nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി. നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്രൗസർ പതിപ്പിന് പരിമിതമായ CSS പിന്തുണ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, ഏറ്റവും പുതിയ ബ്രൗസർ പതിപ്പ് ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റർനെറ്റ് എക്സ്പ്ലോററിൽ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി മോഡ് ഓഫ് ചെയ്യുക). കൂടാതെ, തുടർച്ചയായ പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഈ സൈറ്റിൽ സ്റ്റൈലുകളോ ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റോ ഉൾപ്പെടുത്തില്ല.
കൃഷി, മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യം, ഗതാഗത ശൃംഖലകൾ, അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങൾ എന്നിവയെ വിനാശകരമായി ബാധിക്കുന്നതിനാൽ പൊടിക്കാറ്റുകൾ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള പല രാജ്യങ്ങൾക്കും ഗുരുതരമായ ഭീഷണി ഉയർത്തുന്നു. തൽഫലമായി, കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് ഒരു ആഗോള പ്രശ്നമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് തടയുന്നതിനുള്ള പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ സമീപനങ്ങളിലൊന്നാണ് സൂക്ഷ്മജീവ പ്രേരിത കാർബണേറ്റ് അവശിഷ്ടം (MICP) ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, യൂറിയ-ഡീഗ്രഡേഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള MICP യുടെ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ, ഉദാഹരണത്തിന് അമോണിയ, വലിയ അളവിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ അനുയോജ്യമല്ല. യൂറിയ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാതെ MICP യുടെ ഡീഗ്രഡേഷനായി കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ് ബാക്ടീരിയയുടെ രണ്ട് ഫോർമുലേഷനുകൾ ഈ പഠനം അവതരിപ്പിക്കുകയും അമോണിയ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാത്ത കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ് ബാക്ടീരിയയുടെ രണ്ട് ഫോർമുലേഷനുകളുമായി അവയുടെ പ്രകടനത്തെ സമഗ്രമായി താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന ബാക്ടീരിയകൾ ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ്, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് എന്നിവയാണ്. ആദ്യം, CaCO3 രൂപീകരണം നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത മൂല്യങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു. ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഫോർമുലേഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ച മണൽക്കുന്ന് സാമ്പിളുകളിൽ പിന്നീട് കാറ്റ് ടണൽ പരിശോധനകൾ നടത്തി, കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധം, സ്ട്രിപ്പിംഗ് ത്രെഷോൾഡ് വേഗത, മണൽ ബോംബാർഡ്മെന്റ് പ്രതിരോധം എന്നിവ അളന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി, സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SEM), എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ വിശകലനം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് (CaCO3) അലോമോർഫുകൾ വിലയിരുത്തി. കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപീകരണത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ അസറ്റേറ്റ് അധിഷ്ഠിത ഫോർമുലേഷനുകളേക്കാൾ കാൽസ്യം ഫോർമേറ്റ് അധിഷ്ഠിത ഫോർമുലേഷനുകൾ വളരെ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു. കൂടാതെ, ബി. സബ്റ്റിലിസ് ബി. അമിലോലിക്ഫേഷ്യൻസുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിച്ചു. അവശിഷ്ടം മൂലമുണ്ടാകുന്ന കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിൽ സജീവവും നിഷ്ക്രിയവുമായ ബാക്ടീരിയകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതും മുദ്രണം ചെയ്യുന്നതും SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകൾ വ്യക്തമായി കാണിച്ചു. എല്ലാ ഫോർമുലേഷനുകളും കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ഗണ്യമായി കുറച്ചു.
തെക്കുപടിഞ്ഞാറൻ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സ്, പടിഞ്ഞാറൻ ചൈന, സഹാറൻ ആഫ്രിക്ക, മധ്യപൂർവദേശത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും പോലുള്ള വരണ്ടതും അർദ്ധ വരണ്ടതുമായ പ്രദേശങ്ങൾ നേരിടുന്ന ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നമായി കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് വളരെക്കാലമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്1. വരണ്ടതും അമിത വരണ്ടതുമായ കാലാവസ്ഥകളിലെ കുറഞ്ഞ മഴ ഈ പ്രദേശങ്ങളുടെ വലിയ ഭാഗങ്ങളെ മരുഭൂമികളായും മണൽക്കൂനകളായും കൃഷി ചെയ്യാത്ത ഭൂമികളായും മാറ്റി. തുടർച്ചയായ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ഗതാഗത ശൃംഖലകൾ, കൃഷിഭൂമി, വ്യാവസായിക ഭൂമി തുടങ്ങിയ അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങൾക്ക് പാരിസ്ഥിതിക ഭീഷണി ഉയർത്തുന്നു, ഇത് ഈ പ്രദേശങ്ങളിലെ മോശം ജീവിത സാഹചര്യങ്ങൾക്കും നഗര വികസനത്തിന്റെ ഉയർന്ന ചെലവുകൾക്കും കാരണമാകുന്നു2,3,4. പ്രധാനമായും, കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് അത് സംഭവിക്കുന്ന സ്ഥലത്തെ മാത്രമല്ല, വിദൂര സമൂഹങ്ങളിൽ ആരോഗ്യപരവും സാമ്പത്തികവുമായ പ്രശ്‌നങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു5,6.
കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് നിയന്ത്രണം ഒരു ആഗോള പ്രശ്നമായി തുടരുന്നു. കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് നിയന്ത്രിക്കാൻ മണ്ണ് സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള വിവിധ രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ രീതികളിൽ ജല പ്രയോഗം7, എണ്ണ മൾച്ചുകൾ8, ബയോപോളിമറുകൾ5, സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ പ്രേരിത കാർബണേറ്റ് മഴ (MICP)9,10,11,12, എൻസൈം പ്രേരിത കാർബണേറ്റ് മഴ (EICP)1 എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മണ്ണ് നനയ്ക്കൽ വയലിലെ പൊടി അടിച്ചമർത്തലിന്റെ ഒരു സാധാരണ രീതിയാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അതിന്റെ ദ്രുത ബാഷ്പീകരണം വരണ്ടതും അർദ്ധ വരണ്ടതുമായ പ്രദേശങ്ങളിൽ ഈ രീതിയെ പരിമിതമായ ഫലപ്രാപ്തിയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു1. എണ്ണ പുതയിടൽ സംയുക്തങ്ങളുടെ പ്രയോഗം മണൽ സംയോജനവും കണികകൾക്കിടയിലുള്ള ഘർഷണവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അവയുടെ സംയോജിത സ്വഭാവം മണൽ തരികളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു; എന്നിരുന്നാലും, എണ്ണ മൾച്ചുകൾ മറ്റ് പ്രശ്നങ്ങളും സൃഷ്ടിക്കുന്നു; അവയുടെ ഇരുണ്ട നിറം താപ ആഗിരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും സസ്യങ്ങളുടെയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെയും മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയുടെ ദുർഗന്ധവും പുകയും ശ്വസന പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും, ഏറ്റവും പ്രധാനമായി, അവയുടെ ഉയർന്ന വില മറ്റൊരു തടസ്സമാണ്. കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് ലഘൂകരിക്കുന്നതിന് അടുത്തിടെ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ട പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ രീതികളിൽ ഒന്നാണ് ബയോപോളിമറുകൾ; സസ്യങ്ങൾ, മൃഗങ്ങൾ, ബാക്ടീരിയകൾ തുടങ്ങിയ പ്രകൃതിദത്ത സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് അവ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ബയോപോളിമറുകൾ സാന്തൻ ഗം, ഗ്വാർ ഗം, ചിറ്റോസാൻ, ജെല്ലൻ ഗം എന്നിവയാണ്. 5. എന്നിരുന്നാലും, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ബയോപോളിമറുകൾ വെള്ളത്തിൽ സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ ശക്തി നഷ്ടപ്പെടുകയും മണ്ണിൽ നിന്ന് ചോർന്നൊലിക്കുകയും ചെയ്യും. 13,14. നടപ്പാതയില്ലാത്ത റോഡുകൾ, ടെയിലിംഗ് കുളങ്ങൾ, നിർമ്മാണ സ്ഥലങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് EICP ഫലപ്രദമായ പൊടി അടിച്ചമർത്തൽ രീതിയാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. അതിന്റെ ഫലങ്ങൾ പ്രോത്സാഹജനകമാണെങ്കിലും, ചെലവ്, ന്യൂക്ലിയേഷൻ സൈറ്റുകളുടെ അഭാവം (ഇത് CaCO3 ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ രൂപീകരണവും അവശിഷ്ടവും ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു15,16) പോലുള്ള ചില സാധ്യതയുള്ള പോരായ്മകൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിൽ മുറെ, ഇർവിൻ (1890), സ്റ്റെയിൻമാൻ (1901) എന്നിവർ സമുദ്ര സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ യൂറിയയെ നശിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിൽ MICP ആദ്യമായി വിവരിച്ചു. MICP എന്നത് വിവിധ സൂക്ഷ്മജീവി പ്രവർത്തനങ്ങളും രാസ പ്രക്രിയകളും ഉൾപ്പെടുന്ന ഒരു സ്വാഭാവിക ജൈവ പ്രക്രിയയാണ്, ഇതിൽ പരിസ്ഥിതിയിലെ കാൽസ്യം അയോണുകളുമായുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ മെറ്റബോളിറ്റുകളിൽ നിന്നുള്ള കാർബണേറ്റ് അയോണുകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അവക്ഷിപ്തമാക്കപ്പെടുന്നു18,19. യൂറിയയെ നശിപ്പിക്കുന്ന നൈട്രജൻ ചക്രം (യൂറിയയെ നശിപ്പിക്കുന്ന MICP) ഉൾപ്പെടുന്ന MICP ആണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ സൂക്ഷ്മജീവികളാൽ പ്രേരിതമായ കാർബണേറ്റ് അവക്ഷിപ്തമാക്കൽ, ഇതിൽ ബാക്ടീരിയകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന യൂറിയേസ് യൂറിയയുടെ ജലവിശ്ലേഷണത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു20,21,22,23,24,25,26,27 ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ:
കാർബൺ സൈക്കിൾ ഓഫ് ഓർഗാനിക് സാൾട്ട് ഓക്‌സിഡേഷൻ (യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ തരം ഇല്ലാത്ത MICP) ഉൾപ്പെടുന്ന MICP-യിൽ, ഹെറ്ററോട്രോഫിക് ബാക്ടീരിയകൾ അസറ്റേറ്റ്, ലാക്റ്റേറ്റ്, സിട്രേറ്റ്, സക്സിനേറ്റ്, ഓക്സലേറ്റ്, മാലേറ്റ്, ഗ്ലൈഓക്‌സിലേറ്റ് തുടങ്ങിയ ജൈവ ലവണങ്ങൾ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിച്ച് കാർബണേറ്റ് ധാതുക്കൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. കാർബൺ സ്രോതസ്സായി കാൽസ്യം ലാക്റ്റേറ്റും കാൽസ്യം അയോണുകളും ഉള്ളപ്പോൾ, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപീകരണത്തിന്റെ രാസപ്രവർത്തനം സമവാക്യം (5)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
MICP പ്രക്രിയയിൽ, ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങൾ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ അവക്ഷിപ്തത്തിന് പ്രത്യേകിച്ചും പ്രധാനപ്പെട്ട ന്യൂക്ലിയേഷൻ സൈറ്റുകൾ നൽകുന്നു; ബാക്ടീരിയൽ കോശ ഉപരിതലം നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണ്, കൂടാതെ കാൽസ്യം അയോണുകൾ പോലുള്ള ഡൈവാലന്റ് കാറ്റയോണുകൾക്ക് ഒരു അഡ്‌സോർബന്റായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. കാർബണേറ്റ് അയോൺ സാന്ദ്രത മതിയാകുമ്പോൾ, കാൽസ്യം അയോണുകളെ ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളിലേക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, കാൽസ്യം കാറ്റയോണുകളും കാർബണേറ്റ് അയോണുകളും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും ബാക്ടീരിയൽ ഉപരിതലത്തിൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അവക്ഷിപ്തമാകുകയും ചെയ്യുന്നു29,30. പ്രക്രിയയെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സംഗ്രഹിക്കാം31,32:
ബയോജെനറേറ്റഡ് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് പരലുകളെ മൂന്ന് തരങ്ങളായി തിരിക്കാം: കാൽസൈറ്റ്, വാറ്ററൈറ്റ്, അരഗോണൈറ്റ്. അവയിൽ, കാൽസൈറ്റ്, വാറ്ററൈറ്റ് എന്നിവയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ ബാക്ടീരിയ മൂലമുണ്ടാകുന്ന കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അലോമോർഫുകൾ33,34. കാൽസൈറ്റ് ഏറ്റവും തെർമോഡൈനാമിക് സ്ഥിരതയുള്ള കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അലോമോർഫ്35 ആണ്. വാറ്ററൈറ്റ് മെറ്റാസ്റ്റബിൾ ആണെന്ന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, അത് ഒടുവിൽ കാൽസൈറ്റായി മാറുന്നു36,37. ഈ പരലുകളിൽ ഏറ്റവും സാന്ദ്രമായത് വാറ്ററൈറ്റാണ്. വലിപ്പം കൂടുതലായതിനാൽ മറ്റ് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് പരലുകളേക്കാൾ മികച്ച സുഷിരങ്ങൾ നിറയ്ക്കാനുള്ള കഴിവ് ഉള്ള ഒരു ഷഡ്ഭുജാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റലാണിത്38. യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്തതും യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യാത്തതുമായ MICP എന്നിവ വാറ്ററൈറ്റിന്റെ അവശിഷ്ടത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം13,39,40,41.
കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പിന് സാധ്യതയുള്ള പ്രശ്നകരമായ മണ്ണിനെയും മണ്ണിനെയും സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിൽ MICP വാഗ്ദാനപരമായ കഴിവ് കാണിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും42,43,44,45,46,47,48, യൂറിയ ജലവിശ്ലേഷണത്തിന്റെ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളിലൊന്നാണ് അമോണിയ, ഇത് എക്സ്പോഷറിന്റെ അളവ് അനുസരിച്ച് നേരിയതോ ഗുരുതരമോ ആയ ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും49. ഈ പാർശ്വഫലങ്ങൾ ഈ പ്രത്യേക സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉപയോഗത്തെ വിവാദപരമാക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പൊടി അടിച്ചമർത്തൽ പോലുള്ള വലിയ പ്രദേശങ്ങൾ ചികിത്സിക്കേണ്ടിവരുമ്പോൾ. കൂടാതെ, ഉയർന്ന പ്രയോഗ നിരക്കുകളിലും വലിയ അളവിലും പ്രക്രിയ നടത്തുമ്പോൾ അമോണിയയുടെ ഗന്ധം അസഹനീയമാണ്, ഇത് അതിന്റെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗക്ഷമതയെ ബാധിച്ചേക്കാം. സ്ട്രുവൈറ്റ് പോലുള്ള മറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നതിലൂടെ അമോണിയം അയോണുകൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് സമീപകാല പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഈ രീതികൾ അമോണിയം അയോണുകൾ പൂർണ്ണമായും നീക്കം ചെയ്യുന്നില്ല50. അതിനാൽ, അമോണിയം അയോണുകൾ സൃഷ്ടിക്കാത്ത ബദൽ പരിഹാരങ്ങൾ ഇപ്പോഴും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. MICP-യ്‌ക്കായി യൂറിയ ഇതര ഡീഗ്രഡേഷൻ പാതകളുടെ ഉപയോഗം കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ലഘൂകരണത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ മോശമായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തിട്ടുള്ള ഒരു സാധ്യതയുള്ള പരിഹാരം നൽകിയേക്കാം. ഫത്താഹി തുടങ്ങിയവർ. കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്, ബാസിലസ് മെഗാറ്റീരിയം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് യൂറിയ രഹിത എംഐസിപി ഡീഗ്രേഡേഷൻ അന്വേഷിച്ചപ്പോൾ, മൊഹെബി തുടങ്ങിയവർ കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന മറ്റ് കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകളുമായും ഹെറ്ററോട്രോഫിക് ബാക്ടീരിയകളുമായും അവരുടെ പഠനം താരതമ്യം ചെയ്തില്ല. കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ലഘൂകരണത്തിൽ യൂറിയ രഹിത ഡീഗ്രേഡേഷൻ പാതകളുമായി യൂറിയ ഡീഗ്രേഡേഷൻ പാതകളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്ന സാഹിത്യത്തിന്റെ അഭാവവുമുണ്ട്.
കൂടാതെ, കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ്, പൊടി നിയന്ത്രണ പഠനങ്ങൾ മിക്കതും പരന്ന പ്രതലങ്ങളുള്ള മണ്ണിന്റെ സാമ്പിളുകളിലാണ് നടത്തിയിട്ടുള്ളത്.1,51,52,53 എന്നിരുന്നാലും, കുന്നുകളും താഴ്ചകളും ഉള്ള മണ്ണിനെ അപേക്ഷിച്ച് പ്രകൃതിയിൽ പരന്ന പ്രതലങ്ങൾ കുറവാണ്. അതുകൊണ്ടാണ് മരുഭൂമി പ്രദേശങ്ങളിൽ മണൽക്കൂനകൾ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഭൂപ്രകൃതി സവിശേഷതയായി കാണപ്പെടുന്നത്.
മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച പോരായ്മകൾ മറികടക്കാൻ, അമോണിയ ഉത്പാദിപ്പിക്കാത്ത ഒരു പുതിയ കൂട്ടം ബാക്ടീരിയൽ ഏജന്റുകളെ പരിചയപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ് ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. ഇതിനായി, യൂറിയയെ നശിപ്പിക്കുന്ന MICP പാതകൾ ഞങ്ങൾ പരിഗണിച്ചു. രണ്ട് കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകളുടെ (കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്, കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്) കാര്യക്ഷമത പരിശോധിച്ചു. രചയിതാക്കളുടെ അറിവിൽ, രണ്ട് കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകളുടെയും ബാക്ടീരിയകളുടെയും സംയോജനം (ഉദാഹരണത്തിന് കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്-ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ്, കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്-ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ്) ഉപയോഗിച്ചുള്ള കാർബണേറ്റ് അവശിഷ്ടം മുൻ പഠനങ്ങളിൽ അന്വേഷിച്ചിട്ടില്ല. കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റിന്റെയും കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റിന്റെയും ഓക്സീകരണം ഉത്തേജിപ്പിച്ച് മൈക്രോബയൽ കാർബണേറ്റ് അവശിഷ്ടം രൂപപ്പെടുത്തുന്ന എൻസൈമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ ബാക്ടീരിയകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്. pH, ബാക്ടീരിയ തരങ്ങൾ, കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകൾ, അവയുടെ സാന്ദ്രത, ബാക്ടീരിയയും കാൽസ്യം ഉറവിട ലായനിയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം, ക്യൂറിംഗ് സമയം തുടങ്ങിയ ഒപ്റ്റിമൽ ഘടകങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഞങ്ങൾ സമഗ്രമായ ഒരു പരീക്ഷണ പഠനം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. അവസാനമായി, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് മഴയിലൂടെ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് തടയുന്നതിൽ ഈ ബാക്ടീരിയൽ ഏജന്റുമാരുടെ ഫലപ്രാപ്തി പരിശോധിച്ചു, മണൽക്കൂനകളിൽ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് വ്യാപ്തി, ത്രെഷോൾഡ് ബ്രേക്ക്അവേ പ്രവേഗം, മണലിന്റെ കാറ്റിന്റെ ബോംബാക്രമണ പ്രതിരോധം എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കാൻ കാറ്റാടി തുരങ്ക പരിശോധനകളുടെ ഒരു പരമ്പര നടത്തി, പെനെട്രോമീറ്റർ അളവുകളും മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ പഠനങ്ങളും (ഉദാ: എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (XRD) വിശകലനം, സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SEM)) എന്നിവയും നടത്തി.
കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉൽ‌പാദനത്തിന് കാൽസ്യം അയോണുകളും കാർബണേറ്റ് അയോണുകളും ആവശ്യമാണ്. കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡ്, കാൽസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, സ്കിം മിൽക്ക് പൗഡർ തുടങ്ങിയ വിവിധ കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് കാൽസ്യം അയോണുകൾ ലഭിക്കും54,55. യൂറിയ ജലവിശ്ലേഷണം, ജൈവവസ്തുക്കളുടെ എയറോബിക് അല്ലെങ്കിൽ വായുരഹിത ഓക്സീകരണം56 തുടങ്ങിയ വിവിധ സൂക്ഷ്മജീവ രീതികളിലൂടെ കാർബണേറ്റ് അയോണുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഈ പഠനത്തിൽ, ഫോർമേറ്റിന്റെയും അസറ്റേറ്റിന്റെയും ഓക്സീകരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നാണ് കാർബണേറ്റ് അയോണുകൾ ലഭിച്ചത്. കൂടാതെ, ശുദ്ധമായ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഫോർമേറ്റിന്റെയും അസറ്റേറ്റിന്റെയും കാൽസ്യം ലവണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു, അതിനാൽ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളായി CO2, H2O എന്നിവ മാത്രമേ ലഭിച്ചുള്ളൂ. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഒരു പദാർത്ഥം മാത്രമേ കാൽസ്യം സ്രോതസ്സായും കാർബണേറ്റ് സ്രോതസ്സായും വർത്തിക്കുന്നുള്ളൂ, അമോണിയ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നില്ല. ഈ സവിശേഷതകൾ ഞങ്ങൾ വളരെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതായി കരുതിയ കാൽസ്യം സ്രോതസ്സിനെയും കാർബണേറ്റ് ഉൽ‌പാദന രീതിയെയും ഉണ്ടാക്കുന്നു.
കാൽസ്യം ഫോർമേറ്റും കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റും കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള അനുബന്ധ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഫോർമുലകൾ (7)-(14)-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫോർമുലകൾ (7)-(11) കാണിക്കുന്നത് കാൽസ്യം ഫോർമേറ്റ് വെള്ളത്തിൽ ലയിച്ച് ഫോർമിക് ആസിഡ് അല്ലെങ്കിൽ ഫോർമാറ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നാണ്. അതിനാൽ ലായനി സ്വതന്ത്ര കാൽസ്യത്തിന്റെയും ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അയോണുകളുടെയും ഉറവിടമാണ് (ഫോർമുലകൾ 8 ഉം 9 ഉം). ഫോർമിക് ആസിഡിന്റെ ഓക്സീകരണത്തിന്റെ ഫലമായി, ഫോർമിക് ആസിഡിലെ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (ഫോർമുല 10). കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഒടുവിൽ രൂപപ്പെടുന്നു (ഫോർമുലകൾ 11 ഉം 12 ഉം).
അതുപോലെ, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റിൽ നിന്ന് രൂപം കൊള്ളുന്നു (സമവാക്യങ്ങൾ 13–15), ഫോർമിക് ആസിഡിന് പകരം അസറ്റിക് ആസിഡോ അസറ്റേറ്റോ രൂപം കൊള്ളുന്നു എന്നതൊഴിച്ചാൽ.
എൻസൈമുകളുടെ സാന്നിധ്യമില്ലാതെ, അസറ്റേറ്റും ഫോർമാറ്റും മുറിയിലെ താപനിലയിൽ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടില്ല. FDH (ഫോർമാറ്റ് ഡീഹൈഡ്രജനേസ്), CoA (കോഎൻസൈം A) എന്നിവ ഫോർമേറ്റിന്റെയും അസറ്റേറ്റിന്റെയും ഓക്സീകരണം യഥാക്രമം ഉത്തേജിപ്പിച്ച് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നു (സമവാക്യങ്ങൾ 16, 17) 57, 58, 59. വിവിധ ബാക്ടീരിയകൾക്ക് ഈ എൻസൈമുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഹെറ്ററോട്രോഫിക് ബാക്ടീരിയകളായ ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ് (PTCC #1204 (പേർഷ്യൻ തരം കൾച്ചർ കളക്ഷൻ), NCIMB #13061 (ബാക്ടീരിയ, യീസ്റ്റ്, ഫേജ്, പ്ലാസ്മിഡുകൾ, സസ്യ വിത്തുകൾ, സസ്യ കോശ ടിഷ്യു കൾച്ചറുകൾ എന്നിവയുടെ അന്താരാഷ്ട്ര ശേഖരം) എന്നും ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് (PTCC #1732, NCIMB #12077) എന്നിവയും ഈ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചു. മാംസം പെപ്റ്റോൺ (5 ഗ്രാം/ലിറ്റർ), മാംസ സത്ത് (3 ഗ്രാം/ലിറ്റർ) എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു മാധ്യമത്തിലാണ് ഈ ബാക്ടീരിയകളെ സംസ്കരിച്ചത്, ഇതിനെ ന്യൂട്രിയന്റ് ബ്രൂത്ത് (NBR) (105443 മെർക്ക്) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
അങ്ങനെ, രണ്ട് കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകളും രണ്ട് ബാക്ടീരിയകളും ഉപയോഗിച്ച് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അവശിഷ്ടം ഉണ്ടാക്കുന്നതിനായി നാല് ഫോർമുലേഷനുകൾ തയ്യാറാക്കി: കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്, ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ് (FS), കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് (FA), കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്, ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ് (AS), കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് (AA).
പരീക്ഷണ രൂപകൽപ്പനയുടെ ആദ്യ ഭാഗത്ത്, പരമാവധി കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉൽ‌പാദനം നേടുന്നതിനുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ സംയോജനം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള പരിശോധനകൾ നടത്തി. മണ്ണിന്റെ സാമ്പിളുകളിൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അടങ്ങിയിരുന്നതിനാൽ, വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന CaCO3 കൃത്യമായി അളക്കുന്നതിനായി ഒരു കൂട്ടം പ്രാഥമിക മൂല്യനിർണ്ണയ പരിശോധനകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തു, കൂടാതെ കൾച്ചർ മീഡിയത്തിന്റെയും കാൽസ്യം ഉറവിട ലായനികളുടെയും മിശ്രിതങ്ങൾ വിലയിരുത്തി. മുകളിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന കാൽസ്യം ഉറവിടത്തിന്റെയും ബാക്ടീരിയ ലായനിയുടെയും ഓരോ സംയോജനത്തിനും (FS, FA, AS, AA), ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ഘടകങ്ങൾ (കാൽസ്യം ഉറവിട സാന്ദ്രത, ക്യൂറിംഗ് സമയം, ലായനിയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സാന്ദ്രത (OD), കാൽസ്യം ഉറവിടവും ബാക്ടീരിയ ലായനി അനുപാതവും pH ഉം) ഉരുത്തിരിഞ്ഞു, ഇനിപ്പറയുന്ന വിഭാഗങ്ങളിൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന മണൽക്കൂന ചികിത്സ കാറ്റ് തുരങ്ക പരിശോധനകളിൽ ഉപയോഗിച്ചു.
ഓരോ കോമ്പിനേഷനും, CaCO3 മഴയുടെ പ്രഭാവം പഠിക്കുന്നതിനും വിവിധ ഘടകങ്ങൾ വിലയിരുത്തുന്നതിനുമായി 150 പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി, അതായത് കാൽസ്യം ഉറവിട സാന്ദ്രത, ക്യൂറിംഗ് സമയം, ബാക്ടീരിയൽ OD മൂല്യം, കാൽസ്യം ഉറവിടവും ബാക്ടീരിയൽ ലായനിയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം, ജൈവവസ്തുക്കളുടെ എയറോബിക് ഓക്സീകരണ സമയത്ത് pH (പട്ടിക 1). വേഗത്തിലുള്ള വളർച്ച ലഭിക്കുന്നതിന്, ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത പ്രക്രിയയ്ക്കുള്ള pH ശ്രേണി ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ്, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് എന്നിവയുടെ വളർച്ചാ വക്രങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി തിരഞ്ഞെടുത്തു. ഫലങ്ങളുടെ വിഭാഗത്തിൽ ഇത് കൂടുതൽ വിശദമായി വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ഘട്ടത്തിനായി സാമ്പിളുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ താഴെപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു. കൾച്ചർ മീഡിയത്തിന്റെ പ്രാരംഭ pH ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് MICP ലായനി ആദ്യം തയ്യാറാക്കി, തുടർന്ന് 121 °C-ൽ 15 മിനിറ്റ് ഓട്ടോക്ലേവ് ചെയ്തു. പിന്നീട് സ്ട്രെയിൻ ഒരു ലാമിനാർ എയർ ഫ്ലോയിൽ കുത്തിവയ്ക്കുകയും 30 °C-ലും 180 rpm-ലും ഒരു ഷേക്കിംഗ് ഇൻകുബേറ്ററിൽ നിലനിർത്തുകയും ചെയ്തു. ബാക്ടീരിയയുടെ OD ആവശ്യമുള്ള ലെവലിൽ എത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ, അത് ആവശ്യമുള്ള അനുപാതത്തിൽ കാൽസ്യം ഉറവിട ലായനിയുമായി കലർത്തി (ചിത്രം 1a). MICP ലായനി 220 rpm-ലും 30 °C-ലും ഒരു ഷേക്കിംഗ് ഇൻകുബേറ്ററിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ലക്ഷ്യ മൂല്യത്തിലെത്താൻ അനുവദിച്ചു. അവക്ഷിപ്തമാക്കിയ CaCO3 5 മിനിറ്റ് സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷനുശേഷം 40 °C-ൽ ഉണക്കി കാൽസിമീറ്റർ പരിശോധനയ്ക്കായി സാമ്പിളുകൾ തയ്യാറാക്കി (ചിത്രം 1b). പിന്നീട് ഒരു ബെർണാർഡ് കാൽസിമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് CaCO3 ന്റെ അവക്ഷിപ്തം അളന്നു, അവിടെ CaCO3 പൊടി 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) മായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് CO2 ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഈ വാതകത്തിന്റെ അളവ് CaCO3 ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ അളവാണ് (ചിത്രം 1c). CO2 ന്റെ അളവ് CaCO3 ഉള്ളടക്കമാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, ശുദ്ധമായ CaCO3 പൊടി 1 N HCl ഉപയോഗിച്ച് കഴുകി വികസിച്ച CO2 ന് എതിരായി പ്ലോട്ട് ചെയ്തുകൊണ്ട് ഒരു കാലിബ്രേഷൻ കർവ് സൃഷ്ടിച്ചു. SEM ഇമേജിംഗും XRD വിശകലനവും ഉപയോഗിച്ച് അവക്ഷിപ്തമാക്കിയ CaCO3 പൊടിയുടെ രൂപഘടനയും പരിശുദ്ധിയും അന്വേഷിച്ചു. ബാക്ടീരിയയ്ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ രൂപീകരണം, രൂപപ്പെട്ട കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ ഘട്ടം, ബാക്ടീരിയയുടെ പ്രവർത്തനം എന്നിവ പഠിക്കാൻ 1000 മാഗ്നിഫിക്കേഷനുള്ള ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ചു.
ഇറാനിലെ തെക്കുപടിഞ്ഞാറൻ ഫാർസ് പ്രവിശ്യയിലെ ഡെജെഗ് ബേസിൻ വളരെ മണ്ണൊലിപ്പിന് വിധേയമായ ഒരു പ്രദേശമായി അറിയപ്പെടുന്നു, ഗവേഷകർ ഈ പ്രദേശത്ത് നിന്ന് കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണിന്റെ സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിച്ചു. പഠനത്തിനായി മണ്ണിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നാണ് സാമ്പിളുകൾ എടുത്തത്. മണ്ണിന്റെ സാമ്പിളുകളിലെ സൂചക പരിശോധനകളിൽ മണ്ണ് മോശമായി തരംതിരിച്ച മണൽ മണ്ണാണെന്നും ഏകീകൃത മണ്ണ് വർഗ്ഗീകരണ സംവിധാനം (USC) (ചിത്രം 2a) അനുസരിച്ച് SP-SM ആയി തരംതിരിച്ചിട്ടുണ്ടെന്നും കാണിച്ചു. XRD വിശകലനം ഡെജെഗ് മണ്ണിൽ പ്രധാനമായും കാൽസൈറ്റും ക്വാർട്സും ചേർന്നതാണെന്ന് കാണിച്ചു (ചിത്രം 2b). കൂടാതെ, EDX വിശകലനം Al, K, Fe തുടങ്ങിയ മറ്റ് മൂലകങ്ങളും ചെറിയ അനുപാതത്തിൽ ഉണ്ടെന്ന് കാണിച്ചു.
കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പരിശോധനയ്ക്കായി ലബോറട്ടറി മണൽക്കൂനകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനായി, 170 മില്ലീമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ നിന്ന് 10 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഫണൽ വഴി മണ്ണ് പൊടിച്ച് ഒരു ഉറച്ച പ്രതലത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി 60 മില്ലീമീറ്റർ ഉയരവും 210 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസവുമുള്ള ഒരു സാധാരണ മണൽക്കൂന ലഭിച്ചു. പ്രകൃതിയിൽ, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള മണൽക്കൂനകൾ അയോലിയൻ പ്രക്രിയകളിലൂടെയാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്. അതുപോലെ, മുകളിൽ പറഞ്ഞ നടപടിക്രമം ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സാമ്പിളിന് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ആപേക്ഷിക സാന്ദ്രത ഉണ്ടായിരുന്നു, γ = 14.14 kN/m³, ഏകദേശം 29.7° കോണുള്ള ഒരു തിരശ്ചീന പ്രതലത്തിൽ നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു മണൽക്കൂന രൂപപ്പെട്ടു.
മുൻ വിഭാഗത്തിൽ ലഭിച്ച ഒപ്റ്റിമൽ MICP ലായനി 1, 2, 3 lm-2 എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ മണൽക്കൂന ചരിവിൽ തളിച്ചു, തുടർന്ന് സാമ്പിളുകൾ 30 °C (ചിത്രം 3) ൽ 9 ദിവസത്തേക്ക് (അതായത് ഒപ്റ്റിമൽ ക്യൂറിംഗ് സമയം) ഒരു ഇൻകുബേറ്ററിൽ സൂക്ഷിച്ചു, തുടർന്ന് വിൻഡ് ടണൽ പരിശോധനയ്ക്കായി പുറത്തെടുത്തു.
ഓരോ ചികിത്സയ്ക്കും നാല് മാതൃകകൾ തയ്യാറാക്കി, ഒന്ന് പെനെട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ ഉള്ളടക്കവും ഉപരിതല ശക്തിയും അളക്കുന്നതിനായിരുന്നു, ബാക്കിയുള്ള മൂന്ന് മാതൃകകൾ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത വേഗതകളിൽ മണ്ണൊലിപ്പ് പരിശോധനകൾക്കായി ഉപയോഗിച്ചു. കാറ്റാടി തുരങ്ക പരിശോധനകളിൽ, വ്യത്യസ്ത കാറ്റിന്റെ വേഗതയിൽ മണ്ണൊലിപ്പിന്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു, തുടർന്ന് ഓരോ സംസ്കരണ മാതൃകയുടെയും പരിധി ബ്രേക്ക്അവേ വേഗത കാറ്റിന്റെ വേഗതയുമായി താരതമ്യം ചെയ്ത് മണ്ണൊലിപ്പ് അളവിന്റെ ഒരു പ്ലോട്ട് ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു. കാറ്റാടി മണ്ണൊലിപ്പ് പരിശോധനകൾക്ക് പുറമേ, സംസ്കരിച്ച മാതൃകകളെ മണൽ ബോംബാർഡ്മെന്റിന് വിധേയമാക്കി (അതായത്, ജമ്പിംഗ് പരീക്ഷണങ്ങൾ). 2, 3 L m−2 എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ രണ്ട് അധിക മാതൃകകൾ ഇതിനായി തയ്യാറാക്കി. മണൽ ബോംബാർഡ്മെന്റ് പരിശോധന 120 gm−1 ഫ്ലക്സിൽ 15 മിനിറ്റ് നീണ്ടുനിന്നു, ഇത് മുൻ പഠനങ്ങളിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത മൂല്യങ്ങളുടെ പരിധിയിലാണ്60,61,62. അബ്രാസീവ് നോസലിനും മണൽക്കൂനയുടെ അടിത്തറയ്ക്കും ഇടയിലുള്ള തിരശ്ചീന ദൂരം 800 മില്ലിമീറ്ററായിരുന്നു, ഇത് തുരങ്കത്തിന്റെ അടിയിൽ നിന്ന് 100 മില്ലിമീറ്റർ മുകളിലാണ്. ഈ സ്ഥാനം സജ്ജീകരിച്ചതിനാൽ മിക്കവാറും എല്ലാ ചാടുന്ന മണൽ കണികകളും മണൽക്കൂനയിൽ വീഴും.
8 മീറ്റർ നീളവും 0.4 മീറ്റർ വീതിയും 1 മീറ്റർ ഉയരവുമുള്ള ഒരു തുറന്ന കാറ്റ് തുരങ്കത്തിലാണ് കാറ്റ് തുരങ്ക പരീക്ഷണം നടത്തിയത് (ചിത്രം 4a). ഗാൽവാനൈസ്ഡ് സ്റ്റീൽ ഷീറ്റുകൾ കൊണ്ടാണ് കാറ്റാടി തുരങ്കം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ 25 മീ/സെക്കൻഡ് വരെ കാറ്റിന്റെ വേഗത സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും. കൂടാതെ, ലക്ഷ്യ കാറ്റിന്റെ വേഗത ലഭിക്കുന്നതിന് ഫാൻ ഫ്രീക്വൻസി ക്രമീകരിക്കാനും ക്രമേണ ഫ്രീക്വൻസി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഒരു ഫ്രീക്വൻസി കൺവെർട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കാറ്റ് മൂലം നശിച്ച മണൽക്കൂനകളുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമും കാറ്റാടി തുരങ്കത്തിൽ അളക്കുന്ന കാറ്റിന്റെ വേഗത പ്രൊഫൈലും ചിത്രം 4b കാണിക്കുന്നു.
അവസാനമായി, ഈ പഠനത്തിൽ നിർദ്ദേശിച്ചിരിക്കുന്ന നോൺ-യൂറിയലിറ്റിക് MICP ഫോർമുലേഷന്റെ ഫലങ്ങൾ യൂറിയലിറ്റിക് MICP നിയന്ത്രണ പരിശോധനയുടെ ഫലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിന്, ഡ്യൂൺ സാമ്പിളുകളും തയ്യാറാക്കി യൂറിയ, കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡ്, സ്പോറോസാർസിന പാസ്ചൂരി എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു ജൈവ ലായനി ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ചു (സ്പോറോസാർസിന പാസ്ചൂരി യൂറിയസ്63 ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഗണ്യമായ കഴിവ് ഉള്ളതിനാൽ). ബാക്ടീരിയൽ ലായനിയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സാന്ദ്രത 1.5 ആയിരുന്നു, യൂറിയയുടെയും കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡിന്റെയും സാന്ദ്രത 1 M ആയിരുന്നു (മുൻ പഠനങ്ങളിൽ ശുപാർശ ചെയ്ത മൂല്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി തിരഞ്ഞെടുത്തു36,64,65). കൾച്ചർ മീഡിയത്തിൽ പോഷക ചാറു (8 ഗ്രാം/ലിറ്റർ), യൂറിയ (20 ഗ്രാം/ലിറ്റർ) എന്നിവ ഉണ്ടായിരുന്നു. ബാക്ടീരിയൽ ലായനി മണൽക്കൂനയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ തളിക്കുകയും ബാക്ടീരിയൽ അറ്റാച്ച്മെന്റിനായി 24 മണിക്കൂർ അവശേഷിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. 24 മണിക്കൂർ അറ്റാച്ച്മെന്റിന് ശേഷം, ഒരു സിമന്റിംഗ് ലായനി (കാൽസ്യം ക്ലോറൈഡ്, യൂറിയ) തളിച്ചു. യൂറിയലിറ്റിക് MICP നിയന്ത്രണ പരിശോധനയെ ഇനി UMC എന്ന് വിളിക്കുന്നു. യൂറിയലിറ്റിക്കലായി സംസ്കരിച്ചതും അല്ലാത്തതുമായ മണ്ണ് സാമ്പിളുകളിലെ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ അളവ് ചോയി തുടങ്ങിയവർ നിർദ്ദേശിച്ച നടപടിക്രമം അനുസരിച്ച് കഴുകുന്നതിലൂടെ ലഭിച്ചു.66
5 മുതൽ 10 വരെയുള്ള പ്രാരംഭ pH ശ്രേണിയിലുള്ള കൾച്ചർ മീഡിയത്തിൽ (പോഷക ലായനി) ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസിന്റെയും ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസിന്റെയും വളർച്ചാ വക്രങ്ങൾ ചിത്രം 5 കാണിക്കുന്നു. ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫാസിയൻസും ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസും യഥാക്രമം pH 6-8 ലും 7-9 ലും വേഗത്തിൽ വളഞ്ഞു. അതിനാൽ, ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ഘട്ടത്തിൽ ഈ pH ശ്രേണി സ്വീകരിച്ചു.
പോഷക മാധ്യമത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത പ്രാരംഭ pH മൂല്യങ്ങളിൽ (എ) ബാസിലസ് അമിലോലിക്ഫേഷ്യൻസ്, (ബി) ബാസിലസ് സബ്റ്റിലിസ് എന്നിവയുടെ വളർച്ചാ വക്രങ്ങൾ.
ചിത്രം 6, അവക്ഷിപ്ത കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിനെ (CaCO3) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ബെർണാർഡ് ലൈംമീറ്ററിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ അളവ് കാണിക്കുന്നു. ഓരോ കോമ്പിനേഷനിലും ഒരു ഘടകം നിശ്ചയിച്ചിരുന്നതിനാലും മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരുന്നതിനാലും, ഈ ഗ്രാഫുകളിലെ ഓരോ പോയിന്റും ആ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ കൂട്ടത്തിലെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ പരമാവധി അളവിന് തുല്യമാണ്. ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, കാൽസ്യം സ്രോതസ്സിന്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ ഉത്പാദനം വർദ്ധിച്ചു. കാൽസ്യം സ്രോതസ്സും കാർബൺ സ്രോതസ്സും ഒരുപോലെയായതിനാൽ (അതായത്, കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ്, കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റ്), കൂടുതൽ കാൽസ്യം അയോണുകൾ പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, കൂടുതൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപം കൊള്ളുന്നു (ചിത്രം 6a). AS, AA ഫോർമുലേഷനുകളിൽ, ക്യൂറിംഗ് സമയം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉത്പാദനം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നു, 9 ദിവസത്തിനുശേഷം അവക്ഷിപ്തത്തിന്റെ അളവ് ഏതാണ്ട് മാറ്റമില്ലാതെ തുടർന്നു. FA ഫോർമുലേഷനിൽ, ക്യൂറിംഗ് സമയം 6 ദിവസം കവിയുമ്പോൾ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപീകരണ നിരക്ക് കുറഞ്ഞു. മറ്റ് ഫോർമുലേഷനുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഫോർമുലേഷൻ FS 3 ദിവസത്തിനുശേഷം താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപീകരണ നിരക്ക് കാണിച്ചു (ചിത്രം 6b). FA, FS എന്നീ ഫോർമുലേഷനുകളിൽ, മൊത്തം കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉൽപാദനത്തിന്റെ 70% ഉം 87% ഉം മൂന്ന് ദിവസത്തിന് ശേഷം ലഭിച്ചു, അതേസമയം AA, AS എന്നീ ഫോർമുലേഷനുകളിൽ, ഈ അനുപാതം യഥാക്രമം ഏകദേശം 46% ഉം 45% ഉം മാത്രമായിരുന്നു. അസറ്റേറ്റ് അധിഷ്ഠിത ഫോർമുലേഷനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഫോർമിക് ആസിഡ് അധിഷ്ഠിത ഫോർമുലേഷന് പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ ഉയർന്ന CaCO3 രൂപീകരണ നിരക്ക് ഉണ്ടെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ക്യൂറിംഗ് സമയം അനുസരിച്ച് രൂപീകരണ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലാകുന്നു. OD1 ന് മുകളിലുള്ള ബാക്ടീരിയ സാന്ദ്രതയിൽ പോലും, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപീകരണത്തിന് കാര്യമായ സംഭാവനയില്ലെന്ന് ചിത്രം 6c-യിൽ നിന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.
(എ) കാൽസ്യം ഉറവിട സാന്ദ്രത, (ബി) സജ്ജീകരണ സമയം, (സി) OD, (ഡി) പ്രാരംഭ pH, (ഇ) കാൽസ്യം ഉറവിടവും ബാക്ടീരിയൽ ലായനിയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം (ഓരോ ഫോർമുലേഷനും); (എഫ്) കാൽസ്യം ഉറവിടത്തിന്റെയും ബാക്ടീരിയയുടെയും ഓരോ സംയോജനത്തിനും ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന പരമാവധി കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് എന്നിവയുടെ ഫലമായി ബെർണാർഡ് കാൽസിമീറ്റർ അളക്കുന്ന CO2 അളവിലെ മാറ്റം (അനുബന്ധ CaCO3 ഉള്ളടക്കവും).
മീഡിയത്തിന്റെ പ്രാരംഭ pH ന്റെ ഫലത്തെക്കുറിച്ച്, ചിത്രം 6d കാണിക്കുന്നത് FA, FS എന്നിവയ്ക്ക്, CaCO3 ഉത്പാദനം pH 7 ൽ പരമാവധി മൂല്യത്തിലെത്തിയെന്നാണ്. FDH എൻസൈമുകൾ pH 7-6.7 ൽ ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ളതാണെന്ന മുൻ പഠനങ്ങളുമായി ഈ നിരീക്ഷണം പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, AA, AS എന്നിവയ്ക്ക്, pH 7 കവിയുമ്പോൾ CaCO3 മഴ വർദ്ധിച്ചു. CoA എൻസൈം പ്രവർത്തനത്തിനുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ pH ശ്രേണി 8 മുതൽ 9.2-6.8 വരെയാണെന്ന് മുൻ പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. CoA എൻസൈം പ്രവർത്തനത്തിനും B. അമിലോലിക്ഫാസിയൻസ് വളർച്ചയ്ക്കും അനുയോജ്യമായ pH ശ്രേണികൾ യഥാക്രമം (8-9.2) ഉം (6-8) ഉം ആണെന്ന് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ (ചിത്രം 5a), AA ഫോർമുലേഷന്റെ ഒപ്റ്റിമൽ pH 8 ആയിരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, കൂടാതെ രണ്ട് pH ശ്രേണികളും ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു. ചിത്രം 6d-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഈ വസ്തുത സ്ഥിരീകരിച്ചു. ബി. സബ്റ്റിലിസ് വളർച്ചയ്ക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ pH 7-9 (ചിത്രം 5b) ഉം CoA എൻസൈം പ്രവർത്തനത്തിന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ pH 8-9.2 ഉം ആയതിനാൽ, പരമാവധി CaCO3 മഴയുടെ വിളവ് 8-9 എന്ന pH ശ്രേണിയിലായിരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഇത് ചിത്രം 6d സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു (അതായത്, ഒപ്റ്റിമൽ മഴയുടെ pH 9 ആണ്). ചിത്രം 6e-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് അസറ്റേറ്റ്, ഫോർമാറ്റ് ലായനികൾക്ക് കാൽസ്യം ഉറവിട ലായനിയും ബാക്ടീരിയ ലായനിയും തമ്മിലുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ അനുപാതം 1 ആണെന്നാണ്. താരതമ്യത്തിനായി, വ്യത്യസ്ത ഫോർമുലേഷനുകളുടെ പ്രകടനം (അതായത്, AA, AS, FA, FS) വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ പരമാവധി CaCO3 ഉൽപാദനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി വിലയിരുത്തി (അതായത്, കാൽസ്യം ഉറവിട സാന്ദ്രത, ക്യൂറിംഗ് സമയം, OD, കാൽസ്യം ഉറവിടവും ബാക്ടീരിയ ലായനി അനുപാതവും, പ്രാരംഭ pH). പഠിച്ച ഫോർമുലേഷനുകളിൽ, ഫോർമുലേഷൻ FS-ന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന CaCO3 ഉത്പാദനം ഉണ്ടായിരുന്നു, ഇത് ഫോർമുലേഷൻ AA-യുടെ ഏകദേശം മൂന്നിരട്ടിയായിരുന്നു (ചിത്രം 6f). രണ്ട് കാൽസ്യം സ്രോതസ്സുകൾക്കും നാല് ബാക്ടീരിയ രഹിത നിയന്ത്രണ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി, 30 ദിവസത്തിനുശേഷം CaCO3 മഴ കണ്ടെത്തിയില്ല.
എല്ലാ ഫോർമുലേഷനുകളുടെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി ചിത്രങ്ങൾ, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപപ്പെടുന്ന പ്രധാന ഘട്ടം വാറ്ററൈറ്റ് ആണെന്ന് കാണിച്ചു (ചിത്രം 7). വാറ്ററൈറ്റ് പരലുകൾ ഗോളാകൃതിയിലായിരുന്നു69,70,71. ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളുടെ ഉപരിതലം നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആയതിനാലും ഡൈവാലന്റ് കാറ്റേഷനുകൾക്ക് ഒരു അഡ്‌സോർബന്റായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുമെന്നതിനാലും ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളിൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അവക്ഷിപ്തമാകുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ഈ പഠനത്തിൽ ഫോർമുലേഷൻ എഫ്എസ് ഉദാഹരണമായി എടുത്താൽ, 24 മണിക്കൂറിനുശേഷം, ചില ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളിൽ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് രൂപം കൊള്ളാൻ തുടങ്ങി (ചിത്രം 7a), 48 മണിക്കൂറിനുശേഷം, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് പൊതിഞ്ഞ ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളുടെ എണ്ണം ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു. കൂടാതെ, ചിത്രം 7b-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വാറ്ററൈറ്റ് കണികകളും കണ്ടെത്താമായിരുന്നു. ഒടുവിൽ, 72 മണിക്കൂറിനുശേഷം, വാറ്ററൈറ്റ് പരലുകൾ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതായി തോന്നി, വാറ്ററൈറ്റ് കണങ്ങളുടെ എണ്ണം ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു (ചിത്രം 7c).
കാലക്രമേണ FS കോമ്പോസിഷനുകളിൽ CaCO3 മഴയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി നിരീക്ഷണങ്ങൾ: (a) 24, (b) 48, (c) 72 മണിക്കൂർ.
അവക്ഷിപ്ത ഘട്ടത്തിന്റെ രൂപഘടനയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അന്വേഷിക്കുന്നതിനായി, പൊടികളുടെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (XRD), SEM വിശകലനങ്ങൾ നടത്തി. XRD സ്പെക്ട്ര (ചിത്രം 8a), SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകൾ (ചിത്രം 8b, c) എന്നിവ വാറ്ററൈറ്റ് പരലുകളുടെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിച്ചു, കാരണം അവയ്ക്ക് ലെറ്റൂസ് പോലുള്ള ആകൃതി ഉണ്ടായിരുന്നു, വാറ്ററൈറ്റ് കൊടുമുടികൾക്കും അവക്ഷിപ്ത കൊടുമുടികൾക്കും ഇടയിലുള്ള ഒരു പൊരുത്തം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു.
(എ) രൂപപ്പെട്ട CaCO3, വാറ്ററൈറ്റ് എന്നിവയുടെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രയുടെ താരതമ്യം. യഥാക്രമം (b) 1 kHz, (c) 5.27 kHz മാഗ്നിഫിക്കേഷനിൽ വാറ്ററൈറ്റിന്റെ SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകൾ.
കാറ്റ് ടണൽ പരിശോധനകളുടെ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 9a, b യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ചിത്രം 9a-യിൽ നിന്ന് സംസ്കരിക്കാത്ത മണലിന്റെ ത്രെഷോൾഡ് മണ്ണൊലിപ്പ് വേഗത (TDV) ഏകദേശം 4.32 m/s ആണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും. 1 l/m² എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ (ചിത്രം 9a), FA, FS, AA, UMC എന്നീ ഭിന്നസംഖ്യകൾക്കുള്ള മണ്ണൊലിപ്പ് നിരക്ക് രേഖകളുടെ ചരിവുകൾ സംസ്കരിക്കാത്ത മൺകൂനയ്ക്ക് ഏകദേശം തുല്യമാണ്. ഈ പ്രയോഗ നിരക്കിലുള്ള സംസ്കരണം ഫലപ്രദമല്ലെന്നും കാറ്റിന്റെ വേഗത TDV കവിയുമ്പോൾ, നേർത്ത മണ്ണിന്റെ പുറംതോട് അപ്രത്യക്ഷമാകുമെന്നും മൺകൂനയുടെ മണ്ണൊലിപ്പ് നിരക്ക് സംസ്കരിക്കാത്ത മൺകൂനയ്ക്ക് തുല്യമാണെന്നും ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഭിന്നസംഖ്യ AS-ന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ചരിവ് താഴ്ന്ന അബ്സിസ്സകളുള്ള മറ്റ് ഭിന്നസംഖ്യകളേക്കാൾ കുറവാണ് (അതായത് TDV) (ചിത്രം 9a). ചിത്രം 9b-യിലെ അമ്പടയാളങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പരമാവധി കാറ്റിന്റെ വേഗത 25 m/s-ൽ, സംസ്കരിച്ച മൺകൂനകളിൽ 2, 3 l/m² എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ മണ്ണൊലിപ്പ് സംഭവിച്ചിട്ടില്ല എന്നാണ്. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, FS, FA, AS, UMC എന്നിവയ്ക്ക്, പരമാവധി കാറ്റിന്റെ വേഗതയേക്കാൾ (അതായത് 25 m/s) 2, 3 l/m² എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ CaCO³ നിക്ഷേപം മൂലമുണ്ടാകുന്ന കാറ്റാടി മണ്ണൊലിപ്പിനെ മണൽക്കൂനകൾ കൂടുതൽ പ്രതിരോധിച്ചു. അതിനാൽ, ഈ പരിശോധനകളിൽ ലഭിച്ച 25 m/s എന്ന TDV മൂല്യം ചിത്രം 9b-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രയോഗ നിരക്കുകളുടെ താഴ്ന്ന പരിധിയാണ്, AA ഒഴികെ, ഇവിടെ TDV പരമാവധി കാറ്റ് ടണൽ വേഗതയ്ക്ക് ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്.
കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പരിശോധന (എ) ഭാരക്കുറവ്, കാറ്റിന്റെ വേഗത എന്നിവ താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ (പ്രയോഗ നിരക്ക് 1 ലിറ്റർ/മീ2), (ബി) ത്രെഷോൾഡ് കീറൽ-ഓഫ് വേഗത, പ്രയോഗ നിരക്കും ഫോർമുലേഷനും താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ (കാൽസ്യം അസറ്റേറ്റിന് CA, കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റിന് CF).
മണൽ ബോംബാർഡ്‌മെന്റ് പരിശോധനയ്ക്ക് ശേഷം വ്യത്യസ്ത ഫോർമുലേഷനുകളും പ്രയോഗ നിരക്കുകളും ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച മണൽക്കൂനകളുടെ ഉപരിതല മണ്ണൊലിപ്പ് ചിത്രം 10 കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ അളവ് ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 11 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മണൽ ബോംബാർഡ്‌മെന്റ് പരിശോധനയ്ക്കിടെ പ്രതിരോധം കാണിക്കാത്തതിനാലും പൂർണ്ണമായും നശിച്ചതിനാലും (മൊത്തം പിണ്ഡനഷ്ടം) ചികിത്സിക്കാത്ത കേസ് കാണിച്ചിട്ടില്ല. ബയോകോമ്പോസിഷൻ AA ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച സാമ്പിൾ 2 l/m2 എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ അതിന്റെ ഭാരത്തിന്റെ 83.5% നഷ്ടപ്പെട്ടുവെന്നും മറ്റെല്ലാ സാമ്പിളുകളും മണൽ ബോംബാർഡ്‌മെന്റ് പ്രക്രിയയിൽ 30% ൽ താഴെ മണ്ണൊലിപ്പ് കാണിച്ചുവെന്നും ചിത്രം 11 ൽ നിന്ന് വ്യക്തമാണ്. പ്രയോഗ നിരക്ക് 3 l/m2 ആയി വർദ്ധിപ്പിച്ചപ്പോൾ, ചികിത്സിച്ച എല്ലാ സാമ്പിളുകളും അവയുടെ ഭാരത്തിന്റെ 25% ൽ താഴെ മാത്രമേ നഷ്ടപ്പെട്ടുള്ളൂ. രണ്ട് പ്രയോഗ നിരക്കുകളിലും, സംയുക്ത FS മണൽ ബോംബാർഡ്‌മെന്റിനെതിരെ ഏറ്റവും മികച്ച പ്രതിരോധം കാണിച്ചു. FS, AA ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകളിലെ പരമാവധി, കുറഞ്ഞ ബോംബാർഡ്‌മെന്റ് പ്രതിരോധം അവയുടെ പരമാവധി, കുറഞ്ഞ CaCO3 മഴയ്ക്ക് കാരണമാകാം (ചിത്രം 6f).
2, 3 l/m2 എന്ന പ്രവാഹ നിരക്കിൽ വ്യത്യസ്ത കോമ്പോസിഷനുകളുള്ള മണൽക്കൂനകളെ ബോംബ് ചെയ്തതിന്റെ ഫലങ്ങൾ (അമ്പടയാളങ്ങൾ കാറ്റിന്റെ ദിശയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കുരിശുകൾ ഡ്രോയിംഗിന്റെ തലത്തിന് ലംബമായി കാറ്റിന്റെ ദിശയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു).
ചിത്രം 12-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, പ്രയോഗ നിരക്ക് 1 L/m² ൽ നിന്ന് 3 L/m² ആയി വർദ്ധിച്ചതോടെ എല്ലാ ഫോർമുലകളിലെയും കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിച്ചു. കൂടാതെ, എല്ലാ പ്രയോഗ നിരക്കുകളിലും, ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉള്ളടക്കമുള്ള ഫോർമുല FS ആയിരുന്നു, തുടർന്ന് FA, UMC എന്നിവ. ഈ ഫോർമുലകൾക്ക് ഉയർന്ന ഉപരിതല പ്രതിരോധം ഉണ്ടായിരിക്കാമെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
പെർമീമീറ്റർ പരിശോധനയിലൂടെ അളക്കുന്ന സംസ്കരിച്ചതും നിയന്ത്രിക്കപ്പെട്ടതും സംസ്കരിച്ചതുമായ മണ്ണ് സാമ്പിളുകളുടെ ഉപരിതല പ്രതിരോധത്തിലെ മാറ്റം ചിത്രം 13a കാണിക്കുന്നു. ഈ ചിത്രത്തിൽ നിന്ന്, പ്രയോഗ നിരക്ക് വർദ്ധിച്ചതോടെ UMC, AS, FA, FS ഫോർമുലേഷനുകളുടെ ഉപരിതല പ്രതിരോധം ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചുവെന്ന് വ്യക്തമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, AA ഫോർമുലേഷനിൽ ഉപരിതല ശക്തിയിലെ വർദ്ധനവ് താരതമ്യേന ചെറുതായിരുന്നു. ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യാത്ത MICP യുടെ FA, FS ഫോർമുലേഷനുകൾക്ക് യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്ത MICP യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ മികച്ച ഉപരിതല പ്രവേശനക്ഷമതയുണ്ട്. മണ്ണിന്റെ ഉപരിതല പ്രതിരോധത്തോടുകൂടിയ TDV യിലെ മാറ്റം ചിത്രം 13b കാണിക്കുന്നു. ഈ ചിത്രത്തിൽ നിന്ന്, 100 kPa-യിൽ കൂടുതൽ ഉപരിതല പ്രതിരോധമുള്ള മണൽക്കൂനകൾക്ക്, ത്രെഷോൾഡ് സ്ട്രിപ്പിംഗ് വേഗത 25 m/s കവിയുമെന്ന് വ്യക്തമായി കാണാം. സ്ഥലത്തുതന്നെ ഉപരിതല പ്രതിരോധം പെർമീമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് എളുപ്പത്തിൽ അളക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, കാറ്റാടി തുരങ്ക പരിശോധനയുടെ അഭാവത്തിൽ TDV കണക്കാക്കാൻ ഈ അറിവ് സഹായിക്കും, അതുവഴി ഫീൽഡ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഒരു ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ സൂചകമായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
SEM ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 14-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 14a-b ചിത്രങ്ങൾ സംസ്കരിക്കാത്ത മണ്ണ് സാമ്പിളിന്റെ വലുതാക്കിയ കണങ്ങളെ കാണിക്കുന്നു, ഇത് അത് ഏകീകൃതമാണെന്നും സ്വാഭാവിക ബോണ്ടിംഗോ സിമന്റേഷനോ ഇല്ലെന്നും വ്യക്തമായി സൂചിപ്പിക്കുന്നു. യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്ത MICP ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച നിയന്ത്രണ സാമ്പിളിന്റെ SEM മൈക്രോഗ്രാഫ് ചിത്രം 14c കാണിക്കുന്നു. കാൽസൈറ്റ് പോളിമോർഫുകളായി CaCO3 അവക്ഷിപ്തമാകുന്നതിന്റെ സാന്നിധ്യം ഈ ചിത്രം കാണിക്കുന്നു. ചിത്രം 14d-o-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, അവക്ഷിപ്തമാക്കപ്പെട്ട CaCO3 കണങ്ങളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു; SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകളിലും ഗോളാകൃതിയിലുള്ള വാറ്ററൈറ്റ് പരലുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും. ഈ പഠനത്തിന്റെയും മുൻ പഠനങ്ങളുടെയും ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് വാറ്ററൈറ്റ് പോളിമോർഫുകളായി രൂപപ്പെടുന്ന CaCO3 ബോണ്ടുകൾക്ക് ന്യായമായ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും നൽകാൻ കഴിയുമെന്നാണ്; ഉപരിതല പ്രതിരോധം 350 kPa ആയി വർദ്ധിക്കുന്നുവെന്നും പരിധി വേർതിരിക്കൽ വേഗത 4.32 ൽ നിന്ന് 25 m/s-ൽ കൂടുതലായി വർദ്ധിക്കുന്നുവെന്നും ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. MICP-അവക്ഷിപ്തമാക്കിയ CaCO3 ന്റെ മാട്രിക്സ് വാറ്ററൈറ്റ് ആണെന്നും, ഇതിന് ന്യായമായ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധവും 13,40 ഉണ്ടെന്നും, 180 ദിവസത്തെ ഫീൽഡ് പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തിയതിനുശേഷവും ന്യായമായ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധം നിലനിർത്താൻ കഴിയുമെന്നുമുള്ള മുൻ പഠനങ്ങളുടെ ഫലങ്ങളുമായി ഈ ഫലം പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
(a, b) സംസ്കരിച്ചിട്ടില്ലാത്ത മണ്ണിന്റെ SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകൾ, (c) MICP യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ നിയന്ത്രണം, (df) AA- ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകൾ, (gi) AS- ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകൾ, (jl) FA- ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകൾ, (mo) വ്യത്യസ്ത മാഗ്നിഫിക്കേഷനുകളിൽ 3 L/m2 എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ FS- ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകൾ.
AA സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, ഉപരിതലത്തിലും മണൽത്തരികൾക്കിടയിലും കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് അടിഞ്ഞുകൂടിയതായി ചിത്രം 14d-f കാണിക്കുന്നു, അതേസമയം ചില പൂശാത്ത മണൽത്തരികൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. AS ഘടകങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, രൂപപ്പെടുന്ന CaCO3 ന്റെ അളവ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചില്ലെങ്കിലും (ചിത്രം 6f), AA സംയുക്തങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ CaCO3 മൂലമുണ്ടാകുന്ന മണൽത്തരികൾ തമ്മിലുള്ള സമ്പർക്കങ്ങളുടെ അളവ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു (ചിത്രം 14g-i).
ചിത്രം 14j-l, 14m-o എന്നിവയിൽ നിന്ന്, കാൽസ്യം സ്രോതസ്സായി കാൽസ്യം ഫോർമാറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് AS സംയുക്തവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ CaCO3 മഴയിൽ കൂടുതൽ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുമെന്ന് വ്യക്തമാണ്, ഇത് ചിത്രം 6f ലെ കാൽസ്യം മീറ്റർ അളവുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഈ അധിക CaCO3 പ്രധാനമായും മണൽ കണികകളിലാണ് നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് തോന്നുന്നു, മാത്രമല്ല സമ്പർക്ക ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതില്ല. ഇത് മുമ്പ് നിരീക്ഷിച്ച സ്വഭാവത്തെ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു: CaCO3 മഴയുടെ അളവിൽ വ്യത്യാസങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും (ചിത്രം 6f), മൂന്ന് ഫോർമുലേഷനുകൾ (AS, FA, FS) ആന്റി-ഇയോലിയൻ (കാറ്റ്) പ്രകടനത്തിലും (ചിത്രം 11) ഉപരിതല പ്രതിരോധത്തിലും (ചിത്രം 13a) കാര്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിട്ടില്ല.
CaCO3 പൂശിയ ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങളെയും അവക്ഷിപ്ത പരലുകളിലെ ബാക്ടീരിയൽ മുദ്രയെയും നന്നായി ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നതിന്, ഉയർന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ SEM മൈക്രോഗ്രാഫുകൾ എടുത്ത് ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 15 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങളിൽ അവക്ഷിപ്തമാവുകയും അവിടെ മഴ പെയ്യുന്നതിന് ആവശ്യമായ ന്യൂക്ലിയസുകൾ നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു. CaCO3 പ്രേരിപ്പിക്കുന്ന സജീവവും നിഷ്ക്രിയവുമായ ലിങ്കേജുകളും ചിത്രം ചിത്രീകരിക്കുന്നു. നിഷ്ക്രിയ ലിങ്കേജുകളിലെ ഏതെങ്കിലും വർദ്ധനവ് മെക്കാനിക്കൽ സ്വഭാവത്തിൽ കൂടുതൽ പുരോഗതിയിലേക്ക് നയിക്കണമെന്നില്ലെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. അതിനാൽ, CaCO3 മഴ വർദ്ധിക്കുന്നത് മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകണമെന്നില്ല, കൂടാതെ മഴ പെയ്യുന്ന രീതി ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ടെർസിസ്, ലാലൂയി72, സോഗി, അൽ-കബാനി45,73 എന്നിവരുടെ കൃതികളിലും ഈ പോയിന്റ് പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്. മഴ പെയ്യുന്ന രീതിയും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന്, µCT ഇമേജിംഗ് ഉപയോഗിച്ചുള്ള MICP പഠനങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഈ പഠനത്തിന്റെ പരിധിക്കപ്പുറമാണ് (അതായത്, അമോണിയ രഹിത MICP-ക്കായി കാൽസ്യം ഉറവിടത്തിന്റെയും ബാക്ടീരിയയുടെയും വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു).
(എ) എഎസ് കോമ്പോസിഷനും (ബി) എഫ്എസ് കോമ്പോസിഷനും ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകളിൽ CaCO3 സജീവവും നിഷ്ക്രിയവുമായ ബോണ്ടുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും അവശിഷ്ടത്തിൽ ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങളുടെ ഒരു മുദ്ര പതിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.
ചിത്രം 14j-o, 15b എന്നിവയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒരു CaCO ഫിലിം ഉണ്ട് (EDX വിശകലനം അനുസരിച്ച്, ഫിലിമിലെ ഓരോ മൂലകത്തിന്റെയും ശതമാനം കാർബൺ 11%, ഓക്സിജൻ 46.62%, കാൽസ്യം 42.39% എന്നിവയാണ്, ഇത് ചിത്രം 16 ലെ CaCO യുടെ ശതമാനത്തോട് വളരെ അടുത്താണ്). ഈ ഫിലിം വാറ്ററൈറ്റ് പരലുകളും മണ്ണിന്റെ കണികകളും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, ഇത് മണ്ണ്-സെഡിമെന്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സമഗ്രത നിലനിർത്താൻ സഹായിക്കുന്നു. ഫോർമാറ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫോർമുലേഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിച്ച സാമ്പിളുകളിൽ മാത്രമേ ഈ ഫിലിമിന്റെ സാന്നിധ്യം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ.
മുൻ പഠനങ്ങളിലും ഈ പഠനത്തിലും യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡിംഗ്, യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡിംഗ് അല്ലാത്ത MICP പാതകൾ ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച മണ്ണിന്റെ ഉപരിതല ശക്തി, പരിധി വേർപിരിയൽ വേഗത, ബയോഇൻഡ്യൂസ്ഡ് CaCO3 ഉള്ളടക്കം എന്നിവ പട്ടിക 2 താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു. MICP-സംസ്കരിച്ച മണൽക്കൂന സാമ്പിളുകളുടെ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾ പരിമിതമാണ്. മെങ് തുടങ്ങിയവർ ഒരു ലീഫ് ബ്ലോവർ ഉപയോഗിച്ച് MICP-സംസ്കരിച്ച യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡിംഗ് മണൽക്കൂന സാമ്പിളുകളുടെ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധം അന്വേഷിച്ചു, 13 അതേസമയം ഈ പഠനത്തിൽ, യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡിംഗ് അല്ലാത്ത മണൽക്കൂന സാമ്പിളുകൾ (അതുപോലെ യൂറിയ-ഡീഗ്രേഡിംഗ് നിയന്ത്രണങ്ങളും) ഒരു കാറ്റാടി തുരങ്കത്തിൽ പരീക്ഷിക്കുകയും ബാക്ടീരിയകളുടെയും വസ്തുക്കളുടെയും നാല് വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിക്കുകയും ചെയ്തു.
കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ, ചില മുൻ പഠനങ്ങൾ 4 L/m213,41,74 കവിയുന്ന ഉയർന്ന പ്രയോഗ നിരക്കുകൾ പരിഗണിച്ചിട്ടുണ്ട്. ജലവിതരണം, ഗതാഗതം, വലിയ അളവിലുള്ള ജലത്തിന്റെ പ്രയോഗം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചെലവുകൾ കാരണം സാമ്പത്തിക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന പ്രയോഗ നിരക്കുകൾ ഈ മേഖലയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ബാധകമാകണമെന്നില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. 1.62-2 L/m2 പോലുള്ള താഴ്ന്ന പ്രയോഗ നിരക്കുകൾ 190 kPa വരെ നല്ല ഉപരിതല ശക്തിയും 25 m/s കവിയുന്ന TDV യും നേടി. നിലവിലെ പഠനത്തിൽ, യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഇല്ലാതെ ഫോർമാറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച മണൽക്കൂനകൾ അതേ ശ്രേണിയിലുള്ള പ്രയോഗ നിരക്കുകളിൽ യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ പാത ഉപയോഗിച്ച് ലഭിച്ചതിന് സമാനമായ ഉയർന്ന ഉപരിതല ശക്തികൾ നേടി (അതായത്, യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഇല്ലാതെ ഫോർമാറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച സാമ്പിളുകൾക്കും മെങ് തുടങ്ങിയവർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത അതേ ശ്രേണിയിലുള്ള ഉപരിതല ശക്തി മൂല്യങ്ങൾ നേടാൻ കഴിഞ്ഞു, ചിത്രം 13a). 2 L/m2 എന്ന പ്രയോഗ നിരക്കിൽ, 25 m/s എന്ന കാറ്റിന്റെ വേഗതയിൽ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ലഘൂകരിക്കുന്നതിനുള്ള കാൽസ്യം കാർബണേറ്റിന്റെ വിളവ്, യൂറിയ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഇല്ലാതെ ഫോർമാറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP-ക്ക് 2.25% ആണെന്നും കാണാൻ കഴിയും, ഇത് ഒരേ ആപ്ലിക്കേഷന നിരക്കിലും അതേ കാറ്റിന്റെ വേഗതയിലും (25 m/s) യൂറിയ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഉള്ള കൺട്രോൾ MICP ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുന്ന മണൽക്കൂനകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ആവശ്യമായ CaCO3 (അതായത് 2.41%) യുടെ വളരെ അടുത്താണ്.
അതിനാൽ, ഈ പട്ടികയിൽ നിന്ന് യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ പാതയും യൂറിയ-ഫ്രീ ഡീഗ്രഡേഷൻ പാതയും ഉപരിതല പ്രതിരോധത്തിന്റെയും TDV യുടെയും കാര്യത്തിൽ തികച്ചും സ്വീകാര്യമായ പ്രകടനം നൽകാൻ കഴിയുമെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. പ്രധാന വ്യത്യാസം യൂറിയ-ഫ്രീ ഡീഗ്രഡേഷൻ പാതയിൽ അമോണിയ അടങ്ങിയിട്ടില്ല, അതിനാൽ കുറഞ്ഞ പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം ഉണ്ട് എന്നതാണ്. കൂടാതെ, ഈ പഠനത്തിൽ നിർദ്ദേശിച്ചിരിക്കുന്ന യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഇല്ലാത്ത ഫോർമാറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP രീതി, യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഇല്ലാത്ത അസറ്റേറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP രീതിയേക്കാൾ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവയ്ക്കുന്നതായി തോന്നുന്നു. മൊഹെബി തുടങ്ങിയവർ യൂറിയ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഇല്ലാതെ അസറ്റേറ്റ് അധിഷ്ഠിത MICP രീതി പഠിച്ചെങ്കിലും, അവരുടെ പഠനത്തിൽ പരന്ന പ്രതലങ്ങളിലെ സാമ്പിളുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തി9. മണൽക്കൂന സാമ്പിളുകൾക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ചുഴി രൂപീകരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന മണ്ണൊലിപ്പിന്റെ ഉയർന്ന അളവും തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഷിയർ, ഇത് കുറഞ്ഞ TDV യിൽ കലാശിക്കുന്നു, മണൽക്കൂന സാമ്പിളുകളുടെ കാറ്റിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പ് ഒരേ വേഗതയിലുള്ള പരന്ന പ്രതലങ്ങളേക്കാൾ കൂടുതൽ വ്യക്തമാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.