောကြောင့် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်သည် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များပေါ်တွင် စုပုံလာသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင် ဖော်မြူလာ FS ကို ဥပမာအဖြစ်ယူလျှင်၊ ၂၄ နာရီအကြာတွင် အချို့သောဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် စတင်ဖွဲ့စည်းလာပြီး (ပုံ ၇က) ၄၈ နာရီအကြာတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်အရေအတွက် သိသိသာသာတိုးလာသည်။ ထို့အပြင်၊ ပုံ ၇ခ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း vaterite အမှုန်များကိုလည်း တွေ့ရှိနိုင်သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ ၇၂ နာရီအကြာတွင် ဘက်တီးရီးယားအများအပြားသည် vaterite ပုံဆောင်ခဲများဖြင့် ချည်နှောင်ထားပုံရပြီး vaterite အမှုန်အရေအတွက် သိသိသာသာတိုးလာသည် (ပုံ ၇ဂ)။
FS ဖွဲ့စည်းမှုများတွင် အချိန်နှင့်အမျှ CaCO3 ရွာသွန်းမှုကို မှန်ဘီလူးဖြင့် လေ့လာတွေ့ရှိချက်များ- (က) ၂၄၊ (ခ) ၄၈ နှင့် (ဂ) ၇၂ နာရီ။
ရွာသွန်းမှုအဆင့်၏ ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပိုမိုစုံစမ်းစစ်ဆေးရန်အတွက်၊ အမှုန့်များ၏ X-ray diffraction (XRD) နှင့် SEM ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ XRD ရောင်စဉ်တန်းများ (ပုံ 8a) နှင့် SEM မိုက်ခရိုဂရပ်များ (ပုံ 8b၊ c) သည် vaterite ပုံဆောင်ခဲများ ရှိနေခြင်းကို အတည်ပြုခဲ့သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့တွင် ဆလတ်ရွက်ပုံသဏ္ဍာန်ရှိပြီး vaterite ထိပ်များနှင့် ရွာသွန်းမှုထိပ်များအကြား ဆက်စပ်မှုကို တွေ့ရှိရသည်။
(က) ဖွဲ့စည်းထားသော CaCO3 နှင့် vaterite တို့၏ X-ray diffraction spectra များကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။ (ခ) 1 kHz နှင့် (ဂ) 5.27 kHz magnification ဖြင့် vaterite ၏ SEM micrographs များ အသီးသီး။
လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းစမ်းသပ်မှုရလဒ်များကို ပုံ ၉က၊ ခ တွင်ပြသထားသည်။ ပုံ ၉က မှ သန့်စင်မထားသောသဲ၏ ကန့်သတ်ချက်တိုက်စားမှုအလျင် (TDV) သည် ၄.၃၂ မီတာ/စက္ကန့်ခန့်ရှိကြောင်း မြင်နိုင်သည်။ ၁ လီတာ/မီတာ² အသုံးပြုနှုန်းတွင် (ပုံ ၉က)၊ FA၊ FS၊ AA နှင့် UMC အပိုင်းအစများအတွက် မြေဆီလွှာဆုံးရှုံးမှုနှုန်းမျဉ်းများ၏ စောင်းများသည် သန့်စင်မထားသောသဲဖြူများအတွက်နှင့် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ ဤသည်က ဤအသုံးပြုမှုနှုန်းဖြင့် ကုသမှုသည် ထိရောက်မှုမရှိကြောင်းနှင့် လေတိုက်နှုန်းသည် TDV ထက်ကျော်လွန်သည်နှင့် ပါးလွှာသောမြေဆီလွှာသည် ပျောက်ကွယ်သွားပြီး သဲဖြူတိုက်စားမှုနှုန်းသည် သန့်စင်မထားသောသဲဖြူများအတွက်နှင့် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ အပိုင်းအစ AS ၏ တိုက်စားမှုစောင်းသည် abscissas နိမ့်သော အခြားအပိုင်းအစများ (ဆိုလိုသည်မှာ TDV) ထက်လည်း နိမ့်သည် (ပုံ ၉က)။ ပုံ ၉ခ ရှိ မြှားများက အမြင့်ဆုံးလေတိုက်နှုန်း ၂၅ မီတာ/စက္ကန့်တွင် ၂ လီတာ/မီတာ² အသုံးပြုနှုန်းနှင့် ကုသထားသောသဲဖြူများတွင် တိုက်စားမှုမဖြစ်ပွားခဲ့ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် FS၊ FA၊ AS နှင့် UMC အတွက် သဲခုံများသည် အမြင့်ဆုံးလေတိုက်နှုန်း (ဆိုလိုသည်မှာ ၂၅ မီတာ/စက္ကန့်) ထက် ၂ နှင့် ၃ လီတာ/မီတာ² အသုံးချမှုနှုန်းတွင် CaCO³ အနည်ထိုင်မှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော လေတိုက်စားမှုကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ထို့ကြောင့် ဤစမ်းသပ်မှုများတွင် ရရှိသော ၂၅ မီတာ/စက္ကန့် TDV တန်ဖိုးသည် ပုံ ၉ခ တွင်ပြထားသော အသုံးချမှုနှုန်းများအတွက် အောက်ဆုံးကန့်သတ်ချက်ဖြစ်သည်၊ AA ၏ကိစ္စတွင် TDV သည် အမြင့်ဆုံးလေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းအမြန်နှုန်းနှင့် တူညီလုနီးပါးဖြစ်သည့်ကိစ္စမှလွဲ၍။
လေတိုက်စားမှုစမ်းသပ်မှု (က) အလေးချိန်ကျဆင်းမှုနှင့် လေတိုက်နှုန်း (အသုံးပြုနှုန်း 1 l/m2)၊ (ခ) အသုံးပြုမှုနှုန်းနှင့် ဖော်မြူလာနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဆွဲဖြဲနိုင်သောအမြန်နှုန်း (ကယ်လ်စီယမ်အက်စီတိတ်အတွက် CA၊ ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်အတွက် CF)။
ပုံ ၁၀ တွင် သဲဗုံးကြဲစမ်းသပ်မှုအပြီးတွင် မတူညီသောဖော်မြူလာများနှင့် အသုံးချမှုနှုန်းထားများဖြင့် ကုသထားသော သဲသောင်ပြင်များ၏ မျက်နှာပြင်တိုက်စားမှုကို ပြသထားပြီး ပမာဏဆိုင်ရာရလဒ်များကို ပုံ ၁၁ တွင် ပြသထားသည်။ သဲဗုံးကြဲစမ်းသပ်မှုအတွင်း လုံးဝတိုက်စားခံရပြီး (စုစုပေါင်းဒြပ်ထုဆုံးရှုံးမှု) ကြောင့် မကုသရသေးသောကိစ္စကို မပြသထားပါ။ ဇီဝဒြပ်ပေါင်း AA ဖြင့် ကုသထားသော နမူနာသည် ၂ လီတာ/မီတာနှုန်းဖြင့် ၎င်း၏အလေးချိန် ၈၃.၅% ဆုံးရှုံးသွားပြီး အခြားနမူနာအားလုံးသည် သဲဗုံးကြဲမှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ၃၀% တိုက်စားမှုထက်နည်းကြောင်း ပုံ ၁၁ မှ ထင်ရှားပါသည်။ အသုံးချမှုနှုန်းကို ၃ လီတာ/မီတာနှုန်းသို့ တိုးမြှင့်လိုက်သောအခါ ကုသထားသော နမူနာအားလုံးသည် ၎င်းတို့၏အလေးချိန် ၂၅% ထက်နည်း၍ ဆုံးရှုံးသွားခဲ့သည်။ အသုံးချမှုနှုန်းထားနှစ်ခုလုံးတွင် ဒြပ်ပေါင်း FS သည် သဲဗုံးကြဲမှုကို အကောင်းဆုံးခံနိုင်ရည်ရှိကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ FS နှင့် AA ကုသထားသော နမူနာများတွင် အများဆုံးနှင့် အနည်းဆုံး ဗုံးကြဲမှုခံနိုင်ရည်ကို ၎င်းတို့၏ အများဆုံးနှင့် အနည်းဆုံး CaCO3 ရွာသွန်းမှုကြောင့် ဖြစ်သည် (ပုံ ၆f)။
၂ နှင့် ၃ လီတာ/မီတာနှုန်းဖြင့် မတူညီသော ဒြပ်ပေါင်းများ၏ သဲသောင်ပြင်များကို ဗုံးကြဲတိုက်ခိုက်မှု၏ ရလဒ်များ (မြှားများသည် လေတိုက်ရာ ဦးတည်ရာကို ညွှန်ပြပြီး ကြက်ခြေခတ်များသည် ပုံ၏ မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသော လေတိုက်ရာ ဦးတည်ရာကို ညွှန်ပြသည်)။
ပုံ ၁၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ လိမ်းနှုန်း ၁ လီတာ/မီတာ² မှ ၃ လီတာ/မီတာ² အထိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဖော်မြူလာအားလုံး၏ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပါဝင်မှု တိုးလာပါသည်။ ထို့အပြင်၊ လိမ်းနှုန်းအားလုံးတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်ပါဝင်မှု အမြင့်ဆုံးဖော်မြူလာမှာ FS ဖြစ်ပြီး FA နှင့် UMC တို့ နောက်တွင် ရှိနေသည်။ ၎င်းက ဤဖော်မြူလာများသည် မျက်နှာပြင်ခံနိုင်ရည် ပိုမိုမြင့်မားနိုင်သည်ဟု အကြံပြုထားသည်။
ပုံ ၁၃က သည် permeameter စမ်းသပ်မှုဖြင့် တိုင်းတာထားသော ကုသမှုမခံယူရသေးသော၊ ထိန်းချုပ်ထားသော နှင့် ကုသထားသော မြေနမူနာများ၏ မျက်နှာပြင်ခုခံမှုပြောင်းလဲမှုကို ပြသထားသည်။ ဤပုံမှ UMC၊ AS၊ FA နှင့် FS ဖော်မြူလာများ၏ မျက်နှာပြင်ခုခံမှုသည် အသုံးချမှုနှုန်းတိုးလာသည်နှင့်အမျှ သိသိသာသာတိုးလာကြောင်း ထင်ရှားသည်။ သို့သော် AA ဖော်မြူလာတွင် မျက်နှာပြင်ခိုင်ခံ့မှုတိုးလာမှုမှာ အတော်လေးနည်းပါးသည်။ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း urea-degraded non-urea MICP ၏ FA နှင့် FS ဖော်မြူလာများသည် urea-degraded MICP နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက မျက်နှာပြင်စိမ့်ဝင်နိုင်စွမ်းပိုကောင်းသည်။ ပုံ ၁၃ခ သည် မြေမျက်နှာပြင်ခုခံမှုနှင့်အတူ TDV ပြောင်းလဲမှုကို ပြသထားသည်။ ဤပုံမှ မျက်နှာပြင်ခုခံမှု 100 kPa ထက်ပိုသော သဲကန္တာရများအတွက် threshold stripping velocity သည် 25 m/s ကျော်လွန်မည်ကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်းသိနိုင်သည်။ in situ မျက်နှာပြင်ခုခံမှုကို permeameter ဖြင့် အလွယ်တကူတိုင်းတာနိုင်သောကြောင့် ဤအသိပညာသည် wind tunnel စမ်းသပ်ခြင်းမရှိဘဲ TDV ကိုခန့်မှန်းရန် ကူညီပေးနိုင်ပြီး လယ်ကွင်းအသုံးချမှုများအတွက် အရည်အသွေးထိန်းချုပ်မှုညွှန်ပြချက်အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပေးသည်။
SEM ရလဒ်များကို ပုံ ၁၄ တွင် ပြသထားသည်။ ပုံ ၁၄က-ခ တွင် ကုသမှုမခံယူရသေးသော မြေနမူနာ၏ ကြီးမားသော အမှုန်အမွှားများကို ပြသထားပြီး ၎င်းသည် စုစည်းပြီး သဘာဝနှောင်ကြိုး သို့မဟုတ် ခိုင်မြဲမှုမရှိကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ဖော်ပြသည်။ ပုံ ၁၄ဂ တွင် urea-degraded MICP ဖြင့် ကုသထားသော ထိန်းချုပ်နမူနာ၏ SEM အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းကို ပြသထားသည်။ ဤပုံတွင် calcite polymorphs အဖြစ် CaCO3 အမှုန်အမွှားများ ရှိနေခြင်းကို ပြသထားသည်။ ပုံ ၁၄ဃ-အို တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း၊ အမှုန်အမွှားများ စုပုံနေသော CaCO3 သည် အမှုန်များကို အတူတကွ ချည်နှောင်ထားသည်။ လုံးဝိုင်း vaterite ပုံဆောင်ခဲများကိုလည်း SEM အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းတွင် ခွဲခြားသိရှိနိုင်သည်။ ဤလေ့လာမှုနှင့် ယခင်လေ့လာမှုများ၏ ရလဒ်များက vaterite polymorphs အဖြစ် ဖွဲ့စည်းထားသော CaCO3 အမှုန်အမွှားများသည်လည်း ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခွန်အားကို ပေးစွမ်းနိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ ရလဒ်များက မျက်နှာပြင် ခုခံမှုသည် 350 kPa အထိ မြင့်တက်လာပြီး threshold separation velocity သည် 4.32 မှ 25 m/s ထက်ပို၍ မြင့်တက်လာကြောင်း ပြသထားသည်။ ဤရလဒ်သည် MICP-precipated CaCO3 ၏ matrix သည် vaterite ဖြစ်သည်ဟူသော ယခင်လေ့လာမှုများ၏ရလဒ်များနှင့် ကိုက်ညီပါသည်၊ ၎င်းတွင် သင့်တင့်လျောက်ပတ်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခိုင်ခံ့မှုနှင့် လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်ရှိပြီး လယ်ကွင်းပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများတွင် ရက်ပေါင်း ၁၈၀ ထိတွေ့ပြီးနောက်တွင်ပင် သင့်တင့်လျောက်ပတ်သော လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်13,40။
(က၊ ခ) သန့်စင်မထားသော မြေဆီလွှာ၏ SEM အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းများ၊ (ဂ) MICP ယူရီးယား ယိုယွင်းပျက်စီးမှု ထိန်းချုပ်မှု၊ (df) AA ကုသထားသော နမူနာများ၊ (gi) AS ကုသထားသော နမူနာများ၊ (jl) FA ကုသထားသော နမူနာများနှင့် (mo) FS ကုသထားသော နမူနာများကို မတူညီသော ချဲ့ထွင်မှုများနှင့် 3 L/m2 နှုန်းဖြင့် အသုံးပြုသည်။
ပုံ ၁၄d-f တွင် AA ဒြပ်ပေါင်းများဖြင့် ဓာတ်ပြုပြီးနောက် မျက်နှာပြင်နှင့် သဲမှုန်များကြားတွင် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ် စုပုံနေကြောင်း ပြသထားပြီး အလွှာမအုပ်ထားသော သဲမှုန်အချို့ကိုလည်း တွေ့ရှိရသည်။ AS အစိတ်အပိုင်းများအတွက် ဖွဲ့စည်းထားသော CaCO3 ပမာဏ သိသိသာသာ တိုးလာခြင်းမရှိသော်လည်း (ပုံ ၆f)၊ AA ဒြပ်ပေါင်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက CaCO3 ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော သဲမှုန်များကြား ထိတွေ့မှုပမာဏ သိသိသာသာ တိုးလာသည် (ပုံ ၁၄g-i)။
ပုံ ၁၄j-l နှင့် ၁၄m-o အရ ကယ်လ်စီယမ်ဖော်မတ်ကို ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုခြင်းသည် AS ဒြပ်ပေါင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက CaCO3 မိုးရွာသွန်းမှုကို ပိုမိုများပြားစေကြောင်း ထင်ရှားပြီး ၎င်းသည် ပုံ ၆f ရှိ ကယ်လ်စီယမ်မီတာတိုင်းတာမှုများနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ ဤအပို CaCO3 သည် သဲအမှုန်များတွင် အဓိကအားဖြင့် စုပုံနေပုံရပြီး ထိတွေ့မှုအရည်အသွေးကို မပြောင်းလဲစေပါ။ ၎င်းသည် ယခင်က တွေ့ရှိခဲ့ရသော အပြုအမူကို အတည်ပြုသည်- CaCO3 မိုးရွာသွန်းမှုပမာဏ ကွာခြားမှုများရှိသော်လည်း (ပုံ ၆f)၊ ဖော်မြူလာသုံးမျိုး (AS၊ FA နှင့် FS) သည် လေတိုက်ခတ်မှု ဆန့်ကျင်သည့် စွမ်းဆောင်ရည် (ပုံ ၁၁) နှင့် မျက်နှာပြင်ခုခံမှု (ပုံ ၁၃က) တို့တွင် သိသိသာသာ ကွာခြားမှုမရှိပါ။
CaCO3 ဖြင့်ဖုံးအုပ်ထားသော ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များနှင့် နှင်းကျနေသော ပုံဆောင်ခဲများပေါ်ရှိ ဘက်တီးရီးယားအမှတ်အသားကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ မြင်သာစေရန်အတွက်၊ မြင့်မားသော မှန်ဘီလူးဖြင့် SEM မိုက်ခရိုဂရပ်များကို ရိုက်ကူးခဲ့ပြီး ရလဒ်များကို ပုံ ၁၅ တွင် ပြသထားသည်။ ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်သည် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များပေါ်တွင် နှင်းကျပြီး ထိုနေရာတွင် နှင်းကျရန်အတွက် လိုအပ်သော နျူကလိယများကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ ပုံတွင် CaCO3 မှ လှုံ့ဆော်ပေးသော တက်ကြွသောနှင့် မတက်ကြွသော ချိတ်ဆက်မှုများကိုလည်း ဖော်ပြထားသည်။ မတက်ကြွသော ချိတ်ဆက်မှုများ တိုးလာခြင်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အပြုအမူတွင် နောက်ထပ်တိုးတက်မှုကို မဖြစ်ပေါ်စေကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ CaCO3 နှင်းကျခြင်း တိုးလာခြင်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အစွမ်းသတ္တိ မြင့်မားလာခြင်း မဟုတ်ဘဲ နှင်းကျခြင်းပုံစံသည် အရေးကြီးသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ဤအချက်ကို Terzis နှင့် Laloui72 နှင့် Soghi နှင့် Al-Kabani45,73 တို့၏ လက်ရာများတွင်လည်း လေ့လာခဲ့သည်။ နှင်းကျခြင်းပုံစံနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အစွမ်းသတ္တိအကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပိုမိုစူးစမ်းလေ့လာရန်အတွက်၊ µCT ပုံရိပ်ကို အသုံးပြု၍ MICP လေ့လာမှုများကို အကြံပြုထားပြီး၊ ၎င်းသည် ဤလေ့လာမှု၏ အတိုင်းအတာထက် ကျော်လွန်ပါသည် (ဆိုလိုသည်မှာ အမိုးနီးယားကင်းစင်သော MICP အတွက် ကယ်လ်စီယမ်ရင်းမြစ်နှင့် ဘက်တီးရီးယားများ၏ ကွဲပြားသော ပေါင်းစပ်မှုများကို မိတ်ဆက်ပေးခြင်း)။
CaCO3 သည် (က) AS ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် (ခ) FS ဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် ကုသထားသော နမူနာများတွင် တက်ကြွသောနှင့် တက်ကြွမှုမရှိသော နှောင်ကြိုးများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အနည်အနှစ်ပေါ်တွင် ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များ၏ အမာရွတ်ကို ချန်ထားခဲ့သည်။
ပုံ ၁၄j-o နှင့် ၁၅b တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း CaCO အလွှာတစ်ခုရှိသည် (EDX ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ အလွှာတွင်ပါဝင်သော ဒြပ်စင်တစ်ခုစီ၏ ရာခိုင်နှုန်းဖွဲ့စည်းမှုသည် ကာဗွန် ၁၁%၊ အောက်ဆီဂျင် ၄၆.၆၂% နှင့် ကယ်လ်စီယမ် ၄၂.၃၉% ဖြစ်ပြီး ပုံ ၁၆ ရှိ CaCO ရာခိုင်နှုန်းနှင့် အလွန်နီးကပ်သည်)။ ဤအလွှာသည် vaterite ပုံဆောင်ခဲများနှင့် မြေဆီလွှာအမှုန်အမွှားများကို ဖုံးအုပ်ထားပြီး မြေဆီလွှာ-အနည်အနှစ်စနစ်၏ တည်တံ့ခိုင်မြဲမှုကို ထိန်းသိမ်းရန် ကူညီပေးသည်။ ဤအလွှာရှိနေခြင်းကို format-based formulation ဖြင့် ပြုပြင်ထားသော နမူနာများတွင်သာ တွေ့ရှိရသည်။
ဇယား ၂ တွင် ယခင်လေ့လာမှုများနှင့် ဤလေ့လာမှုတွင် urea-degrading နှင့် non-urea-degrading MICP လမ်းကြောင်းများဖြင့် ကုသထားသော မြေဆီလွှာများ၏ မျက်နှာပြင်ခိုင်ခံ့မှု၊ threshold detachment velocity နှင့် bioinduced CaCO3 ပါဝင်မှုကို နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ MICP ကုသထားသော သဲခုံနမူနာများ၏ လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်ရှိမှုဆိုင်ရာ လေ့လာမှုများသည် အကန့်အသတ်ရှိသည်။ Meng နှင့်အဖွဲ့သည် အရွက်မှုတ်စက်ကို အသုံးပြု၍ MICP ကုသထားသော urea-degrading သဲခုံနမူနာများ၏ လေတိုက်စားမှုခံနိုင်ရည်ကို လေ့လာခဲ့ပြီး၊၁၃ ဤလေ့လာမှုတွင် urea-degrading မဟုတ်သော သဲခုံနမူနာများ (urea-degrading controls များအပြင်) ကို လေဥမင်လိုဏ်ခေါင်းတွင် စမ်းသပ်ပြီး ဘက်တီးရီးယားနှင့် အရာများ ပေါင်းစပ်မှုလေးမျိုးဖြင့် ကုသထားသည်။
မြင်တွေ့ရသည့်အတိုင်း၊ ယခင်လေ့လာမှုအချို့တွင် 4 L/m213,41,74 ထက်ကျော်လွန်သော မြင့်မားသောအသုံးချမှုနှုန်းထားများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားထားပါသည်။ ရေပေးဝေမှု၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနှင့် ရေပမာဏများစွာအသုံးချမှုနှင့် ဆက်စပ်သော ကုန်ကျစရိတ်များကြောင့် မြင့်မားသောအသုံးချမှုနှုန်းထားများကို စီးပွားရေးရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် အလွယ်တကူအသုံးချနိုင်မည်မဟုတ်ကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ 1.62-2 L/m2 ကဲ့သို့သော နိမ့်ကျသောအသုံးချမှုနှုန်းထားများသည် 190 kPa အထိ မျက်နှာပြင်အစွမ်းသတ္တိကောင်းမွန်ပြီး 25 m/s ထက်ကျော်လွန်သော TDV ကိုလည်း ရရှိခဲ့သည်။ လက်ရှိလေ့လာမှုတွင်၊ urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမရှိဘဲ formate-based MICP ဖြင့် ကုသထားသော သဲခုံများသည် တူညီသောအသုံးချမှုနှုန်းထားများတွင် urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းလမ်းကြောင်းဖြင့် ရရှိသော မြင့်မားသောမျက်နှာပြင်အစွမ်းသတ္တိများ (ဆိုလိုသည်မှာ၊ urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမရှိဘဲ formate-based MICP ဖြင့် ကုသထားသော နမူနာများသည် Meng et al., 13, Figure 13a မှ ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း) မြင့်မားသောအသုံးချမှုနှုန်းထားများတွင် ရရှိခဲ့ကြသည်။ 2 L/m2 အသုံးပြုမှုနှုန်းတွင်၊ urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမရှိဘဲ format-based MICP အတွက် လေတိုက်နှုန်း 25 m/s တွင် လေတိုက်နှုန်း လျှော့ချရေးအတွက် ကယ်လ်စီယမ်ကာဗွန်နိတ်၏ ထွက်ရှိမှုမှာ 2.25% ရှိကြောင်းလည်း မြင်နိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် တူညီသော အသုံးပြုမှုနှုန်းနှင့် တူညီသော လေတိုက်နှုန်း (25 m/s) တွင် urea ယိုယွင်းပျက်စီးမှုဖြင့် control MICP ဖြင့် ကုသထားသော သဲခုံများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက လိုအပ်သော CaCO3 ပမာဏ (ဆိုလိုသည်မှာ 2.41%) နှင့် အလွန်နီးစပ်ပါသည်။
ထို့ကြောင့်၊ ဤဇယားမှ urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းလမ်းကြောင်းနှင့် urea ကင်းစင်သော ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းလမ်းကြောင်း နှစ်ခုစလုံးသည် မျက်နှာပြင်ခုခံမှုနှင့် TDV အရ လက်ခံနိုင်သော စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းနိုင်ကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။ အဓိကကွာခြားချက်မှာ urea ကင်းစင်သော ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းလမ်းကြောင်းတွင် အမိုးနီးယားမပါဝင်သောကြောင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ သက်ရောက်မှုနည်းပါးသည်။ ထို့အပြင်၊ ဤလေ့လာမှုတွင် အဆိုပြုထားသော urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမပါဘဲ formate-based MICP နည်းလမ်းသည် urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမရှိဘဲ acetate-based MICP နည်းလမ်းထက် ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ လုပ်ဆောင်နိုင်ပုံရသည်။ Mohebbi နှင့်အဖွဲ့သည် urea ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းမရှိဘဲ acetate-based MICP နည်းလမ်းကို လေ့လာခဲ့သော်လည်း၊ ၎င်းတို့၏လေ့လာမှုတွင် ပြားချပ်ချပ်မျက်နှာပြင်များပေါ်ရှိ နမူနာများ ပါဝင်သည်။9 သဲကန္တာရနမူနာများပတ်လည်တွင် eddy ဖွဲ့စည်းမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော တိုက်စားမှုအဆင့်မြင့်မားခြင်းနှင့် TDV နိမ့်ကျစေသော shear ကြောင့် သဲကန္တာရနမူနာများ၏ လေတိုက်စားမှုသည် တူညီသောအမြန်နှုန်းတွင် ပြားချပ်ချပ်မျက်နှာပြင်များထက် ပိုမိုသိသာထင်ရှားမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။