nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, браузердин акыркы версиясын колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү). Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн бул сайтта стилдер же JavaScript камтылбайт.
Чаңдуу бороондор айыл чарбасына, адамдардын ден соолугуна, транспорт тармактарына жана инфраструктурага кыйратуучу таасиринен улам дүйнө жүзү боюнча көптөгөн өлкөлөр үчүн олуттуу коркунуч туудурат. Натыйжада, шамал эрозиясы глобалдык көйгөй катары каралат. Шамал эрозиясын токтотуунун экологиялык жактан таза ыкмаларынын бири - микробдук карбонаттык жаан-чачындыларды (MICP) колдонуу. Бирок, аммиак сыяктуу мочевинанын деградациясына негизделген MICPнин кошумча продуктулары көп өлчөмдө өндүрүлгөндө идеалдуу эмес. Бул изилдөөдө мочевина өндүрбөстөн MICPнин деградациясы үчүн кальций форматы бактерияларынын эки формуласы сунушталат жана алардын иштеши аммиак өндүрбөгөн кальций ацетаты бактерияларынын эки формуласы менен ар тараптуу салыштырылат. Каралган бактериялар - Bacillus subtilis жана Bacillus amyloliquefaciens. Алгач CaCO3 пайда болушун жөнгө салуучу факторлордун оптималдаштырылган маанилери аныкталды. Андан кийин оптималдаштырылган формулалар менен иштетилген кум дөбөлөрүнүн үлгүлөрүндө шамал туннелдеринин сыноолору жүргүзүлүп, шамал эрозиясына туруктуулук, тазалоо босогосунун ылдамдыгы жана кум бомбалоого туруктуулук өлчөнгөн. Кальций карбонатынын (CaCO3) алломорфтору оптикалык микроскопия, сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM) жана рентген дифракциялык анализи аркылуу бааланган. Кальций форматына негизделген формулалар кальций карбонатынын пайда болушу жагынан ацетатка негизделген формулаларга караганда бир топ жакшы натыйжаларды көрсөткөн. Мындан тышкары, B. subtilis B. amyloliquefaciensке караганда көбүрөөк кальций карбонатын өндүргөн. SEM микрографтары чөкмөдөн улам кальций карбонатына активдүү жана активдүү эмес бактериялардын байланышын жана басылышын даана көрсөткөн. Бардык формулалар шамал эрозиясын бир топ азайткан.
Шамал эрозиясы көптөн бери АКШнын түштүк-батышы, Кытайдын батышы, Сахара Африкасы жана Жакынкы Чыгыштын көпчүлүк бөлүгү сыяктуу кургак жана жарым кургак аймактардын негизги көйгөйү катары таанылып келген1. Кургак жана өтө кургак климатта жаан-чачындын аз болушу бул аймактардын көпчүлүк бөлүгүн чөлдөргө, кум дөбөлөрүнө жана иштетилбеген жерлерге айландырды. Шамал эрозиясы транспорт тармактары, айыл чарба жерлери жана өнөр жай жерлери сыяктуу инфраструктурага экологиялык коркунуч келтирип, бул аймактарда жашоо шарттарынын начарлашына жана шаар курулушунун жогорку чыгымдарына алып келет2,3,4. Маанилүүсү, шамал эрозиясы ал болгон жерге гана таасир этпестен, алыскы коомчулуктарда ден соолукка жана экономикалык көйгөйлөрдү жаратат, анткени ал бөлүкчөлөрдү шамал аркылуу булактан алыс аймактарга ташыйт5,6.
Шамал эрозиясын көзөмөлдөө глобалдык көйгөй бойдон калууда. Шамал эрозиясын көзөмөлдөө үчүн топуракты турукташтыруунун ар кандай ыкмалары колдонулат. Бул ыкмаларга суу куюу7, май мульчалары8, биополимерлер5, микробдук карбонаттык чөкмөлөр (MICP)9,10,11,12 жана ферменттик карбонаттык чөкмөлөр (EICP)1 сыяктуу материалдар кирет. Топуракты нымдоо талаада чаңды басуунун стандарттуу ыкмасы болуп саналат. Бирок, анын тез бууланышы бул ыкманы кургак жана жарым кургак аймактарда чектелүү натыйжалуу кылат1. Май мульчалоочу кошулмаларды колдонуу кумдун биригүүсүн жана бөлүкчөлөр аралык сүрүлүүнү жогорулатат. Алардын биригүү касиети кум бүртүкчөлөрүн бириктирет; бирок, май мульчалары башка көйгөйлөрдү да жаратат; алардын кара түсү жылуулукту сиңирүүнү жогорулатат жана өсүмдүктөрдүн жана микроорганизмдердин өлүмүнө алып келет. Алардын жыты жана түтүнү дем ​​алуу көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн, жана эң негизгиси, алардын жогорку баасы дагы бир тоскоолдук болуп саналат. Биополимерлер шамал эрозиясын азайтуу үчүн жакында сунушталган экологиялык жактан таза ыкмалардын бири болуп саналат; алар өсүмдүктөр, жаныбарлар жана бактериялар сыяктуу табигый булактардан алынат. Ксантан сагызы, гуар сагызы, хитозан жана геллан сагызы инженердик колдонмолордо эң көп колдонулган биополимерлер5 болуп саналат. Бирок, сууда эрүүчү биополимерлер сууга дуушар болгондо күчүн жоготуп, топурактан агып чыгышы мүмкүн13,14. EICP асфальтталбаган жолдор, калдыктар сакталуучу жайлар жана курулуш аянтчалары сыяктуу ар кандай колдонмолор үчүн чаңды басуунун натыйжалуу ыкмасы экени көрсөтүлдү. Анын жыйынтыктары кубандырарлык болгону менен, баасы жана ядролук жерлердин жоктугу (CaCO3 кристаллдарынын пайда болушун жана чөгүшүн тездетет15,16) сыяктуу кээ бир потенциалдуу кемчиликтерди эске алуу керек.
MICP биринчи жолу 19-кылымдын аягында Мюррей жана Ирвин (1890) жана Штайнманн (1901) тарабынан деңиз микроорганизмдери тарабынан мочевинанын деградациясын изилдөөдө сүрөттөлгөн17. MICP - бул ар кандай микробдук активдүүлүктү жана химиялык процесстерди камтыган табигый жол менен пайда болгон биологиялык процесс, мында кальций карбонаты микробдук метаболиттерден алынган карбонат иондорунун айлана-чөйрөдөгү кальций иондору менен реакциясы аркылуу чөкмөлөнөт18,19. Мочевинаны деградациялоочу азот циклин (мочевинаны деградациялоочу MICP) камтыган MICP - бул микробдук индукцияланган карбонат чөкмөлөрүнүн эң кеңири таралган түрү, мында бактериялар тарабынан өндүрүлгөн уреаза мочевинанын гидролизин катализдейт20,21,22,23,24,25,26,27 төмөнкүдөй:
Органикалык туздун кычкылдануусунун көмүртек циклин камтыган MICPде (мочевинанын деградацияланбаган түрү жок MICP) гетеротрофтук бактериялар карбонат минералдарын өндүрүү үчүн энергия булагы катары ацетат, лактат, цитрат, сукцинат, оксалат, малат жана глиоксилат сыяктуу органикалык туздарды колдонушат28. Көмүртек булагы катары кальций лактаты жана кальций иондору болгон учурда, кальций карбонатынын пайда болушунун химиялык реакциясы (5) теңдемеде көрсөтүлгөн.
MICP процессинде бактериялык клеткалар кальций карбонатынын чөкмөлөөсү үчүн өзгөчө маанилүү болгон нуклеациялык жерлерди камсыз кылат; бактериялык клетканын бети терс заряддуу жана кальций иондору сыяктуу эки валенттүү катиондор үчүн адсорбент катары иштей алат. Кальций иондорун бактериялык клеткаларга адсорбциялоо менен, карбонат ионунун концентрациясы жетиштүү болгондо, кальций катиондору жана карбонат аниондору реакцияга кирип, кальций карбонаты бактериянын бетине чөкмө пайда болот29,30. Процессти төмөнкүдөй кыскача баяндаса болот31,32:
Биогенерацияланган кальций карбонатынын кристаллдарын үч түргө бөлүүгө болот: кальцит, ватерит жана арагонит. Алардын арасында кальцит жана ватерит бактериялар тарабынан индукцияланган эң кеңири таралган кальций карбонатынын алломорфтору болуп саналат33,34. Кальцит термодинамикалык жактан эң туруктуу кальций карбонатынын алломорфу35. Ватерит метастабилдүү деп билдирилгени менен, ал акыры кальцитке айланат36,37. Ватерит бул кристаллдардын эң тыгызы. Бул алты бурчтуу кристалл, ал чоңураак өлчөмүнөн улам башка кальций карбонатынын кристаллдарына караганда тешикчелерди жакшыраак толтуруу жөндөмүнө ээ38. Мочевина менен ажыроочу жана мочевина менен ажыроочу эмес MICP ватериттин чөкмөсүнө алып келиши мүмкүн13,39,40,41.
MICP көйгөйлүү топурактарды жана шамал эрозиясына дуушар болгон топурактарды турукташтырууда келечектүү потенциалды көрсөтсө да42,43,44,45,46,47,48, мочевина гидролизинин кошумча продуктуларынын бири - аммиак, ал таасир деңгээлине жараша ден соолукка жеңил жана оор көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн49. Бул терс таасир бул технологияны колдонууну талаш-тартыштуу кылат, айрыкча, чаңды басуу сыяктуу чоң аянттарды тазалоо керек болгондо. Мындан тышкары, процесс жогорку колдонуу ылдамдыгында жана чоң көлөмдө жүргүзүлгөндө аммиактын жыты чыдагыс, бул анын практикалык колдонулушуна таасир этиши мүмкүн. Жакында жүргүзүлгөн изилдөөлөр аммоний иондорун струвит сыяктуу башка продуктуларга айландыруу менен азайтууга болорун көрсөткөнү менен, бул ыкмалар аммоний иондорун толугу менен жок кылбайт50. Ошондуктан, аммоний иондорун пайда кылбаган альтернативдүү чечимдерди изилдөө зарылдыгы дагы эле бар. MICP үчүн мочевина эмес деградация жолдорун колдонуу шамал эрозиясын азайтуу контекстинде начар изилденген потенциалдуу чечимди камсыз кылышы мүмкүн. Фаттахи жана башкалар. мочевинасыз MICP деградациясын кальций ацетаты жана Bacillus megaterium41 колдонуп изилдешкен, ал эми Мохебби жана башкалар кальций ацетаты жана Bacillus amyloliquefaciens9 колдонушкан. Бирок, алардын изилдөөсү шамал эрозиясына туруктуулукту акыры жакшырта турган башка кальций булактары жана гетеротрофтук бактериялар менен салыштырылган эмес. Ошондой эле, шамал эрозиясын азайтууда мочевинасыз деградация жолдорун мочевинанын деградация жолдору менен салыштырган адабияттар жетишсиз.
Мындан тышкары, шамал эрозиясын жана чаңды көзөмөлдөө боюнча изилдөөлөр көбүнчө тегиз беттүү топурак үлгүлөрүндө жүргүзүлгөн.1,51,52,53 Бирок, тегиз беттер жаратылышта дөңсөөлөр менен ойдуңдарга караганда азыраак кездешет. Ошондуктан кум дөбөлөрү чөлдүү аймактарда эң кеңири таралган ландшафттык өзгөчөлүк болуп саналат.
Жогоруда айтылган кемчиликтерди жоюу үчүн, бул изилдөө аммиак чыгарбаган бактериялык агенттердин жаңы топтомун киргизүүнү максат кылган. Бул максатта биз мочевинаны деградациялабаган MICP жолдорун карап чыктык. Эки кальций булагынын (кальций форматы жана кальций ацетаты) эффективдүүлүгү изилденген. Авторлордун билишинче, эки кальций булагын жана бактериялардын айкалышын (б.а. кальций форматы-Bacillus subtilis жана кальций форматы-Bacillus amyloliquefaciens) колдонуп карбонаттык чөкмө мурунку изилдөөлөрдө изилденген эмес. Бул бактерияларды тандоо алар өндүргөн ферменттерге негизделген, алар кальций форматы менен кальций ацетатынын кычкылдануусун катализдеп, микробдук карбонаттык чөкмөлөрдү пайда кылат. Биз рН, бактериялардын түрлөрү жана кальций булактары жана алардын концентрациясы, бактериялардын кальций булагынын эритмесине болгон катышы жана катуулануу убактысы сыяктуу оптималдуу факторлорду табуу үчүн кылдат эксперименталдык изилдөөнү иштеп чыктык. Акырында, шамал эрозиясынын чоңдугун, кумдун босоголук бөлүнүп чыгуу ылдамдыгын жана шамалдын бомбалоого туруктуулугун аныктоо үчүн кум дөбөлөрүндө бир катар шамал туннелдеринин сыноолорун жүргүзүү менен кальций карбонатынын жаан-чачындары аркылуу шамал эрозиясын басууда бул бактериялык агенттердин натыйжалуулугу изилденди, ошондой эле пенетрометрдик өлчөөлөр жана микроструктуралык изилдөөлөр (мисалы, рентген дифракциясын (XRD) анализдөө жана сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM)) жүргүзүлдү.
Кальций карбонатын өндүрүү үчүн кальций иондору жана карбонат иондору талап кылынат. Кальций иондорун кальций хлориди, кальций гидроксиди жана кургак майсыз сүт сыяктуу ар кандай кальций булактарынан алууга болот54,55. Карбонат иондорун мочевина гидролизи жана органикалык заттардын аэробдук же анаэробдук кычкылдануусу56 сыяктуу ар кандай микробдук ыкмалар менен алууга болот. Бул изилдөөдө карбонат иондору формат менен ацетаттын кычкылдануу реакциясынан алынган. Мындан тышкары, биз таза кальций карбонатын алуу үчүн формат менен ацетаттын кальций туздарын колдондук, ошентип кошумча продуктулар катары CO2 жана H2O гана алынды. Бул процессте бир гана зат кальций булагы жана карбонат булагы катары кызмат кылат жана аммиак өндүрүлбөйт. Бул мүнөздөмөлөр биз карап чыккан кальций булагы жана карбонат өндүрүү ыкмасын абдан келечектүү кылат.
Кальций форматы менен кальций ацетатынын кальций карбонатын пайда кылуу реакциялары (7)-(14) формулаларында көрсөтүлгөн. (7)-(11) формулалары кальций форматынын сууда эрип, кумурска кислотасын же форматты пайда кылаарын көрсөтөт. Ошентип, эритме эркин кальций жана гидроксид иондорунун булагы болуп саналат (8 жана 9 формулалар). Кумурска кислотасынын кычкылдануусунун натыйжасында кумурска кислотасындагы көмүртек атомдору көмүр кычкыл газына айланат (10-формула). Акыр-аягы, кальций карбонаты пайда болот (11 жана 12-формулалар).
Ошо сыяктуу эле, кальций карбонаты кальций ацетатынан пайда болот (13–15-теңдемелер), бирок кумурска кислотасынын ордуна уксус кислотасы же ацетат пайда болот.
Ферменттердин катышуусуз ацетат жана формат бөлмө температурасында кычкылданбайт. FDH (форматдегидрогеназа) жана CoA (коэнзим А) тиешелүүлүгүнө жараша көмүр кычкыл газын пайда кылуу үчүн форматтын жана ацетаттын кычкылдануусун катализдейт (16, 17) 57, 58, 59-теңдемелер. Ар кандай бактериялар бул ферменттерди өндүрө алат, ал эми бул изилдөөдө гетеротрофтук бактериялар, атап айтканда, Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Перс тибиндеги маданият коллекциясы), ошондой эле NCIMB #13061 (Бактериялардын, ачыткынын, фагдын, плазмиддердин, өсүмдүк уруктарынын жана өсүмдүк клеткаларынын ткандарынын маданияттарынын эл аралык коллекциясы)) жана Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077) колдонулган. Бул бактериялар эт пептону (5 г/л) жана эт экстракты (3 г/л) камтылган, азык шорпосу (NBR) (105443 Merck) деп аталган чөйрөдө өстүрүлгөн.
Ошентип, эки кальций булагын жана эки бактерияны колдонуу менен кальций карбонатынын чөкмөсүн индукциялоо үчүн төрт формула даярдалган: кальций форматы жана Bacillus subtilis (FS), кальций форматы жана Bacillus amyloliquefaciens (FA), кальций ацетаты жана Bacillus subtilis (AS), ошондой эле кальций ацетаты жана Bacillus amyloliquefaciens (AA).
Эксперименталдык долбоордун биринчи бөлүгүндө кальций карбонатын максималдуу өндүрүүгө жетише турган оптималдуу айкалышты аныктоо үчүн сыноолор жүргүзүлдү. Топурак үлгүлөрүндө кальций карбонаты болгондуктан, ар кандай айкалыштар менен өндүрүлгөн CaCO3тү так өлчөө үчүн алдын ала баалоо сыноолорунун топтому иштелип чыккан жана культуралык чөйрө менен кальций булагы эритмелеринин аралашмалары бааланган. Жогоруда аныкталган кальций булагы менен бактерия эритмесинин ар бир айкалышы үчүн (FS, FA, AS жана AA) оптималдаштыруу коэффициенттери (кальций булагынын концентрациясы, катуулануу убактысы, эритменин оптикалык тыгыздыгы (OD) менен өлчөнгөн бактерия эритмесинин концентрациясы, кальций булагынын бактерия эритмесине катышы жана рН) алынган жана төмөнкү бөлүмдөрдө сүрөттөлгөн кум дөбөлөрүн тазалоочу шамал туннелинин сыноолорунда колдонулган.
Ар бир айкалыш үчүн CaCO3 чөкмөсүнүн таасирин изилдөө жана ар кандай факторлорду, атап айтканда, кальций булагынын концентрациясын, катуулануу убактысын, бактериялык OD маанисин, кальций булагынын бактериялык эритмеге болгон катышын жана органикалык заттардын аэробдук кычкылдануу учурундагы рН маанисин баалоо үчүн 150 эксперимент жүргүзүлдү (1-таблица). Оптималдаштырылган процесс үчүн рН диапазону тезирээк өсүү үчүн Bacillus subtilis жана Bacillus amyloliquefaciens өсүү ийри сызыктарынын негизинде тандалып алынган. Бул "Жыйынтыктар" бөлүмүндө кененирээк түшүндүрүлөт.
Оптималдаштыруу фазасына үлгүлөрдү даярдоо үчүн төмөнкү кадамдар колдонулган. MICP эритмеси алгач культуралык чөйрөнүн баштапкы рН маанисин тууралоо менен даярдалып, андан кийин 121 °C температурада 15 мүнөт автоклавда иштетилген. Андан кийин штамм ламинардык аба агымына себилген жана чайкоочу инкубатордо 30 °C жана 180 айн/мин температурада кармалган. Бактериялардын OD керектүү деңгээлге жеткенден кийин, ал кальций булагынын эритмеси менен керектүү пропорцияда аралаштырылган (1a-сүрөт). MICP эритмеси максаттуу мааниге жеткен убакытка чейин 220 айн/мин жана 30 °C температурада чайкоочу инкубатордо реакцияга кирип, катууланган. Чөкмө CaCO3 6000 г температурада 5 мүнөт центрифугалоодон кийин бөлүнүп, андан кийин кальциметрдик сыноо үчүн үлгүлөрдү даярдоо үчүн 40 °C температурада кургатылган (1b-сүрөт). Андан кийин CaCO3 чөкмөсү Бернард кальциметри менен өлчөнгөн, мында CaCO3 порошогу 1,0 N HCl (ASTM-D4373-02) менен реакцияга кирип, CO2 пайда кылат, ал эми бул газдын көлөмү CaCO3 курамынын көрсөткүчү болуп саналат (1c-сүрөт). CO2 көлөмүн CaCO3 курамына айландыруу үчүн, таза CaCO3 порошогун 1 N HCl менен жууп, аны бөлүнүп чыккан CO2ге каршы график түзүү менен калибрлөө ийри сызыгы түзүлгөн. Чөкмөгө түшкөн CaCO3 порошогунун морфологиясы жана тазалыгы SEM сүрөткө тартуу жана рентгендик резонанс анализи аркылуу изилденген. Бактериялардын айланасында кальций карбонатынын пайда болушун, пайда болгон кальций карбонатынын фазасын жана бактериялардын активдүүлүгүн изилдөө үчүн 1000 чоңойтулган оптикалык микроскоп колдонулган.
Дежег бассейни Ирандын түштүк-батышындагы Фарс провинциясындагы белгилүү эрозияга дуушар болгон аймак болуп саналат жана изилдөөчүлөр бул аймактан шамал эрозиясына кабылган топурактын үлгүлөрүн чогултушкан. Изилдөө үчүн үлгүлөр топурактын бетинен алынган. Топурак үлгүлөрүндөгү индикатордук сыноолор топурактын начар сорттолгон, ылайлуу кумдуу топурак экенин жана Бирдиктүү Топурак Классификациялоо Системасына (USC) ылайык SP-SM катары классификацияланганын көрсөттү (2a-сүрөт). Рентгендик рентгенография анализи Дежег топурагы негизинен кальцит жана кварцтан тураарын көрсөттү (2b-сүрөт). Мындан тышкары, EDX анализи Al, K жана Fe сыяктуу башка элементтердин да азыраак пропорцияда бар экенин көрсөттү.
Лабораториялык кум дөбөлөрүн шамал эрозиясын текшерүүгө даярдоо үчүн, топурак 170 мм бийиктиктен 10 мм диаметрдеги воронка аркылуу катуу бетке чейин майдаланган, натыйжада бийиктиги 60 мм жана диаметри 210 мм болгон типтүү кум дөбөлөрү пайда болгон. Жаратылышта эң төмөнкү тыгыздыктагы кум дөбөлөрү эолдук процесстер менен пайда болот. Ошо сыяктуу эле, жогорудагы процедураны колдонуу менен даярдалган үлгү эң төмөнкү салыштырмалуу тыгыздыкка ээ болгон, γ = 14,14 кН/м³, болжол менен 29,7° бурч менен горизонталдык бетке чөккөн кум конусун түзгөн.
Мурунку бөлүмдө алынган оптималдуу MICP эритмеси кум дөбөлөрүнүн жантайыңкы бетине 1, 2 жана 3 лм-2 колдонуу ылдамдыгында чачылган, андан кийин үлгүлөр инкубатордо 30 °C температурада (3-сүрөт) 9 күн (б.а. оптималдуу катуулануу убактысы) сакталып, андан кийин аэродинамикалык туннель сыноосу үчүн алынып чыгарылган.
Ар бир иштетүү үчүн төрт үлгү даярдалган, бири кальций карбонатынын курамын жана беттик бекемдигин пенетрометр менен өлчөө үчүн, ал эми калган үч үлгү үч башка ылдамдыкта эрозияны сыноо үчүн колдонулган. Аба туннелдеринин сыноолорунда эрозия көлөмү ар кандай шамалдын ылдамдыгында аныкталган, андан кийин ар бир иштетүү үлгүсү үчүн босоголук бөлүнүп чыгуу ылдамдыгы эрозия көлөмүнүн шамалдын ылдамдыгына карата графиги аркылуу аныкталган. Шамал эрозиясын сыноодон тышкары, иштетилген үлгүлөр кум менен бомбалоого (б.а. секирүү эксперименттерине) дуушар болгон. Бул максатта 2 жана 3 л м−2 колдонуу ылдамдыгында дагы эки үлгү даярдалган. Кум менен бомбалоо сыноосу 120 гм−1 агым менен 15 мүнөткө созулган, бул мурунку изилдөөлөрдө тандалган маанилердин чегинде60,61,62. Абразивдүү сопло менен кумдун түбүнүн ортосундагы горизонталдуу аралык туннелдин түбүнөн 100 мм жогору жайгашкан 800 мм болгон. Бул абал дээрлик бардык секирүүчү кум бөлүкчөлөрү кумга түшүп тургандай кылып коюлган.
Аэродинамикалык туннелди сыноо узундугу 8 м, туурасы 0,4 м жана бийиктиги 1 м болгон ачык аба туннелинде жүргүзүлдү (4a-сүрөт). Аэродинамикалык туннел цинктелген болот барактарынан жасалган жана 25 м/с чейин шамалдын ылдамдыгын түзө алат. Мындан тышкары, желдеткичтин жыштыгын жөнгө салуу жана максаттуу шамалдын ылдамдыгын алуу үчүн жыштыкты акырындык менен көбөйтүү үчүн жыштык өзгөрткүч колдонулат. 4b-сүрөттө шамал эрозиясына учураган кум дөбөлөрүнүн схемалык диаграммасы жана аба туннелинде өлчөнгөн шамалдын ылдамдыгынын профили көрсөтүлгөн.
Акырында, бул изилдөөдө сунушталган уреалитикалык эмес MICP формуласынын жыйынтыктарын уреалитикалык MICP контролдук тестинин жыйынтыктары менен салыштыруу үчүн, кум дөбөлөрүнүн үлгүлөрү да даярдалып, мочевина, кальций хлориди жана Sporosarcina pasteurii камтыган биологиялык эритме менен иштетилген (анткени Sporosarcina pasteurii уреазаны63 өндүрүүгө олуттуу жөндөмдүү). Бактериялык эритменин оптикалык тыгыздыгы 1,5, ал эми мочевина менен кальций хлоридинин концентрациясы 1 М болгон (мурунку изилдөөлөрдө сунушталган маанилердин негизинде тандалган36,64,65). Өстүрүү чөйрөсү азыктык сорподон (8 г/л) жана мочевинадан (20 г/л) турган. Бактериялык эритме кум дөбөсүнүн бетине чачылып, бактерияларды бекитүү үчүн 24 саатка калтырылган. 24 сааттык бекитүүдөн кийин цементтөөчү эритме (кальций хлориди жана мочевина) чачылган. Уреалитикалык MICP контролдук тести мындан ары UMC деп аталат. Уреалитикалык жана уреалитикалык эмес жол менен иштетилген топурак үлгүлөрүндөгү кальций карбонатынын курамы Чой жана башкалар тарабынан сунушталган процедурага ылайык жууп-тазалоо жолу менен алынган.66
5-сүрөттө баштапкы рН диапазону 5тен 10го чейинки өстүрүүчү чөйрөдөгү (азык заттардын эритмесиндеги) Bacillus amyloliquefaciens жана Bacillus subtilis бактерияларынын өсүү ийри сызыктары көрсөтүлгөн. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, Bacillus amyloliquefaciens жана Bacillus subtilis тиешелүүлүгүнө жараша рН 6-8 жана 7-9 болгондо тезирээк өскөн. Ошондуктан, бул рН диапазону оптималдаштыруу этабында кабыл алынган.
Азык чөйрөсүнүн ар кандай баштапкы рН маанилериндеги (а) Bacillus amyloliquefaciens жана (b) Bacillus subtilis өсүү ийри сызыктары.
6-сүрөттө Бернард лаймметринде пайда болгон көмүр кычкыл газынын көлөмү көрсөтүлгөн, ал чөкмө кальций карбонатын (CaCO3) билдирет. Ар бир айкалышта бир фактор туруктуу болгондуктан жана башка факторлор ар башка болгондуктан, бул графиктердеги ар бир чекит ошол эксперименттер топтомундагы көмүр кычкыл газынын максималдуу көлөмүнө туура келет. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кальций булагынын концентрациясы жогорулаган сайын, кальций карбонатынын өндүрүшү жогорулаган. Ошондуктан, кальций булагынын концентрациясы кальций карбонатынын өндүрүшүнө түздөн-түз таасир этет. Кальций булагынын жана көмүртек булагынын бирдей болгондуктан (б.а., кальций форматы жана кальций ацетаты), кальций иондору канчалык көп бөлүнүп чыкса, кальций карбонаты ошончолук көп пайда болот (6a-сүрөт). AS жана AA формулаларында кальций карбонатынын өндүрүшү 9 күндөн кийин чөкмөнүн көлөмү дээрлик өзгөргөнгө чейин катуулануу убактысынын көбөйүшү менен көбөйө берген. FA формуласында катуулануу убактысы 6 күндөн ашканда кальций карбонатынын пайда болуу ылдамдыгы төмөндөгөн. Башка формулалар менен салыштырганда, FS формуласы 3 күндөн кийин кальций карбонатынын пайда болуу ылдамдыгынын салыштырмалуу төмөндүгүн көрсөттү (6b-сүрөт). FA жана FS формулаларында кальций карбонатынын жалпы өндүрүшүнүн 70% жана 87% үч күндөн кийин алынган, ал эми AA жана AS формулаларында бул үлүш тиешелүүлүгүнө жараша 46% жана 45% гана түзгөн. Бул кумурска кислотасына негизделген формуланын ацетат негизиндеги формулага салыштырмалуу баштапкы этапта CaCO3 пайда болуу ылдамдыгы жогору экенин көрсөтүп турат. Бирок, пайда болуу ылдамдыгы катуулануу убактысынын көбөйүшү менен басаңдайт. 6c-сүрөттөн бактериялардын OD1ден жогору концентрацияларында да кальций карбонатынын пайда болушуна олуттуу салым кошпойт деген тыянак чыгарууга болот.
Бернард кальциметри менен өлчөнгөн CO2 көлөмүнүн (жана тиешелүү CaCO3 курамынын) өзгөрүшү (а) кальций булагынын концентрациясына, (б) катыруу убактысына, (в) OD, (г) баштапкы рН, (д) ​​кальций булагынын бактериялык эритмеге болгон катышына (ар бир формула үчүн); жана (е) кальций булагынын жана бактериялардын ар бир айкалышы үчүн өндүрүлгөн кальций карбонатынын максималдуу көлөмүнө жараша.
Чөйрөнүн баштапкы рН таасирине келсек, 6d-сүрөттө FA жана FS үчүн CaCO3 өндүрүшү рН 7де максималдуу мааниге жеткени көрсөтүлгөн. Бул байкоо FDH ферменттери рН 7-6,7де эң туруктуу экени жөнүндөгү мурунку изилдөөлөргө дал келет. Бирок, AA жана AS үчүн рН 7ден ашканда CaCO3 чөкмөсү көбөйгөн. Мурунку изилдөөлөр ошондой эле CoA ферментинин активдүүлүгү үчүн оптималдуу рН диапазону 8ден 9,2-6,8ге чейин экенин көрсөткөн. CoA ферментинин активдүүлүгү жана B. amyloliquefaciens өсүшү үчүн оптималдуу рН диапазондору тиешелүүлүгүнө жараша (8-9,2) жана (6-8) экенин эске алганда (5a-сүрөт), AA формуласынын оптималдуу рН мааниси 8ге барабар болот жана эки рН диапазону дал келет деп күтүлүүдө. Бул факт 6d-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, эксперименттер менен тастыкталган. B. subtilis өсүшү үчүн оптималдуу рН 7-9 болгондуктан (5b-сүрөт) жана CoA ферментинин активдүүлүгү үчүн оптималдуу рН 8-9,2 болгондуктан, CaCO3 чөкмөсүнүн максималдуу көлөмү 8-9 рН диапазонунда болот деп күтүлүүдө, бул 6d-сүрөт менен тастыкталат (б.а., оптималдуу чөкмөсүнүн рН 9). 6e-сүрөттө көрсөтүлгөн жыйынтыктар кальций булагынын эритмесинин бактериялык эритмеге болгон оптималдуу катышы ацетат жана формат эритмелери үчүн 1ге барабар экенин көрсөтүп турат. Салыштыруу үчүн, ар кандай формулалардын (б.а., AA, AS, FA жана FS) иштеши ар кандай шарттардагы CaCO3 максималдуу өндүрүшүнүн негизинде бааланган (б.а., кальций булагынын концентрациясы, катуулануу убактысы, OD, кальций булагынын бактериялык эритмеге болгон катышы жана баштапкы рН). Изилденген формулалардын арасында FS формуласы эң жогорку CaCO3 өндүрүшүнө ээ болгон, ал AA формуласына караганда болжол менен үч эсе көп болгон (6f-сүрөт). Кальций булактары үчүн төрт бактериясыз контролдук эксперимент жүргүзүлдү жана 30 күндөн кийин CaCO3 чөкмөсүнүн пайда болушу байкалган жок.
Бардык формулалардын оптикалык микроскопиялык сүрөттөрү ватерит кальций карбонаты пайда болгон негизги фаза болгонун көрсөттү (7-сүрөт). Ватерит кристаллдары тоголок формада болгон69,70,71. Кальций карбонаты бактерия клеткаларынын бети терс заряддалгандыктан жана эки валенттүү катиондор үчүн адсорбент катары кызмат кыла алгандыктан бактерия клеткаларына чөкмөгө түшөөрү аныкталган. Бул изилдөөдө FS формуласын мисал катары алсак, 24 сааттан кийин айрым бактерия клеткаларында кальций карбонаты пайда боло баштаган (7а-сүрөт), ал эми 48 сааттан кийин кальций карбонаты менен капталган бактерия клеткаларынын саны бир кыйла көбөйгөн. Мындан тышкары, 7b-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ватерит бөлүкчөлөрүн да аныктоого болот. Акырында, 72 сааттан кийин көп сандагы бактериялар ватерит кристаллдары менен байланышкандай сезилген жана ватерит бөлүкчөлөрүнүн саны бир кыйла көбөйгөн (7в-сүрөт).
FS курамдарындагы CaCO3 чөкмөсүнүн убакыттын өтүшү менен оптикалык микроскопиялык байкоолору: (а) 24, (б) 48 жана (в) 72 саат.
Чөкмө фазанын морфологиясын андан ары изилдөө үчүн порошоктордун рентгендик дифракциясы (XRD) жана SEM анализдери жүргүзүлдү. XRD спектрлери (8a-сүрөт) жана SEM микрографтары (8b, c-сүрөттөр) ватерит кристаллдарынын бар экендигин тастыктады, анткени алар салат жалбырагына окшош формада болгон жана ватерит чокулары менен чөкмө чокуларынын ортосундагы дал келүүчүлүк байкалган.
(а) Пайда болгон CaCO3 жана ватериттин рентген дифракциялык спектрлерин салыштыруу. Тиешелүүлүгүнө жараша (b) 1 кГц жана (c) 5.27 кГц чоңойтуудагы ватериттин SEM микросүрөттөрү.
Аэродинамикалык туннелдерди сыноонун жыйынтыктары 9a, b сүрөттөрүндө көрсөтүлгөн. 9a сүрөтүнөн көрүнүп тургандай, иштетилбеген кумдун эрозия босогосунун ылдамдыгы (TDV) болжол менен 4,32 м/с түзөт. 1 л/м² колдонуу ылдамдыгында (9a сүрөт), FA, FS, AA жана UMC фракциялары үчүн топурактын жоготуу ылдамдыгы сызыктарынын эңкейиштери иштетилбеген кум дөбөсүндөгүдөй эле. Бул колдонуу ылдамдыгында иштетүү натыйжасыз экенин жана шамалдын ылдамдыгы TDVден ашканда, жука топурак кыртышы жоголуп, кум дөбөсүнүн эрозия ылдамдыгы иштетилбеген кум дөбөсүндөгүдөй эле экенин көрсөтүп турат. AS фракциясынын эрозия жантайыңкылыгы дагы абциссасы төмөн (б.а. TDV) башка фракцияларга караганда төмөн (9a сүрөт). 9b сүрөтүндөгү жебелер 25 м/с максималдуу шамалдын ылдамдыгында иштетилген кум дөбөлөрүндө 2 жана 3 л/м² колдонуу ылдамдыгында эрозия болбогонун көрсөтүп турат. Башкача айтканда, FS, FA, AS жана UMC үчүн кум дөбөлөрү CaCO³ чөкмөсүнөн улам пайда болгон шамал эрозиясына 2 жана 3 л/м² колдонуу ылдамдыгында шамалдын максималдуу ылдамдыгына (б.а. 25 м/с) караганда көбүрөөк туруктуу болгон. Ошентип, бул сыноолордо алынган 25 м/с TDV мааниси 9b-сүрөттө көрсөтүлгөн колдонуу ылдамдыктары үчүн төмөнкү чеги болуп саналат, AA учурун кошпогондо, мында TDV шамал туннелинин максималдуу ылдамдыгына дээрлик барабар.
Шамал эрозиясын текшерүү (а) Салмактын жоголушу шамалдын ылдамдыгына салыштырмалуу (колдонуу ылдамдыгы 1 л/м2), (б) Босогодогу жулуп алуу ылдамдыгы колдонуу ылдамдыгына жана формуласына салыштырмалуу (кальций ацетаты үчүн CA, кальций форматы үчүн CF).
10-сүрөттө кум менен бомбалоо сыноосунан кийин ар кандай формулалар менен иштетилген кум дөбөлөрүнүн бетинин эрозиясы жана колдонуу ылдамдыгы көрсөтүлгөн, ал эми сандык жыйынтыктар 11-сүрөттө көрсөтүлгөн. Дарыланбаган учур көрсөтүлгөн эмес, анткени ал эч кандай каршылык көрсөткөн эмес жана кум менен бомбалоо сыноосу учурунда толугу менен эрозияга учураган (жалпы массанын жоголушу). 11-сүрөттөн көрүнүп тургандай, AA биокомпозициясы менен иштетилген үлгү 2 л/м2 колдонуу ылдамдыгында салмагынын 83,5% жоготкон, ал эми башка бардык үлгүлөр кум менен бомбалоо процессинде 30% дан аз эрозияны көрсөткөн. Колдонуу ылдамдыгы 3 л/м2ге чейин көбөйтүлгөндө, бардык иштетилген үлгүлөр салмагынын 25% дан азын жоготкон. Эки колдонуу ылдамдыгында тең FS кошулмасы кум менен бомбалоого эң жакшы туруктуулукту көрсөткөн. FS жана AA менен иштетилген үлгүлөрдөгү максималдуу жана минималдуу бомбалоого туруктуулукту алардын максималдуу жана минималдуу CaCO3 чөкмөсүнө байланыштырса болот (6f-сүрөт).
2 жана 3 л/м2 агым ылдамдыгында ар кандай курамдагы кум дөбөлөрүн бомбалоонун жыйынтыктары (жебелер шамалдын багытын, кайчылаш сызыктар чийменин тегиздигине перпендикуляр шамалдын багытын көрсөтөт).
12-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, колдонуу ылдамдыгы 1 л/м²ден 3 л/м²ге чейин жогорулаган сайын бардык формулалардагы кальций карбонатынын курамы жогорулаган. Мындан тышкары, бардык колдонуу ылдамдыктарында кальций карбонатынын курамы эң жогорку болгон формула FS, андан кийин FA жана UMC болгон. Бул формулалардын беттик каршылыгы жогору болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
13a-сүрөттө пермеметр сыноосу менен өлчөнгөн иштетилбеген, контролдук жана иштетилген топурак үлгүлөрүнүн беттик каршылыгынын өзгөрүшү көрсөтүлгөн. Бул сүрөттөн UMC, AS, FA жана FS формулаларынын беттик каршылыгы колдонуу ылдамдыгынын жогорулашы менен бир кыйла жогорулаганы көрүнүп турат. Бирок, AA формуласында беттик бекемдиктин жогорулашы салыштырмалуу аз болгон. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, мочевина менен ажырабаган MICPнин FA жана FS формулалары мочевина менен ажыраган MICPге салыштырмалуу беттик өткөрүмдүүлүктү жакшыртат. 13b-сүрөттө топурактын беттик каршылыгы менен TDVнин өзгөрүшү көрсөтүлгөн. Бул сүрөттөн көрүнүп тургандай, беттик каршылыгы 100 кПадан жогору болгон кум дөбөлөрү үчүн босоголук сыйрылуучу ылдамдык 25 м/с ашат. In situ беттик каршылыгын пермеметр менен оңой өлчөөгө мүмкүн болгондуктан, бул билим аэродинамикалык туннелдерди сыноо жок болгон учурда TDVни баалоого жардам берет, ошону менен талаа колдонмолору үчүн сапатты көзөмөлдөө индикатору катары кызмат кылат.
SEM жыйынтыктары 14-сүрөттө көрсөтүлгөн. 14a-b сүрөттөрүндө иштетилбеген топурак үлгүсүнүн чоңойгон бөлүкчөлөрү көрсөтүлгөн, бул анын бириккендигин жана табигый байланышы же цементтешүүсү жок экендигин ачык көрсөтүп турат. 14c сүрөтүндө мочевина менен ажыратылган MICP менен иштетилген контролдук үлгүнүн SEM микрографиясы көрсөтүлгөн. Бул сүрөттө CaCO3 чөкмөлөрүнүн кальцит полиморфтору катары бар экендиги көрсөтүлгөн. 14d-o сүрөттөрүндө көрсөтүлгөндөй, чөкмө CaCO3 бөлүкчөлөрдү бириктирет; тоголок ватерит кристаллдарын SEM микрографтарынан да аныктоого болот. Бул изилдөөнүн жана мурунку изилдөөлөрдүн жыйынтыктары ватерит полиморфтору катары пайда болгон CaCO3 байланыштары да жетиштүү механикалык бекемдикти камсыздай аларын көрсөтүп турат; биздин жыйынтыктар беттик каршылык 350 кПага чейин жогорулай турганын жана босого бөлүү ылдамдыгы 4,32ден 25 м/с ашыкка чейин жогорулай турганын көрсөтүп турат. Бул жыйынтык MICP менен чөктүрүлгөн CaCO3 матрицасы ватерит болуп саналат, ал механикалык бекемдикке жана шамал эрозиясына туруктуулукка ээ13,40 жана талаа айлана-чөйрөсүнүн шарттарына 180 күн дуушар болгондон кийин да шамал эрозиясына туруктуулукту сактай алат13 деген мурунку изилдөөлөрдүн жыйынтыктарына дал келет.
(a, b) Иштетилбеген топурактын SEM микросүрөттөрү, (c) MICP мочевинанын деградациясын көзөмөлдөө, (df) AA менен иштетилген үлгүлөр, (gi) AS менен иштетилген үлгүлөр, (jl) FA менен иштетилген үлгүлөр жана (mo) FS менен иштетилген үлгүлөр ар кандай чоңойтууларда 3 л/м2 колдонуу ылдамдыгында.
14d-f сүрөтүндө AA кошулмалары менен иштетилгенден кийин, кумдун бетине жана данектеринин ортосуна кальций карбонаты чөккөнү, ал эми кээ бир капталбаган кум данектери да байкалганы көрсөтүлгөн. AS компоненттери үчүн, пайда болгон CaCO3 көлөмү олуттуу көбөйбөсө да (6f-сүрөт), CaCO3 тарабынан пайда болгон кум данектеринин ортосундагы байланыштардын көлөмү AA кошулмаларына салыштырмалуу бир кыйла көбөйгөн (14g-i-сүрөт).
14j-l жана 14m-o сүрөттөрүнөн кальций форматын кальций булагы катары колдонуу AS кошулмасына салыштырмалуу CaCO3 чөкмөсүнүн андан ары көбөйүшүнө алып келери көрүнүп турат, бул 6f-сүрөттөгү кальций өлчөгүчтүн өлчөөлөрүнө дал келет. Бул кошумча CaCO3 негизинен кум бөлүкчөлөрүнө чөккөндөй көрүнөт жана сөзсүз түрдө байланыш сапатын жакшыртпайт. Бул мурда байкалган жүрүм-турумду тастыктайт: CaCO3 чөкмөсүнүн көлөмүндөгү айырмачылыктарга карабастан (6f-сүрөт), үч формула (AS, FA жана FS) эолго каршы (шамал) көрсөткүчтөрү (11-сүрөт) жана беттик каршылык (13a-сүрөт) боюнча олуттуу айырмаланбайт.
CaCO3 менен капталган бактериялык клеткаларды жана чөкмө кристаллдардагы бактериялык изди жакшыраак элестетүү үчүн, жогорку чоңойтулган SEM микрографиялары тартылып, натыйжалары 15-сүрөттө көрсөтүлгөн. Көрсөтүлгөндөй, кальций карбонаты бактериялык клеткаларда чөкмө болуп, ал жердеги чөкмө үчүн керектүү ядролорду камсыз кылат. Сүрөттө ошондой эле CaCO3 тарабынан индукцияланган активдүү жана активдүү эмес байланыштар көрсөтүлгөн. Активдүү эмес байланыштардын көбөйүшү сөзсүз түрдө механикалык жүрүм-турумду андан ары жакшыртууга алып келбейт деген тыянак чыгарууга болот. Ошондуктан, CaCO3 чөкмөсүн көбөйтүү сөзсүз түрдө механикалык бекемдиктин жогорулашына алып келбейт жана чөкмө схемасы маанилүү ролду ойнойт. Бул жагдай Терзис менен Лалуинин72 жана Соги менен Аль-Кабанинин45,73 эмгектеринде да изилденген. Чөкмө схемасы менен механикалык бекемдиктин ортосундагы байланышты андан ары изилдөө үчүн, µCT сүрөтүн колдонуу менен MICP изилдөөлөрү сунушталат, бул бул изилдөөнүн алкагынан тышкары (б.а., аммиаксыз MICP үчүн кальций булагынын жана бактериялардын ар кандай айкалыштарын киргизүү).
CaCO3 (а) AS жана (б) FS курамы менен иштетилген үлгүлөрдө активдүү жана активдүү эмес байланыштарды пайда кылып, чөкмөдө бактериялык клеткалардын изин калтырган.
14j-o жана 15b сүрөттөрүндө көрсөтүлгөндөй, CaCO пленкасы бар (EDX анализине ылайык, пленкадагы ар бир элементтин пайыздык курамы көмүртек 11%, кычкылтек 46,62% жана кальций 42,39% түзөт, бул 16-сүрөттөгү CaCO пайызына абдан жакын). Бул пленка ватерит кристаллдарын жана топурак бөлүкчөлөрүн жаап, топурак-чөкмө системасынын бүтүндүгүн сактоого жардам берет. Бул пленканын болушу формат негизиндеги формула менен иштетилген үлгүлөрдө гана байкалган.
2-таблицада мурунку изилдөөлөрдө жана бул изилдөөдө мочевинаны деградациялоочу жана мочевинаны деградациялабаган MICP жолдору менен иштетилген топурактын беттик бекемдиги, босоголук ажыроо ылдамдыгы жана биологиялык жактан индукцияланган CaCO3 курамы салыштырылат. MICP менен иштетилген кум дөбөлөрүнүн үлгүлөрүнүн шамал эрозиясына туруктуулугу боюнча изилдөөлөр чектелүү. Менг жана башкалар MICP менен иштетилген мочевинаны деградациялоочу кум дөбөлөрүнүн үлгүлөрүнүн шамал эрозиясына туруктуулугун жалбырак үйлөгүч менен изилдешкен,13 ал эми бул изилдөөдө мочевинаны деградациялабаган кум дөбөлөрүнүн үлгүлөрү (ошондой эле мочевинаны деградациялоочу контролдук топтор) шамал туннелинде текшерилип, бактериялардын жана заттардын төрт башка айкалышы менен иштетилген.
Көрүнүп тургандай, мурунку айрым изилдөөлөрдө 4 л/м2 ашкан жогорку колдонуу көрсөткүчтөрү каралган. Белгилей кетүүчү нерсе, жогорку колдонуу көрсөткүчтөрүн талаада суу менен камсыздоо, ташуу жана көп көлөмдөгү сууну колдонуу менен байланышкан чыгымдардан улам экономикалык жактан оңой колдонууга болбойт. 1,62-2 л/м2 сыяктуу төмөнкү колдонуу көрсөткүчтөрү да 190 кПага чейинки жакшы беттик бекемдикке жана TDV 25 м/с ашканга жетишкен. Учурдагы изилдөөдө, мочевинанын деградациясы жок формат негизиндеги MICP менен иштетилген дөбөлөр жогорку колдонуу көрсөткүчтөрүндө мочевинанын деградация жолу менен алынгандарга салыштырмалуу жогорку беттик бекемдикке жетишкен (б.а., мочевинанын деградациясы жок формат негизиндеги MICP менен иштетилген үлгүлөр да Менг ж.б., 13, 13a-сүрөт) жогорку колдонуу көрсөткүчтөрүндө жетишкен. Ошондой эле, 2 л/м2 колдонуу ылдамдыгында, 25 м/с шамалдын ылдамдыгында шамал эрозиясын азайтуу үчүн кальций карбонатынын түшүмдүүлүгү мочевинанын деградациясы жок формат негизиндеги MICP үчүн 2,25% түзгөнүн көрүүгө болот, бул ошол эле колдонуу ылдамдыгында жана ошол эле шамалдын ылдамдыгында (25 м/с) мочевинанын деградациясы бар контролдук MICP менен иштетилген кум дөбөлөрүнө салыштырмалуу CaCO3түн талап кылынган көлөмүнө (б.а. 2,41%) абдан жакын.
Ошентип, бул таблицадан мочевинанын деградация жолу да, мочевинасыз деградация жолу да беттик каршылык жана TDV жагынан абдан алгылыктуу көрсөткүчтөрдү бере алат деген тыянак чыгарууга болот. Негизги айырмачылык, мочевинасыз деградация жолунда аммиак жок жана ошондуктан айлана-чөйрөгө азыраак таасир этет. Мындан тышкары, бул изилдөөдө сунушталган мочевинанын деградациясы жок форматка негизделген MICP ыкмасы мочевинанын деградациясы жок ацетатка негизделген MICP ыкмасына караганда жакшыраак иштейт окшойт. Мохебби жана башкалар мочевинанын деградациясы жок ацетатка негизделген MICP ыкмасын изилдешкени менен, алардын изилдөөсүнө тегиз беттердеги үлгүлөр киргизилген9. Дюн үлгүлөрүнүн айланасында куюн пайда болушунан жана анын натыйжасында жылышуудан келип чыккан эрозия деңгээлинин жогору болушунан улам, TDV төмөн болгондуктан, дюн үлгүлөрүнүн шамал эрозиясы бирдей ылдамдыкта тегиз беттерге караганда айкыныраак болот деп күтүлүүдө.