nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasida CSS qo'llab-quvvatlashi cheklangan. Eng yaxshi tajriba uchun sizga brauzerning eng so'nggi versiyasidan foydalanishingizni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o'chirib qo'ying). Bundan tashqari, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun ushbu saytda uslublar yoki JavaScript bo'lmaydi.
Chang bo'ronlari qishloq xo'jaligi, inson salomatligi, transport tarmoqlari va infratuzilmasiga zararli ta'siri tufayli dunyoning ko'plab mamlakatlari uchun jiddiy xavf tug'diradi. Natijada, shamol eroziyasi global muammo hisoblanadi. Shamol eroziyasini jilovlashning ekologik jihatdan toza yondashuvlaridan biri mikrobial karbonat yog'inlaridan (MICP) foydalanishdir. Biroq, ammiak kabi karbamid parchalanishiga asoslangan MICP ning qo'shimcha mahsulotlari ko'p miqdorda ishlab chiqarilganda ideal emas. Ushbu tadqiqotda MICP ni karbamid ishlab chiqarmasdan parchalash uchun kaltsiy format bakteriyalarining ikkita formulasi keltirilgan va ularning samaradorligi ammiak ishlab chiqarmaydigan kaltsiy asetat bakteriyalarining ikkita formulasi bilan har tomonlama taqqoslanadi. Ko'rib chiqilgan bakteriyalar Bacillus subtilis va Bacillus amyloliquefaciens hisoblanadi. Birinchidan, CaCO3 hosil bo'lishini boshqaruvchi omillarning optimallashtirilgan qiymatlari aniqlandi. Keyin optimallashtirilgan formulalar bilan ishlov berilgan qum tepalari namunalarida shamol tunnellari sinovlari o'tkazildi va shamol eroziyasiga chidamlilik, tozalash chegarasi tezligi va qum bombardimoniga chidamlilik o'lchandi. Kaltsiy karbonat (CaCO3) allomorflari optik mikroskopiya, skanerlash elektron mikroskopiyasi (SEM) va rentgen difraksiyasi tahlili yordamida baholandi. Kaltsiy format asosidagi formulalar kaltsiy karbonat hosil bo'lishi jihatidan asetat asosidagi formulalarga qaraganda ancha yaxshi natijalarga erishdi. Bundan tashqari, B. subtilis B. amyloliquefaciens ga qaraganda ko'proq kaltsiy karbonat ishlab chiqardi. SEM mikrograflari cho'kindi hosil bo'lishi natijasida kaltsiy karbonatga faol va nofaol bakteriyalarning bog'lanishi va bosilishini aniq ko'rsatdi. Barcha formulalar shamol eroziyasini sezilarli darajada kamaytirdi.
Shamol eroziyasi uzoq vaqtdan beri AQShning janubi-g'arbiy qismi, Xitoyning g'arbiy qismi, Sahroi Kabir Afrikasi va Yaqin Sharqning katta qismi kabi qurg'oqchil va yarim qurg'oqchil mintaqalar duch keladigan asosiy muammo sifatida tan olingan1. Qurg'oqchil va giper qurg'oqchil iqlim sharoitida yog'ingarchilikning kamligi bu mintaqalarning katta qismini cho'llar, qum tepaliklari va ishlov berilmagan yerlarga aylantirdi. Shamol eroziyasi davom etayotgani transport tarmoqlari, qishloq xo'jaligi yerlari va sanoat yerlari kabi infratuzilmaga ekologik tahdid soladi, bu esa bu mintaqalarda yomon yashash sharoitlari va shaharsozlikning yuqori xarajatlariga olib keladi2,3,4. Muhimi, shamol eroziyasi nafaqat sodir bo'ladigan joyga ta'sir qiladi, balki zarrachalarni shamol orqali manbadan uzoq hududlarga tashiydigan chekka jamoalarda sog'liq va iqtisodiy muammolarni ham keltirib chiqaradi5,6.
Shamol eroziyasini nazorat qilish global muammo bo'lib qolmoqda. Shamol eroziyasini nazorat qilish uchun tuproqni barqarorlashtirishning turli usullari qo'llaniladi. Bu usullarga suv bilan surtish7, moyli mulchalar8, biopolimerlar5, mikrobial induksiyalangan karbonat cho'kmasi (MICP)9,10,11,12 va fermentlar induksiyalangan karbonat cho'kmasi (EICP)1 kabi materiallar kiradi. Tuproqni namlash dala sharoitida changni bostirishning standart usuli hisoblanadi. Biroq, uning tez bug'lanishi bu usulni qurg'oqchil va yarim qurg'oqchil mintaqalarda samaradorligini cheklaydi1. Moyli mulchalash birikmalarini qo'llash qumning birlashishini va zarrachalararo ishqalanishni oshiradi. Ularning birlashtiruvchi xususiyati qum donalarini bir-biriga bog'laydi; ammo, moyli mulchalar boshqa muammolarni ham keltirib chiqaradi; ularning to'q rangi issiqlikni yutishini oshiradi va o'simliklar va mikroorganizmlarning o'limiga olib keladi. Ularning hidi va tutunlari nafas olish muammolariga olib kelishi mumkin va eng muhimi, ularning yuqori narxi yana bir to'siqdir. Biopolimerlar shamol eroziyasini yumshatish uchun yaqinda taklif qilingan ekologik toza usullardan biridir; ular o'simliklar, hayvonlar va bakteriyalar kabi tabiiy manbalardan olinadi. Ksantan saqichi, guar saqichi, xitosan va gellan saqichi muhandislik qo'llanmalarida eng ko'p ishlatiladigan biopolimerlardir5. Biroq, suvda eriydigan biopolimerlar suvga duchor bo'lganda kuchini yo'qotishi va tuproqdan chiqib ketishi mumkin13,14. EICP asfaltlanmagan yo'llar, chiqindixonalar va qurilish maydonchalari kabi turli xil ilovalar uchun changni bostirishning samarali usuli ekanligi ko'rsatilgan. Uning natijalari umid baxsh etsa-da, ba'zi potentsial kamchiliklarni, masalan, narx va yadrolanish joylarining yo'qligini (bu CaCO3 kristallarining shakllanishi va cho'kishini tezlashtiradi15,16) hisobga olish kerak.
MICP birinchi marta 19-asrning oxirlarida Murray va Irwin (1890) va Steinmann (1901) tomonidan dengiz mikroorganizmlari tomonidan karbamidning parchalanishini o'rganishda tasvirlangan17. MICP - bu turli xil mikrobial faollik va kimyoviy jarayonlarni o'z ichiga olgan tabiiy ravishda sodir bo'ladigan biologik jarayon bo'lib, unda kaltsiy karbonati mikrobial metabolitlardan karbonat ionlarining atrof-muhitdagi kaltsiy ionlari bilan reaksiyasi natijasida cho'ktiriladi18,19. Karbamidni parchalovchi azot siklini (karbamidni parchalovchi MICP) o'z ichiga olgan MICP mikrobial induksiyalangan karbonat cho'kmasining eng keng tarqalgan turi bo'lib, unda bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan ureaza karbamidning gidrolizini katalizlaydi20,21,22,23,24,25,26,27 quyidagicha:
Organik tuz oksidlanishining uglerod siklini o'z ichiga olgan MICPda (karbamid parchalanish turisiz MICP), heterotrof bakteriyalar karbonat minerallarini ishlab chiqarish uchun energiya manbalari sifatida asetat, laktat, sitrat, suksinat, oksalat, malat va glioksilat kabi organik tuzlardan foydalanadi28. Uglerod manbai sifatida kaltsiy laktat va kaltsiy ionlari ishtirokida kaltsiy karbonat hosil bo'lishining kimyoviy reaksiyasi (5) tenglamada ko'rsatilgan.
MICP jarayonida bakterial hujayralar kaltsiy karbonat cho'kishi uchun ayniqsa muhim bo'lgan yadrolanish joylarini ta'minlaydi; bakterial hujayra yuzasi manfiy zaryadlangan va kaltsiy ionlari kabi ikki valentli kationlar uchun adsorbent vazifasini bajarishi mumkin. Kaltsiy ionlarini bakterial hujayralarga adsorblash orqali, karbonat ionlari konsentratsiyasi yetarli bo'lganda, kaltsiy kationlari va karbonat anionlari reaksiyaga kirishadi va kaltsiy karbonat bakterial yuzasida cho'kma hosil bo'ladi29,30. Jarayonni quyidagicha umumlashtirish mumkin31,32:
Biogeneratsiyalangan kaltsiy karbonat kristallarini uch turga bo'lish mumkin: kaltsit, vaterit va aragonit. Ular orasida kaltsit va vaterit bakteriyalar tomonidan eng ko'p uchraydigan kaltsiy karbonat allomorflaridir33,34. Kaltsit eng termodinamik jihatdan barqaror kaltsiy karbonat allomorfidir35. Vaterit metastabil ekanligi haqida xabar berilgan bo'lsa-da, u oxir-oqibat kaltsitga aylanadi36,37. Vaterit bu kristallarning eng zichidir. Bu kattaroq o'lchamlari tufayli boshqa kaltsiy karbonat kristallariga qaraganda yaxshiroq g'ovaklarni to'ldirish qobiliyatiga ega bo'lgan olti burchakli kristall38. Karbamid bilan parchalangan va karbamid bilan parchalanmagan MICP vateritning cho'kishiga olib kelishi mumkin13,39,40,41.
MICP muammoli tuproqlarni va shamol eroziyasiga moyil tuproqlarni barqarorlashtirishda istiqbolli salohiyatga ega bo'lsa-da42,43,44,45,46,47,48, karbamid gidrolizining qo'shimcha mahsulotlaridan biri ammiak bo'lib, u ta'sir qilish darajasiga qarab yengil va og'ir sog'liq muammolariga olib kelishi mumkin49. Ushbu yon ta'sir ushbu texnologiyadan foydalanishni munozarali qiladi, ayniqsa katta maydonlarni, masalan, changni bostirish uchun ishlov berish kerak bo'lganda. Bundan tashqari, jarayon yuqori qo'llash tezligi va katta hajmlarda amalga oshirilganda ammiak hidi chidab bo'lmas darajada bo'ladi, bu uning amaliy qo'llanilishiga ta'sir qilishi mumkin. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar ammoniy ionlarini struvit kabi boshqa mahsulotlarga aylantirish orqali kamaytirish mumkinligini ko'rsatgan bo'lsa-da, bu usullar ammoniy ionlarini to'liq yo'q qilmaydi50. Shuning uchun, ammoniy ionlarini hosil qilmaydigan muqobil yechimlarni o'rganish zarurati hali ham mavjud. MICP uchun karbamid bo'lmagan parchalanish yo'llaridan foydalanish shamol eroziyasini yumshatish nuqtai nazaridan kam o'rganilgan potentsial yechimni taqdim etishi mumkin. Fattahi va boshqalar. kaltsiy asetat va Bacillus megaterium41 yordamida karbamidsiz MICP degradatsiyasini o'rgangan, Mohebbi va boshqalar esa kaltsiy asetat va Bacillus amyloliquefaciens9 dan foydalangan. Biroq, ularning tadqiqoti shamol eroziyasiga chidamliligini oshirishi mumkin bo'lgan boshqa kaltsiy manbalari va heterotrof bakteriyalar bilan taqqoslanmagan. Shuningdek, shamol eroziyasini yumshatishda karbamidsiz degradatsiya yo'llarini karbamid degradatsiyasi yo'llari bilan taqqoslaydigan adabiyotlar yetishmaydi.
Bundan tashqari, shamol eroziyasi va changni nazorat qilish bo'yicha tadqiqotlarning aksariyati tekis sirtli tuproq namunalarida o'tkazildi.1,51,52,53 Biroq, tekis sirtlar tabiatda tepaliklar va pasttekisliklarga qaraganda kamroq uchraydi. Shuning uchun qum tepalari cho'l hududlarida eng keng tarqalgan landshaft xususiyati hisoblanadi.
Yuqorida aytib o'tilgan kamchiliklarni bartaraf etish uchun ushbu tadqiqot ammiak ishlab chiqarmaydigan bakterial vositalarning yangi to'plamini joriy etishga qaratilgan edi. Shu maqsadda biz karbamidni parchalamaydigan MICP yo'llarini ko'rib chiqdik. Ikki kaltsiy manbasining (kaltsiy format va kaltsiy asetat) samaradorligi o'rganildi. Mualliflarning ma'lumotlariga ko'ra, ikkita kaltsiy manbai va bakteriyalar kombinatsiyasidan (ya'ni kaltsiy format-Bacillus subtilis va kaltsiy format-Bacillus amyloliquefaciens) foydalangan holda karbonat cho'ktirish avvalgi tadqiqotlarda o'rganilmagan. Ushbu bakteriyalarni tanlash ular ishlab chiqaradigan fermentlarga asoslangan bo'lib, ular kaltsiy format va kaltsiy asetatning oksidlanishini katalizlaydi va mikrobial karbonat cho'kmasini hosil qiladi. Biz pH, bakteriyalar turlari va kaltsiy manbalari va ularning konsentratsiyasi, bakteriyalarning kaltsiy manbai eritmasiga nisbati va qotish vaqti kabi optimal omillarni topish uchun batafsil eksperimental tadqiqotni ishlab chiqdik. Nihoyat, kaltsiy karbonat yog'inlari orqali shamol eroziyasini bostirishda ushbu bakterial vositalar to'plamining samaradorligi qum tepaliklarida shamol eroziyasining kattaligini, chegaraviy ajralish tezligini va qumning shamol bombardimoniga chidamliligini aniqlash uchun bir qator shamol tunnel sinovlarini o'tkazish orqali o'rganildi, shuningdek, penetrometr o'lchovlari va mikrostrukturaviy tadqiqotlar (masalan, rentgen difraksiyasi (XRD) tahlili va skanerlash elektron mikroskopiyasi (SEM)) ham amalga oshirildi.
Kaltsiy karbonat ishlab chiqarish uchun kaltsiy ionlari va karbonat ionlari kerak. Kaltsiy ionlarini kaltsiy xlorid, kaltsiy gidroksid va yog'siz sut kukuni kabi turli xil kaltsiy manbalaridan olish mumkin54,55. Karbonat ionlarini karbamid gidrolizi va organik moddalarning aerob yoki anaerob oksidlanishi kabi turli mikrobial usullar bilan olish mumkin56. Ushbu tadqiqotda karbonat ionlari format va asetatning oksidlanish reaksiyasidan olingan. Bundan tashqari, biz sof kaltsiy karbonat ishlab chiqarish uchun format va asetatning kaltsiy tuzlaridan foydalandik, shuning uchun faqat CO2 va H2O qo'shimcha mahsulotlar sifatida olindi. Bu jarayonda faqat bitta modda kaltsiy manbai va karbonat manbai bo'lib xizmat qiladi va ammiak ishlab chiqarilmaydi. Bu xususiyatlar biz ko'rib chiqqan kaltsiy manbai va karbonat ishlab chiqarish usulini juda istiqbolli qiladi.
Kaltsiy format va kaltsiy asetatning kaltsiy karbonat hosil qilish uchun mos keladigan reaksiyalari (7)-(14) formulalarda ko'rsatilgan. (7)-(11) formulalar shuni ko'rsatadiki, kaltsiy format suvda eriydi va chumoli kislotasi yoki format hosil qiladi. Shunday qilib, eritma erkin kaltsiy va gidroksid ionlarining manbai hisoblanadi (8 va 9 formulalar). Chumoli kislotasining oksidlanishi natijasida chumoli kislotasidagi uglerod atomlari karbonat angidridga aylanadi (10 formula). Oxir-oqibat kaltsiy karbonat hosil bo'ladi (11 va 12 formulalar).
Xuddi shunday, kaltsiy karbonat kaltsiy asetatdan hosil bo'ladi (13–15 tenglamalar), faqat chumoli kislotasi o'rniga sirka kislotasi yoki asetat hosil bo'ladi.
Fermentlar ishtirokisiz asetat va format xona haroratida oksidlanishi mumkin emas. FDH (formatedehidrogenaza) va CoA (koenzim A) format va asetatning oksidlanishini katalizlaydi va mos ravishda karbonat angidrid hosil qiladi (16, 17) 57, 58, 59 tenglamalar. Turli bakteriyalar bu fermentlarni ishlab chiqarishga qodir va ushbu tadqiqotda heterotrof bakteriyalar, ya'ni Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Fors tipidagi madaniyat to'plami), shuningdek, NCIMB #13061 (Bakteriyalar, xamirturush, fag, plazmidlar, o'simlik urug'lari va o'simlik hujayralari to'qimalari madaniyatlarining xalqaro to'plami)) va Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077) ishlatilgan. Bu bakteriyalar go'sht peptonini (5 g/L) va go'sht ekstraktini (3 g/L) o'z ichiga olgan muhitda, ozuqaviy bulon (NBR) (105443 Merck) deb nomlangan muhitda o'stirildi.
Shunday qilib, ikkita kaltsiy manbai va ikkita bakteriya yordamida kaltsiy karbonat cho'kmasini keltirib chiqarish uchun to'rtta formulalar tayyorlandi: kaltsiy format va Bacillus subtilis (FS), kaltsiy format va Bacillus amyloliquefaciens (FA), kaltsiy asetat va Bacillus subtilis (AS) va kaltsiy asetat va Bacillus amyloliquefaciens (AA).
Eksperimental dizaynning birinchi qismida maksimal kaltsiy karbonat ishlab chiqarishga erishish uchun optimal kombinatsiyani aniqlash uchun sinovlar o'tkazildi. Tuproq namunalarida kaltsiy karbonat mavjud bo'lganligi sababli, turli kombinatsiyalar tomonidan hosil bo'lgan CaCO3 ni aniq o'lchash uchun bir qator dastlabki baholash sinovlari ishlab chiqildi va madaniy muhit va kaltsiy manbai eritmalarining aralashmalari baholandi. Yuqorida belgilangan kaltsiy manbai va bakteriyalar eritmasining har bir kombinatsiyasi uchun (FS, FA, AS va AA) optimallashtirish omillari (kaltsiy manbai konsentratsiyasi, qattiqlashish vaqti, eritmaning optik zichligi (OD) bilan o'lchangan bakteriyalar eritmasi konsentratsiyasi, kaltsiy manbaining bakteriyalar eritmasiga nisbati va pH) olindi va quyidagi bo'limlarda tasvirlangan qum tepaliklarini tozalash shamol tunneli sinovlarida qo'llanildi.
Har bir kombinatsiya uchun CaCO3 cho'kmasining ta'sirini o'rganish va turli omillarni, ya'ni kaltsiy manbai konsentratsiyasi, qotib qolish vaqti, bakterial OD qiymati, kaltsiy manbaining bakterial eritmaga nisbati va organik moddalarning aerob oksidlanishi paytida pH qiymatini baholash uchun 150 ta tajriba o'tkazildi (1-jadval). Optimallashtirilgan jarayon uchun pH diapazoni tezroq o'sishga erishish uchun Bacillus subtilis va Bacillus amyloliquefaciens o'sish egri chiziqlari asosida tanlandi. Bu Natijalar bo'limida batafsilroq tushuntirilgan.
Namunalarni optimallashtirish bosqichiga tayyorlash uchun quyidagi bosqichlar qo'llanildi. MICP eritmasi avval kultural muhitning boshlang'ich pH qiymatini sozlash orqali tayyorlandi va keyin 121 °C da 15 daqiqa davomida avtoklavlandi. Keyin shtamm laminar havo oqimiga kiritildi va 30 °C va 180 rpm da chayqatish inkubatorida saqlandi. Bakteriyalarning OD miqdori kerakli darajaga yetgandan so'ng, u kerakli nisbatda kaltsiy manbai eritmasi bilan aralashtirildi (1a-rasm). MICP eritmasi 220 rpm va 30 °C da chayqatish inkubatorida maqsadli qiymatga yetgan vaqt davomida reaksiyaga kirishib, qattiqlashishiga ruxsat berildi. Cho'kkan CaCO3 6000 g da 5 daqiqa davomida santrifugatsiyadan so'ng ajratildi va keyin namunalarni kaltsimetr sinoviga tayyorlash uchun 40 °C da quritildi (1b-rasm). Keyin CaCO3 ning cho'kishi Bernard kaltsimetri yordamida o'lchandi, bu yerda CaCO3 kukuni 1,0 N HCl (ASTM-D4373-02) bilan reaksiyaga kirishib, CO2 hosil qiladi va bu gazning hajmi CaCO3 tarkibining o'lchovidir (1c-rasm). CO2 hajmini CaCO3 tarkibiga aylantirish uchun sof CaCO3 kukunini 1 N HCl bilan yuvish va uni ajralib chiqqan CO2 ga nisbatan chizish orqali kalibrlash egri chizig'i hosil qilindi. Cho'kkan CaCO3 kukunining morfologiyasi va sofligi SEM tasvirlash va rentgen tahlili yordamida o'rganildi. Bakteriyalar atrofida kaltsiy karbonat hosil bo'lishini, hosil bo'lgan kaltsiy karbonat fazasini va bakteriyalar faolligini o'rganish uchun 1000 kattalashtirishga ega optik mikroskop ishlatilgan.
Dejegh havzasi Eronning janubi-g'arbiy Fors viloyatida joylashgan taniqli yuqori darajada eroziyaga uchragan mintaqa bo'lib, tadqiqotchilar ushbu hududdan shamol eroziyasiga uchragan tuproq namunalarini to'plashdi. Namunalar tadqiqot uchun tuproq yuzasidan olindi. Tuproq namunalari bo'yicha indikator sinovlari shuni ko'rsatdiki, tuproq yomon saralangan, loyli qumli tuproq bo'lib, Yagona Tuproq Tasniflash Tizimi (USC) ga muvofiq SP-SM deb tasniflangan (2a-rasm). XRD tahlili shuni ko'rsatdiki, Dejegh tuprog'i asosan kaltsit va kvartsdan iborat (2b-rasm). Bundan tashqari, EDX tahlili shuni ko'rsatdiki, Al, K va Fe kabi boshqa elementlar ham kichikroq nisbatlarda mavjud.
Laboratoriya qumtepalarini shamol eroziyasi sinovlariga tayyorlash uchun tuproq 170 mm balandlikdan 10 mm diametrli voronka orqali qattiq yuzaga qadar maydalandi, natijada balandligi 60 mm va diametri 210 mm bo'lgan odatiy qumtepa hosil bo'ldi. Tabiatda eng past zichlikdagi qumtepalar eol jarayonlari orqali hosil bo'ladi. Xuddi shunday, yuqoridagi protsedura yordamida tayyorlangan namuna eng past nisbiy zichlikka ega bo'lib, taxminan 29,7° ga teng bo'lgan gorizontal yuzaga cho'kkan qum konusini hosil qildi.
Oldingi bo'limda olingan optimal MICP eritmasi qumtepa qiyaliklariga 1, 2 va 3 lm-2 qo'llash tezligida purkaldi va keyin namunalar 30 °C da (3-rasm) 9 kun davomida (ya'ni optimal qattiqlashish vaqti) inkubatorda saqlandi va keyin shamol tunnelini sinash uchun olib chiqildi.
Har bir ishlov berish uchun to'rtta namuna tayyorlandi, ulardan biri kaltsiy karbonat miqdorini va sirt mustahkamligini penetrometr yordamida o'lchash uchun, qolgan uchta namuna esa uch xil tezlikda eroziya sinovlari uchun ishlatilgan. Shamol tunneli sinovlarida eroziya miqdori turli shamol tezligida aniqlandi, so'ngra har bir ishlov berish namunasi uchun chegaraviy ajralish tezligi eroziya miqdorining shamol tezligiga nisbatan grafik yordamida aniqlandi. Shamol eroziyasi sinovlaridan tashqari, ishlov berilgan namunalar qum bombardimoniga (ya'ni sakrash tajribalariga) duchor bo'ldi. Buning uchun 2 va 3 L m−2 qo'llash tezligida ikkita qo'shimcha namuna tayyorlandi. Qum bombardimon sinovi 120 gm−1 oqim bilan 15 daqiqa davom etdi, bu avvalgi tadqiqotlarda tanlangan qiymatlar oralig'ida60,61,62. Abraziv naycha va qum tagligi orasidagi gorizontal masofa tunnel tubidan 100 mm balandlikda joylashgan 800 mm edi. Bu holat deyarli barcha sakragan qum zarralari qum zarralariga tushishi uchun o'rnatildi.
Shamol tunneli sinovi uzunligi 8 m, kengligi 0,4 m va balandligi 1 m bo'lgan ochiq shamol tunnelida o'tkazildi (4a-rasm). Shamol tunneli galvanizli po'lat plitalardan yasalgan va 25 m/s gacha shamol tezligini yaratishi mumkin. Bundan tashqari, chastota konvertori ventilyator chastotasini sozlash va maqsadli shamol tezligini olish uchun chastotani asta-sekin oshirish uchun ishlatiladi. 4b-rasmda shamol tomonidan yemirilgan qum tepaliklarining sxematik diagrammasi va shamol tunnelida o'lchangan shamol tezligi profili ko'rsatilgan.
Nihoyat, ushbu tadqiqotda taklif qilingan urealitik bo'lmagan MICP formulasining natijalarini urealitik MICP nazorat testi natijalari bilan taqqoslash uchun qumtepa namunalari ham tayyorlandi va karbamid, kaltsiy xlorid va Sporosarcina pasteurii o'z ichiga olgan biologik eritma bilan ishlov berildi (chunki Sporosarcina pasteurii ureaza63 ishlab chiqarish qobiliyatiga ega). Bakterial eritmaning optik zichligi 1,5 ni, karbamid va kaltsiy xlorid konsentratsiyasi esa 1 M ni tashkil etdi (avvalgi tadqiqotlarda tavsiya etilgan qiymatlar asosida tanlangan36,64,65). Kultura muhiti ozuqaviy bulon (8 g/L) va karbamid (20 g/L) dan iborat edi. Bakterial eritma qumtepa yuzasiga purkaldi va bakteriyalarni biriktirish uchun 24 soatga qoldirildi. 24 soatlik biriktirishdan so'ng, sementlovchi eritma (kaltsiy xlorid va karbamid) purkaldi. Urealitik MICP nazorat testi bundan keyin UMC deb ataladi. Urealitik va urealitik bo'lmagan ishlov berilgan tuproq namunalarining kaltsiy karbonat miqdori Choi va boshqalar tomonidan taklif qilingan protseduraga muvofiq yuvish orqali olingan.66
5-rasmda boshlang'ich pH qiymati 5 dan 10 gacha bo'lgan madaniy muhitda (ozuqa eritmasi) Bacillus amyloliquefaciens va Bacillus subtilis o'sish egri chiziqlari ko'rsatilgan. Rasmda ko'rsatilganidek, Bacillus amyloliquefaciens va Bacillus subtilis mos ravishda pH qiymati 6-8 va 7-9 da tezroq o'sdi. Shuning uchun, bu pH diapazoni optimallashtirish bosqichida qo'llanildi.
Ozuqaviy muhitning turli boshlang'ich pH qiymatlarida (a) Bacillus amyloliquefaciens va (b) Bacillus subtilis ning o'sish egri chiziqlari.
6-rasmda Bernard limetida hosil bo'lgan karbonat angidrid miqdori ko'rsatilgan, bu cho'kma kaltsiy karbonatini (CaCO3) ifodalaydi. Har bir kombinatsiyada bitta omil o'zgarmaganligi va boshqa omillar o'zgarganligi sababli, ushbu grafiklardagi har bir nuqta ushbu tajribalar to'plamidagi karbonat angidridning maksimal hajmiga mos keladi. Rasmda ko'rsatilganidek, kaltsiy manbai konsentratsiyasi oshgani sayin, kaltsiy karbonat ishlab chiqarilishi oshdi. Shuning uchun, kaltsiy manbai konsentratsiyasi kaltsiy karbonat ishlab chiqarishga bevosita ta'sir qiladi. Kaltsiy manbai va uglerod manbai bir xil bo'lganligi sababli (ya'ni, kaltsiy format va kaltsiy asetat), qancha ko'p kaltsiy ionlari ajralib chiqsa, shuncha ko'p kaltsiy karbonat hosil bo'ladi (6a-rasm). AS va AA formulalarida kaltsiy karbonat ishlab chiqarish 9 kundan keyin cho'kma miqdori deyarli o'zgarmaguncha, qotish vaqtining oshishi bilan o'sishda davom etdi. FA formulasida, qotish vaqti 6 kundan oshganda kaltsiy karbonat hosil bo'lish tezligi pasaydi. Boshqa formulalar bilan solishtirganda, FS formulasi 3 kundan keyin nisbatan past kaltsiy karbonat hosil bo'lish tezligini ko'rsatdi (6b-rasm). FA va FS formulalarida kaltsiy karbonat ishlab chiqarishning umumiy hajmining 70% va 87% uch kundan keyin olingan, AA va AS formulalarida esa bu nisbat mos ravishda atigi 46% va 45% ni tashkil etgan. Bu shuni ko'rsatadiki, chumoli kislotasiga asoslangan formula asetatga asoslangan formulaga nisbatan dastlabki bosqichda CaCO3 hosil bo'lish tezligi yuqori. Biroq, hosil bo'lish tezligi qotib qolish vaqtining oshishi bilan sekinlashadi. 6c-rasmdan xulosa qilish mumkinki, hatto OD1 dan yuqori bakteriyalar konsentratsiyalarida ham kaltsiy karbonat hosil bo'lishiga sezilarli hissa qo'shmaydi.
Bernard kaltsimetri yordamida o'lchangan CO2 hajmining (va unga mos keladigan CaCO3 miqdorining) o'zgarishi (a) kaltsiy manbai konsentratsiyasi, (b) qotish vaqti, (c) OD, (d) boshlang'ich pH, ​​(e) kaltsiy manbaining bakterial eritmaga nisbati (har bir formula uchun); va (f) kaltsiy manbai va bakteriyalarning har bir kombinatsiyasi uchun hosil bo'lgan kaltsiy karbonatining maksimal miqdori.
Muhitning boshlang'ich pH qiymatining ta'siriga kelsak, 6d-rasmda FA va FS uchun CaCO3 ishlab chiqarilishi pH 7 da maksimal qiymatga yetganligi ko'rsatilgan. Bu kuzatish FDH fermentlari pH 7-6,7 da eng barqaror ekanligi haqidagi oldingi tadqiqotlar bilan mos keladi. Biroq, AA va AS uchun pH 7 dan oshganda CaCO3 cho'kishi ko'paygan. Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, CoA ferment faolligi uchun optimal pH diapazoni 8 dan 9,2-6,8 gacha. CoA ferment faolligi va B. amyloliquefaciens o'sishi uchun optimal pH diapazonlari mos ravishda (8-9,2) va (6-8) ekanligini hisobga olsak (5a-rasm), AA formulasining optimal pH qiymati 8 ga teng bo'lishi va ikkita pH diapazoni bir-biriga mos kelishi kutilmoqda. Bu fakt 6d-rasmda ko'rsatilganidek, tajribalar bilan tasdiqlandi. B. subtilis o'sishi uchun optimal pH qiymati 7-9 (5b-rasm) va CoA ferment faolligi uchun optimal pH qiymati 8-9,2 bo'lganligi sababli, maksimal CaCO3 yog'in miqdori 8-9 pH oralig'ida bo'lishi kutilmoqda, bu 6d-rasm bilan tasdiqlangan (ya'ni, optimal yog'in pH qiymati 9). 6e-rasmda ko'rsatilgan natijalar shuni ko'rsatadiki, kaltsiy manbai eritmasining bakterial eritmaga optimal nisbati ham asetat, ham format eritmalari uchun 1 ga teng. Taqqoslash uchun, turli formulalarning (ya'ni, AA, AS, FA va FS) ishlashi turli sharoitlarda maksimal CaCO3 ishlab chiqarishga (ya'ni, kaltsiy manbai konsentratsiyasi, qattiqlashish vaqti, OD, kaltsiy manbaining bakterial eritmaga nisbati va boshlang'ich pH) asoslangan holda baholandi. O'rganilgan formulalar orasida FS formulasi eng yuqori CaCO3 ishlab chiqarishga ega edi, bu AA formulasidan taxminan uch baravar ko'p edi (6f-rasm). Ikkala kaltsiy manbai uchun ham to'rtta bakteriyalarsiz nazorat tajribasi o'tkazildi va 30 kundan keyin CaCO3 yog'in miqdori kuzatilmadi.
Barcha formulalarning optik mikroskopiya tasvirlari vaterit kaltsiy karbonat hosil bo'lgan asosiy faza ekanligini ko'rsatdi (7-rasm). Vaterit kristallari sharsimon shaklda edi69,70,71. Bakterial hujayralar yuzasi manfiy zaryadlanganligi va ikki valentli kationlar uchun adsorbent vazifasini bajarishi mumkinligi sababli kaltsiy karbonat bakterial hujayralarda cho'kishi aniqlandi. Ushbu tadqiqotda FS formulasini misol qilib olsak, 24 soatdan keyin ba'zi bakterial hujayralarda kaltsiy karbonat hosil bo'la boshladi (7a-rasm) va 48 soatdan keyin kaltsiy karbonat bilan qoplangan bakterial hujayralar soni sezilarli darajada oshdi. Bundan tashqari, 7b-rasmda ko'rsatilganidek, vaterit zarrachalarini ham aniqlash mumkin edi. Nihoyat, 72 soatdan keyin ko'p miqdordagi bakteriyalar vaterit kristallari bilan bog'langan ko'rinadi va vaterit zarrachalari soni sezilarli darajada oshdi (7c-rasm).
FS tarkibidagi CaCO3 cho'kmasining vaqt o'tishi bilan optik mikroskopiya kuzatuvlari: (a) 24, (b) 48 va (c) 72 soat.
Cho'kma fazasining morfologiyasini yanada chuqurroq o'rganish uchun kukunlarning rentgen difraksiyasi (XRD) va SEM tahlillari o'tkazildi. XRD spektrlari (8a-rasm) va SEM mikrograflari (8b, c-rasm) vaterit kristallarining mavjudligini tasdiqladi, chunki ular salat bargiga o'xshash shaklga ega edi va vaterit cho'qqilari bilan cho'kma cho'qqilari o'rtasida moslik kuzatildi.
(a) Hosil bo'lgan CaCO3 va vateritning rentgen difraktsiya spektrlarini taqqoslash. Vateritning mos ravishda (b) 1 kHz va (c) 5.27 kHz kattalashtirishdagi SEM mikrograflari.
Shamol tunneli sinovlarining natijalari 9a, b-rasmlarda ko'rsatilgan. 9a-rasmdan ko'rinib turibdiki, ishlov berilmagan qumning chegaraviy eroziya tezligi (TDV) taxminan 4,32 m/s ni tashkil qiladi. 1 l/m² qo'llash tezligida (9a-rasm), FA, FS, AA va UMC fraksiyalari uchun tuproq yo'qotish tezligi chiziqlarining qiyaliklari ishlov berilmagan qumtepa uchun taxminan bir xil. Bu shuni ko'rsatadiki, ushbu qo'llash tezligida ishlov berish samarasiz va shamol tezligi TDV dan oshib ketishi bilan yupqa tuproq qobig'i yo'qoladi va qumtepa eroziyasi tezligi ishlov berilmagan qumtepa uchun bir xil bo'ladi. AS fraksiyasining eroziya qiyaligi ham pastroq abssissalarga (ya'ni TDV) ega bo'lgan boshqa fraksiyalarga qaraganda pastroq (9a-rasm). 9b-rasmdagi strelkalar shuni ko'rsatadiki, 25 m/s maksimal shamol tezligida ishlov berilgan qumtepalarda 2 va 3 l/m² qo'llash tezligida eroziya sodir bo'lmagan. Boshqacha qilib aytganda, FS, FA, AS va UMC uchun qumtepalar maksimal shamol tezligiga (ya'ni 25 m/s) qaraganda 2 va 3 l/m² qo'llash tezligida CaCO³ cho'kishi natijasida yuzaga kelgan shamol eroziyasiga ko'proq chidamli edi. Shunday qilib, ushbu sinovlarda olingan 25 m/s TDV qiymati 9b-rasmda ko'rsatilgan qo'llash tezligi uchun pastki chegaradir, AA holati bundan mustasno, bu yerda TDV deyarli shamol tunnelining maksimal tezligiga teng.
Shamol eroziyasi sinovi (a) Vazn yo'qotishining shamol tezligiga nisbati (qo'llash tezligi 1 l/m2), (b) Chegaraviy uzilish tezligining qo'llash tezligi va formulaga nisbati (kaltsiy asetat uchun CA, kaltsiy format uchun CF).
10-rasmda qum bombardimon qilish sinovidan keyin turli formulalar va qo'llash tezligi bilan ishlov berilgan qum tepaliklarining sirt eroziyasi ko'rsatilgan va miqdoriy natijalar 11-rasmda ko'rsatilgan. Ishlov berilmagan holat ko'rsatilmagan, chunki u qarshilik ko'rsatmagan va qum bombardimon qilish sinovi paytida to'liq eroziyaga uchragan (umumiy massa yo'qotilishi). 11-rasmdan ko'rinib turibdiki, AA biokompozitsiyasi bilan ishlov berilgan namuna 2 l/m2 qo'llash tezligida o'z og'irligining 83,5% ni yo'qotgan, boshqa barcha namunalar esa qum bombardimon qilish jarayonida 30% dan kam eroziyani ko'rsatgan. Qo'llash tezligi 3 l/m2 ga oshirilganda, barcha ishlov berilgan namunalar o'z og'irligining 25% dan kamini yo'qotgan. Ikkala qo'llash tezligida ham FS birikmasi qum bombardimoniga eng yaxshi qarshilik ko'rsatdi. FS va AA bilan ishlov berilgan namunalardagi maksimal va minimal bombardimonga chidamlilik ularning maksimal va minimal CaCO3 yog'inlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin (6f-rasm).
2 va 3 l/m2 oqim tezligida turli tarkibli qum tepaliklarini bombardimon qilish natijalari (strelkalar shamol yo'nalishini, xochlar esa chizma tekisligiga perpendikulyar shamol yo'nalishini ko'rsatadi).
12-rasmda ko'rsatilganidek, qo'llash tezligi 1 L/m² dan 3 L/m² gacha oshishi bilan barcha formulalardagi kaltsiy karbonat miqdori oshdi. Bundan tashqari, barcha qo'llash tezligida eng yuqori kaltsiy karbonat miqdoriga ega formula FS, undan keyin FA va UMC bo'ldi. Bu shuni ko'rsatadiki, bu formulalar yuqori sirt qarshiligiga ega bo'lishi mumkin.
13a-rasmda permeametr sinovi bilan o'lchangan ishlov berilmagan, nazorat va ishlov berilgan tuproq namunalarining sirt qarshiligidagi o'zgarish ko'rsatilgan. Ushbu rasmdan ko'rinib turibdiki, UMC, AS, FA va FS formulalarining sirt qarshiligi qo'llash tezligining oshishi bilan sezilarli darajada oshgan. Biroq, AA formulasida sirt mustahkamligining oshishi nisbatan kichik bo'lgan. Rasmda ko'rsatilganidek, karbamid bilan parchalanmagan MICP ning FA va FS formulalari karbamid bilan parchalangan MICP ga nisbatan yaxshiroq sirt o'tkazuvchanligiga ega. 13b-rasmda tuproq yuzasi qarshiligi bilan TDV ning o'zgarishi ko'rsatilgan. Ushbu rasmdan ko'rinib turibdiki, sirt qarshiligi 100 kPa dan yuqori bo'lgan qumtepalar uchun chegaraviy tozalash tezligi 25 m/s dan oshadi. In situ sirt qarshiligini permeametr yordamida osongina o'lchash mumkin bo'lganligi sababli, bu ma'lumot shamol tunneli sinovlari bo'lmagan taqdirda TDV ni baholashga yordam beradi va shu bilan dala qo'llanmalari uchun sifat nazorati ko'rsatkichi bo'lib xizmat qiladi.
SEM natijalari 14-rasmda ko'rsatilgan. 14a-b-rasmlarda ishlov berilmagan tuproq namunasining kattalashgan zarralari ko'rsatilgan, bu uning birlashganligini va tabiiy bog'lanish yoki sementlanishga ega emasligini aniq ko'rsatadi. 14c-rasmda karbamid bilan parchalangan MICP bilan ishlov berilgan nazorat namunasining SEM mikrografi ko'rsatilgan. Ushbu rasmda CaCO3 cho'kmalarining kaltsit polimorflari sifatida mavjudligi ko'rsatilgan. 14d-o-rasmlarda ko'rsatilganidek, cho'kkan CaCO3 zarrachalarni bir-biriga bog'laydi; SEM mikrograflarida sharsimon vaterit kristallarini ham aniqlash mumkin. Ushbu tadqiqot va oldingi tadqiqotlar natijalari shuni ko'rsatadiki, vaterit polimorflari sifatida hosil bo'lgan CaCO3 bog'lanishlari ham o'rtacha mexanik kuchni ta'minlashi mumkin; bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, sirt qarshiligi 350 kPa gacha oshadi va chegara ajralish tezligi 4,32 dan 25 m/s dan oshadi. Bu natija oldingi tadqiqotlar natijalariga mos keladi, ya'ni MICP bilan cho'ktirilgan CaCO3 matritsasi vaterit bo'lib, u o'rtacha mexanik kuchga va shamol eroziyasiga chidamlilikka ega13,40 va dala atrof-muhit sharoitlariga 180 kun ta'sir qilgandan keyin ham shamol eroziyasiga o'rtacha qarshilikni saqlab qolishi mumkin13.
(a, b) Ishlov berilmagan tuproqning SEM mikrograflari, (c) MICP karbamid degradatsiyasini nazorat qilish, (df) AA bilan ishlov berilgan namunalar, (gi) AS bilan ishlov berilgan namunalar, (jl) FA bilan ishlov berilgan namunalar va (mo) FS bilan ishlov berilgan namunalar turli kattalashtirishlarda 3 L/m2 qo'llash tezligida.
14d-f-rasmda AA birikmalari bilan ishlov berilgandan so'ng, qum donalari yuzasida va orasiga kaltsiy karbonat cho'kkanligi, shu bilan birga ba'zi qoplanmagan qum donalari ham kuzatilganligi ko'rsatilgan. AS komponentlari uchun hosil bo'lgan CaCO3 miqdori sezilarli darajada oshmagan bo'lsa-da (6f-rasm), CaCO3 tufayli qum donalari orasidagi kontaktlar miqdori AA birikmalariga nisbatan sezilarli darajada oshdi (14g-i-rasm).
14j-l va 14m-o rasmlardan ko'rinib turibdiki, kaltsiy formatdan kaltsiy manbai sifatida foydalanish AS birikmasiga nisbatan CaCO3 cho'kmasining yanada oshishiga olib keladi, bu 6f-rasmdagi kaltsiy o'lchagich o'lchovlari bilan mos keladi. Bu qo'shimcha CaCO3 asosan qum zarralari ustiga cho'kkan ko'rinadi va kontakt sifatini yaxshilamaydi. Bu avval kuzatilgan xatti-harakatni tasdiqlaydi: CaCO3 cho'kma miqdoridagi farqlarga qaramay (6f-rasm), uchta formulalar (AS, FA va FS) eolga qarshi (shamol) ishlash (11-rasm) va sirt qarshiligi (13a-rasm) jihatidan sezilarli darajada farq qilmaydi.
CaCO3 bilan qoplangan bakterial hujayralarni va cho'kma kristallardagi bakterial izni yaxshiroq tasavvur qilish uchun yuqori kattalashtirishli SEM mikrograflari olindi va natijalar 15-rasmda ko'rsatilgan. Ko'rsatilganidek, kaltsiy karbonat bakterial hujayralarda cho'kadi va u yerda cho'kma hosil bo'lishi uchun zarur bo'lgan yadrolarni ta'minlaydi. Rasmda shuningdek, CaCO3 tomonidan qo'zg'atilgan faol va nofaol bog'lanishlar tasvirlangan. Xulosa qilish mumkinki, nofaol bog'lanishlarning har qanday ko'payishi mexanik xatti-harakatlarning yanada yaxshilanishiga olib kelmaydi. Shuning uchun, CaCO3 cho'kmasining ko'payishi mexanik kuchning yuqori bo'lishiga olib kelmaydi va cho'kma naqshi muhim rol o'ynaydi. Bu nuqta Terzis va Laloui72 hamda Soghi va Al-Kabani45,73 asarlarida ham o'rganilgan. Cho'kma naqshi va mexanik kuch o'rtasidagi bog'liqlikni yanada o'rganish uchun µCT tasvirlashdan foydalangan holda MICP tadqiqotlari tavsiya etiladi, bu ushbu tadqiqot doirasidan tashqarida (ya'ni, ammiaksiz MICP uchun kaltsiy manbai va bakteriyalarning turli kombinatsiyalarini kiritish).
CaCO3 (a) AS tarkibi va (b) FS tarkibi bilan ishlov berilgan namunalarda faol va nofaol bog'lanishlarni keltirib chiqardi va cho'kindida bakterial hujayralar izini qoldirdi.
14j-o va 15b-rasmlarda ko'rsatilganidek, CaCO3 plyonkasi mavjud (EDX tahliliga ko'ra, plyonkadagi har bir elementning foiz tarkibi uglerod 11%, kislorod 46,62% va kaltsiy 42,39% ni tashkil qiladi, bu 16-rasmdagi CaCO3 foiziga juda yaqin). Ushbu plyonka vaterit kristallari va tuproq zarralarini qoplaydi, bu tuproq-cho'kindi tizimining yaxlitligini saqlashga yordam beradi. Ushbu plyonkaning mavjudligi faqat format asosidagi formula bilan ishlov berilgan namunalarda kuzatildi.
2-jadvalda avvalgi tadqiqotlarda va ushbu tadqiqotda karbamidni parchalovchi va karbamidni parchalamaydigan MICP yo'llari bilan ishlov berilgan tuproqlarning sirt mustahkamligi, chegaraviy ajralish tezligi va bioinduktsiyalangan CaCO3 miqdori taqqoslanadi. MICP bilan ishlov berilgan qumtepa namunalarining shamol eroziyasiga chidamliligi bo'yicha tadqiqotlar cheklangan. Meng va boshqalar MICP bilan ishlov berilgan karbamidni parchalovchi qumtepa namunalarining shamol eroziyasiga chidamliligini barg puflagich yordamida o'rganishdi,13 ushbu tadqiqotda esa karbamidni parchalamaydigan qumtepa namunalari (shuningdek, karbamidni parchalovchi nazorat namunalari) shamol tunnelida sinovdan o'tkazildi va to'rt xil bakteriya va moddalar kombinatsiyasi bilan ishlov berildi.
Ko'rinib turibdiki, avvalgi ba'zi tadqiqotlarda 4 L/m2 dan yuqori qo'llanilish darajasi ko'rib chiqilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, suv ta'minoti, transport va katta hajmdagi suvni qo'llash bilan bog'liq xarajatlar tufayli yuqori qo'llanilish darajasi iqtisodiy nuqtai nazardan dala sharoitida osonlikcha qo'llanilmasligi mumkin. 1,62-2 L/m2 kabi pastroq qo'llanilish darajasi ham 190 kPa gacha va TDV 25 m/s dan oshadigan ancha yaxshi sirt mustahkamligiga erishdi. Ushbu tadqiqotda karbamid degradatsiyasisiz format asosidagi MICP bilan ishlov berilgan qumtepalar yuqori qo'llanilish darajasida karbamid degradatsiyasi yo'li bilan olinganlarga o'xshash yuqori sirt mustahkamligiga erishdi (ya'ni, karbamid degradatsiyasisiz format asosidagi MICP bilan ishlov berilgan namunalar ham Meng va boshqalar tomonidan xabar qilinganidek, bir xil sirt mustahkamligi qiymatlariga erisha oldi, 13, 13a-rasm). Shuningdek, 2 L/m2 qo'llash tezligida, karbamid parchalanmagan format asosidagi MICP uchun 25 m/s shamol tezligida shamol eroziyasini yumshatish uchun kaltsiy karbonatining hosildorligi 2,25% ni tashkil etganini ko'rish mumkin, bu xuddi shu qo'llash tezligida va bir xil shamol tezligida (25 m/s) karbamid parchalanishi bilan nazorat MICP bilan ishlov berilgan qumtepalarga nisbatan zarur bo'lgan CaCO3 miqdoriga (ya'ni 2,41%) juda yaqin.
Shunday qilib, ushbu jadvaldan xulosa qilish mumkinki, karbamid parchalanish yo'li ham, karbamidsiz parchalanish yo'li ham sirt qarshiligi va TDV jihatidan juda maqbul ko'rsatkichlarni ta'minlay oladi. Asosiy farq shundaki, karbamidsiz parchalanish yo'li ammiakni o'z ichiga olmaydi va shuning uchun atrof-muhitga kamroq ta'sir ko'rsatadi. Bundan tashqari, ushbu tadqiqotda taklif qilingan karbamid parchalanmasdan formatga asoslangan MICP usuli karbamid parchalanmasdan asetatga asoslangan MICP usulidan yaxshiroq ishlaydi. Mohebbi va boshqalar karbamid parchalanmasdan asetatga asoslangan MICP usulini o'rgangan bo'lsalar-da, ularning tadqiqoti tekis sirtlardagi namunalarni o'z ichiga olgan9. Qum tepaliklari atrofida quyqalar hosil bo'lishi va natijada hosil bo'lgan siljish natijasida yuzaga keladigan eroziya darajasi yuqori bo'lganligi sababli, bu TDV ning pasayishiga olib keladi, qum tepaliklari namunalarining shamol eroziyasi bir xil tezlikda tekis sirtlarga qaraganda aniqroq bo'lishi kutilmoqda.