nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රව්සර් අනුවාදයේ සීමිත CSS සහාය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, නවතම බ්‍රව්සර් අනුවාදය භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රිය කරන්න). ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, මෙම වෙබ් අඩවියට විලාසයන් හෝ JavaScript ඇතුළත් නොවේ.
කෘෂිකර්මාන්තය, මිනිස් සෞඛ්‍යය, ප්‍රවාහන ජාල සහ යටිතල පහසුකම් කෙරෙහි විනාශකාරී බලපෑම හේතුවෙන් දූවිලි කුණාටු ලොව පුරා බොහෝ රටවලට බරපතල තර්ජනයක් එල්ල කරයි. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, සුළං ඛාදනය ගෝලීය ගැටලුවක් ලෙස සැලකේ. සුළං ඛාදනය මැඩපැවැත්වීම සඳහා පරිසර හිතකාමී ප්‍රවේශයක් වන්නේ ක්ෂුද්‍රජීවී ප්‍රේරිත කාබනේට් වර්ෂාපතනය (MICP) භාවිතා කිරීමයි. කෙසේ වෙතත්, ඇමෝනියා වැනි යූරියා-හායනය මත පදනම් වූ MICP හි අතුරු නිෂ්පාදන විශාල ප්‍රමාණවලින් නිෂ්පාදනය කරන විට සුදුසු නොවේ. මෙම අධ්‍යයනයෙන් යූරියා නිපදවන්නේ නැතිව MICP හායනය සඳහා කැල්සියම් ෆෝමේට් බැක්ටීරියා සූත්‍ර දෙකක් ඉදිරිපත් කරන අතර ඇමෝනියා නිපදවන කැල්සියම් ඇසිටේට් බැක්ටීරියා සූත්‍ර දෙකක් සමඟ ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වය පුළුල් ලෙස සංසන්දනය කරයි. සලකා බලන ලද බැක්ටීරියා වන්නේ බැසිලස් සබ්ටිලිස් සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන් ය. පළමුව, CaCO3 සෑදීම පාලනය කරන සාධකවල ප්‍රශස්ත අගයන් තීරණය කරන ලදී. ප්‍රශස්තකරණය කරන ලද සූත්‍ර සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද වැලි කඳු සාම්පල මත සුළං උමං පරීක්ෂණ පසුව සිදු කරන ලද අතර, සුළං ඛාදනය ප්‍රතිරෝධය, ඉවත් කිරීමේ එළිපත්ත ප්‍රවේගය සහ වැලි බෝම්බ හෙලීමේ ප්‍රතිරෝධය මනිනු ලැබීය. කැල්සියම් කාබනේට් (CaCO3) ඇලෝමෝර්ෆ් දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂය, ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM) සහ එක්ස් කිරණ විවර්තන විශ්ලේෂණය භාවිතයෙන් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. කැල්සියම් ෆෝමේට් මත පදනම් වූ සූත්‍ර කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීම අනුව ඇසිටේට් මත පදනම් වූ සූත්‍රවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස හොඳින් ක්‍රියා කළේය. ඊට අමතරව, B. සබ්ටිලිස් B. ඇමයිලොලික්ෆේසියන් වලට වඩා වැඩි කැල්සියම් කාබනේට් නිපදවීය. SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි මගින් අවසාදිතකරණය නිසා ඇතිවන කැල්සියම් කාබනේට් මත ක්‍රියාකාරී සහ අක්‍රිය බැක්ටීරියා බන්ධනය සහ මුද්‍රණය කිරීම පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරන ලදී. සියලුම සූත්‍ර මගින් සුළං ඛාදනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන ලදී.
සුළං ඛාදනය දිගු කලක් තිස්සේ හඳුනාගෙන ඇත්තේ නිරිතදිග ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, බටහිර චීනය, සහරා අප්‍රිකාව සහ මැද පෙරදිග බොහෝ ප්‍රදේශ වැනි ශුෂ්ක සහ අර්ධ ශුෂ්ක කලාපවලට මුහුණ දෙන ප්‍රධාන ගැටලුවක් ලෙසයි. ශුෂ්ක සහ අධි ශුෂ්ක දේශගුණික තත්ත්වයන්හි අඩු වර්ෂාපතනය මෙම කලාපවල විශාල කොටස් කාන්තාර, වැලි කඳු සහ වගා නොකළ ඉඩම් බවට පරිවර්තනය කර ඇත. අඛණ්ඩ සුළං ඛාදනය ප්‍රවාහන ජාල, කෘෂිකාර්මික ඉඩම් සහ කාර්මික ඉඩම් වැනි යටිතල පහසුකම් සඳහා පාරිසරික තර්ජන ඇති කරන අතර එමඟින් මෙම කලාපවල දුර්වල ජීවන තත්වයන් සහ නාගරික සංවර්ධනයේ ඉහළ පිරිවැයක් ඇති වේ2,3,4. වැදගත් වන්නේ, සුළං ඛාදනය එය සිදුවන ස්ථානයට බලපානවා පමණක් නොව, මූලාශ්‍රයෙන් දුරස්ථ ප්‍රදේශවලට සුළඟින් අංශු ප්‍රවාහනය කරන දුරස්ථ ප්‍රජාවන්හි සෞඛ්‍ය හා ආර්ථික ගැටලු ද ඇති කරයි5,6.
සුළං ඛාදනය පාලනය කිරීම ගෝලීය ගැටලුවක් ලෙස පවතී. සුළං ඛාදනය පාලනය කිරීම සඳහා පාංශු ස්ථායීකරණයේ විවිධ ක්‍රම භාවිතා වේ. මෙම ක්‍රමවලට ජල යෙදීම7, තෙල් වසුන්8, ජෛව පොලිමර්5, ක්ෂුද්‍රජීවී ප්‍රේරිත කාබනේට් වර්ෂාපතනය (MICP)9,10,11,12 සහ එන්සයිම ප්‍රේරිත කාබනේට් වර්ෂාපතනය (EICP)1 වැනි ද්‍රව්‍ය ඇතුළත් වේ. පස තෙත් කිරීම ක්ෂේත්‍රයේ දූවිලි මර්දනය කිරීමේ සම්මත ක්‍රමයකි. කෙසේ වෙතත්, එහි වේගවත් වාෂ්පීකරණය මෙම ක්‍රමය ශුෂ්ක සහ අර්ධ ශුෂ්ක කලාපවල සීමිත කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති කරයි1. තෙල් වසුන් සංයෝග යෙදීම වැලි ඒකාබද්ධතාවය සහ අන්තර් අංශු ඝර්ෂණය වැඩි කරයි. ඒවායේ ඒකාබද්ධ ගුණාංගය වැලි ධාන්ය එකට බැඳ තබයි; කෙසේ වෙතත්, තෙල් වසුන් වෙනත් ගැටළු ද ඇති කරයි; ඒවායේ අඳුරු වර්ණය තාප අවශෝෂණය වැඩි කරන අතර ශාක හා ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ මරණයට හේතු වේ. ඒවායේ ගන්ධය සහ දුම ශ්වසන ගැටළු ඇති කළ හැකි අතර, විශේෂයෙන් ඒවායේ අධික පිරිවැය තවත් බාධාවකි. ජෛව පොලිමර් යනු සුළං ඛාදනය අවම කිරීම සඳහා මෑතකදී යෝජිත පරිසර හිතකාමී ක්‍රමවලින් එකකි; ඒවා ශාක, සතුන් සහ බැක්ටීරියා වැනි ස්වාභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් නිස්සාරණය කරනු ලැබේ. ඉංජිනේරු යෙදීම්වල බහුලව භාවිතා වන ජෛව පොලිමර් වන්නේ සැන්තන් ගම්, ගුවාර් ගම්, කයිටෝසන් සහ ජෙලන් ගම් ය. කෙසේ වෙතත්, ජලයේ ද්‍රාව්‍ය ජෛව පොලිමර් ජලයට නිරාවරණය වන විට ශක්තිය නැති වී පසෙන් කාන්දු විය හැකිය. 13, 14. තාර නොදැමූ මාර්ග, වලිග පොකුණු සහ ඉදිකිරීම් ස්ථාන ඇතුළු විවිධ යෙදුම් සඳහා EICP ඵලදායී දූවිලි මර්දන ක්‍රමයක් බව පෙන්වා දී ඇත. එහි ප්‍රතිඵල දිරිගන්වන සුළු වුවද, පිරිවැය සහ න්‍යෂ්ටිකකරණ ස්ථාන නොමැතිකම (එය CaCO3 ස්ඵටික සෑදීම සහ වර්ෂාපතනය වේගවත් කරයි15, 16) වැනි සමහර විභව අඩුපාඩු සලකා බැලිය යුතුය.
MICP ප්‍රථම වරට 19 වන සියවසේ අගභාගයේදී මරේ සහ අර්වින් (1890) සහ ස්ටයින්මන් (1901) විසින් සමුද්‍ර ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් විසින් යූරියා හායනය පිළිබඳ අධ්‍යයනයේදී විස්තර කරන ලදී. MICP යනු විවිධ ක්ෂුද්‍රජීවී ක්‍රියාකාරකම් සහ රසායනික ක්‍රියාවලීන් ඇතුළත් ස්වභාවිකව සිදුවන ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලියක් වන අතර එහිදී පරිසරයේ කැල්සියම් අයන සමඟ ක්ෂුද්‍රජීවී පරිවෘත්තීය ද්‍රව්‍ය වලින් කාබනේට් අයන ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් කැල්සියම් කාබනේට් අවක්ෂේප කරනු ලැබේ18,19. යූරියා-හායන නයිට්‍රජන් චක්‍රය (යූරියා-හායන MICP) සම්බන්ධ MICP යනු ක්ෂුද්‍රජීවී-ප්‍රේරිත කාබනේට් වර්ෂාපතනයේ වඩාත් සුලභ වර්ගය වන අතර, එහිදී බැක්ටීරියා මගින් නිපදවන යූරේස් යූරියා හි ජල විච්ඡේදනයට උත්ප්‍රේරණය කරයි20,21,22,23,24,25,26,27 පහත පරිදි වේ:
කාබනික ලුණු ඔක්සිකරණයේ කාබන් චක්‍රය (යූරියා හායන වර්ගයකින් තොරව MICP) සම්බන්ධ MICP හි, විෂමපෝෂිත බැක්ටීරියා කාබනේට් ඛනිජ නිපදවීම සඳහා ශක්ති ප්‍රභවයන් ලෙස ඇසිටේට්, ලැක්ටේට්, සයිටේ්‍රට්, සුචිනේට්, ඔක්සලේට්, මැලේට් සහ ග්ලයිඔක්සිලේට් වැනි කාබනික ලවණ භාවිතා කරයි. කාබන් ප්‍රභවයක් ලෙස කැල්සියම් ලැක්ටේට් සහ කැල්සියම් අයන ඉදිරියේ, කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීමේ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව සමීකරණය (5) හි දක්වා ඇත.
MICP ක්‍රියාවලියේදී, බැක්ටීරියා සෛල කැල්සියම් කාබනේට් අවක්ෂේපණය සඳහා විශේෂයෙන් වැදගත් වන න්‍යෂ්ටිකකරණ ස්ථාන සපයයි; බැක්ටීරියා සෛල මතුපිට සෘණ ආරෝපිත වන අතර කැල්සියම් අයන වැනි ද්විසංයුජ කැටායන සඳහා අවශෝෂකයක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකිය. කාබනේට් අයන සාන්ද්‍රණය ප්‍රමාණවත් වූ විට, කැල්සියම් අයන බැක්ටීරියා සෛල මතට අවශෝෂණය කිරීමෙන්, කැල්සියම් කැටායන සහ කාබනේට් ඇනායන ප්‍රතික්‍රියා කරන අතර කැල්සියම් කාබනේට් බැක්ටීරියා මතුපිටට අවක්ෂේප වේ29,30. ක්‍රියාවලිය පහත පරිදි සාරාංශගත කළ හැකිය31,32:
ජෛව උත්පාදනය කරන ලද කැල්සියම් කාබනේට් ස්ඵටික වර්ග තුනකට බෙදිය හැකිය: කැල්සයිට්, වටරයිට් සහ ඇරගොනයිට්. ඒවා අතර, කැල්සයිට් සහ වටරයිට් වඩාත් සුලභ බැක්ටීරියා මගින් ප්‍රේරණය කරන ලද කැල්සියම් කාබනේට් ඇලෝමෝර්ෆ් වේ33,34. කැල්සයිට් යනු තාප ගතිකව ස්ථායී කැල්සියම් කාබනේට් ඇලෝමෝර්ෆ්35 වේ. වටරයිට් පරිවෘත්තීය බව වාර්තා වී ඇතත්, එය අවසානයේ කැල්සයිට්36,37 බවට පරිවර්තනය වේ. මෙම ස්ඵටිකවලින් ඝනත්වයෙන් වැඩිම ස්ඵටික වන්නේ වටරයිට් ය. එය එහි විශාල ප්‍රමාණය නිසා අනෙකුත් කැල්සියම් කාබනේට් ස්ඵටිකවලට වඩා හොඳ සිදුරු පිරවීමේ හැකියාව ඇති ෂඩාස්‍රාකාර ස්ඵටිකයකි38. යූරියා-ක්ෂය වූ සහ යූරියා-විඝටනය නොකළ MICP යන දෙකම වටරයිට් වර්ෂාපතනයට හේතු විය හැක13,39,40,41.
MICP සුළං ඛාදනයට ගොදුරු විය හැකි ගැටළුකාරී පස් සහ පස් ස්ථාවර කිරීම සඳහා පොරොන්දු වූ විභවයක් පෙන්නුම් කර ඇතත්42,43,44,45,46,47,48, යූරියා ජල විච්ඡේදනයෙන් ලැබෙන අතුරු ඵලයක් වන්නේ ඇමෝනියා වන අතර එය නිරාවරණයේ මට්ටම අනුව මෘදු හා දරුණු සෞඛ්‍ය ගැටළු ඇති කළ හැකිය49. මෙම අතුරු ආබාධය මෙම විශේෂිත තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම මතභේදාත්මක කරයි, විශේෂයෙන් දූවිලි මර්දනය වැනි විශාල ප්‍රදේශවලට ප්‍රතිකාර කිරීමට අවශ්‍ය වූ විට. ඊට අමතරව, ක්‍රියාවලිය ඉහළ යෙදුම් අනුපාතවලින් සහ විශාල පරිමාවකින් සිදු කරන විට ඇමෝනියා ගන්ධය නොඉවසිය හැකි අතර, එය එහි ප්‍රායෝගික අදාළත්වයට බලපෑ හැකිය. මෑත කාලීන අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ ඇමෝනියම් අයන ස්ට්‍රුවයිට් වැනි වෙනත් නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් අඩු කළ හැකි බවයි, මෙම ක්‍රම ඇමෝනියම් අයන සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් නොකරයි50. එබැවින්, ඇමෝනියම් අයන ජනනය නොකරන විකල්ප විසඳුම් ගවේෂණය කිරීමේ අවශ්‍යතාවයක් තවමත් පවතී. MICP සඳහා යූරියා නොවන ක්ෂය වීමේ මාර්ග භාවිතා කිරීම සුළං ඛාදනය අවම කිරීමේ සන්දර්භය තුළ දුර්වල ලෙස ගවේෂණය කර ඇති විභව විසඳුමක් සැපයිය හැකිය. ෆට්ටහි සහ වෙනත් අය. කැල්සියම් ඇසිටේට් සහ බැසිලස් මෙගටේරියම්41 භාවිතා කරමින් යූරියා-නිදහස් MICP හායනය විමර්ශනය කළ අතර මොහෙබ්බි සහ තවත් අය කැල්සියම් ඇසිටේට් සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්ස්9 භාවිතා කළහ. කෙසේ වෙතත්, ඔවුන්ගේ අධ්‍යයනය අනෙකුත් කැල්සියම් ප්‍රභවයන් සහ අවසානයේ සුළං ඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කළ හැකි විෂමපෝෂිත බැක්ටීරියා සමඟ සංසන්දනය කර නොමැත. සුළං ඛාදනය අවම කිරීමේදී යූරියා-නිදහස් හායනය වන මාර්ග යූරියා හායනය වන මාර්ග සමඟ සංසන්දනය කරන සාහිත්‍ය හිඟයක් ද පවතී.
ඊට අමතරව, බොහෝ සුළං ඛාදනය සහ දූවිලි පාලන අධ්‍යයනයන් පැතලි මතුපිටක් සහිත පස් සාම්පල මත සිදු කර ඇත.1,51,52,53 කෙසේ වෙතත්, පැතලි මතුපිට කඳු සහ අවපාතවලට වඩා ස්වභාවධර්මයේ අඩුවෙන් දක්නට ලැබේ. කාන්තාර ප්‍රදේශවල වැලි කඳු වඩාත් සුලභ භූ දර්ශන ලක්ෂණය වන්නේ එබැවිනි.
ඉහත සඳහන් අඩුපාඩු මඟහරවා ගැනීම සඳහා, මෙම අධ්‍යයනයේ අරමුණ වූයේ ඇමෝනියා නිපදවන බැක්ටීරියා කාරක නව කට්ටලයක් හඳුන්වා දීමයි. මේ සඳහා, අපි යූරියා නොවන MICP මාර්ග සලකා බැලුවෙමු. කැල්සියම් ප්‍රභව දෙකක (කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ කැල්සියම් ඇසිටේට්) කාර්යක්ෂමතාව විමර්ශනය කරන ලදී. කතුවරුන්ගේ දැනුමට අනුව, කැල්සියම් ප්‍රභව දෙකක් සහ බැක්ටීරියා සංයෝජන දෙකක් (එනම් කැල්සියම් ෆෝමේට්-බැසිලස් සබ්ටිලිස් සහ කැල්සියම් ෆෝමේට්-බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්) භාවිතා කරමින් කාබනේට් වර්ෂාපතනය පෙර අධ්‍යයනයන්හි දී විමර්ශනය කර නොමැත. මෙම බැක්ටීරියා තෝරා ගැනීම පදනම් වූයේ කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ කැල්සියම් ඇසිටේට් ඔක්සිකරණය උත්ප්‍රේරණය කර ක්ෂුද්‍රජීවී කාබනේට් වර්ෂාපතනයක් සෑදීමට ඒවා නිපදවන එන්සයිම මත ය. pH අගය, බැක්ටීරියා වර්ග සහ කැල්සියම් ප්‍රභවයන් සහ ඒවායේ සාන්ද්‍රණය, බැක්ටීරියා කැල්සියම් ප්‍රභව ද්‍රාවණයට අනුපාතය සහ සුව කිරීමේ කාලය වැනි ප්‍රශස්ත සාධක සොයා ගැනීම සඳහා අපි සම්පූර්ණ පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක් සැලසුම් කළෙමු. අවසාන වශයෙන්, කැල්සියම් කාබනේට් වර්ෂාපතනය හරහා සුළං ඛාදනය මැඩපැවැත්වීමේදී මෙම බැක්ටීරියා කාරක කට්ටලයේ කාර්යක්ෂමතාවය වැලි කඳු මත සුළං උමං පරීක්ෂණ මාලාවක් පැවැත්වීමෙන් විමර්ශනය කරන ලද අතර, වැලි වල සුළං ඛාදනයේ විශාලත්වය, එළිපත්ත කැඩී යාමේ ප්‍රවේගය සහ සුළං බෝම්බ ප්‍රතිරෝධය තීරණය කිරීම සහ විනිවිදකමාන මිනුම් සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක අධ්‍යයනයන් (උදා: X-කිරණ විවර්තනය (XRD) විශ්ලේෂණය සහ ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM)) ද සිදු කරන ලදී.
කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනය සඳහා කැල්සියම් අයන සහ කාබනේට් අයන අවශ්‍ය වේ. කැල්සියම් අයන කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ්, කැල්සියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සහ යොදය රහිත කිරිපිටි වැනි විවිධ කැල්සියම් ප්‍රභවයන්ගෙන් ලබා ගත හැකිය54,55. කාබනේට් අයන යූරියා ජල විච්ඡේදනය සහ කාබනික ද්‍රව්‍යවල වායුගෝලීය හෝ නිර්වායු ඔක්සිකරණය වැනි විවිධ ක්ෂුද්‍රජීවී ක්‍රම මගින් නිපදවිය හැකිය56. මෙම අධ්‍යයනයේ දී, ෆෝමේට් සහ ඇසිටේට් ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියාවෙන් කාබනේට් අයන ලබා ගන්නා ලදී. ඊට අමතරව, පිරිසිදු කැල්සියම් කාබනේට් නිපදවීම සඳහා අපි ෆෝමේට් සහ ඇසිටේට් වල කැල්සියම් ලවණ භාවිතා කළෙමු, එබැවින් අතුරු නිෂ්පාදන ලෙස CO2 සහ H2O පමණක් ලබා ගන්නා ලදී. මෙම ක්‍රියාවලියේදී, කැල්සියම් ප්‍රභවයක් සහ කාබනේට් ප්‍රභවයක් ලෙස එක් ද්‍රව්‍යයක් පමණක් සේවය කරන අතර ඇමෝනියා නිපදවන්නේ නැත. මෙම ලක්ෂණ අප සැලකූ කැල්සියම් ප්‍රභවය සහ කාබනේට් නිෂ්පාදන ක්‍රමය ඉතා පොරොන්දු වේ.
කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීම සඳහා කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ කැල්සියම් ඇසිටේට් වල අනුරූප ප්‍රතික්‍රියා සූත්‍ර (7)-(14) හි දක්වා ඇත. සූත්‍ර (7)-(11) මගින් පෙන්නුම් කරන්නේ කැල්සියම් ෆෝමේට් ජලයේ දියවී ෆෝමික් අම්ලය හෝ ෆෝමේට් සාදන බවයි. එබැවින් ද්‍රාවණය නිදහස් කැල්සියම් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් අයන ප්‍රභවයකි (සූත්‍ර 8 සහ 9). ෆෝමික් අම්ලය ඔක්සිකරණය වීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ෆෝමික් අම්ලයේ කාබන් පරමාණු කාබන් ඩයොක්සයිඩ් බවට පරිවර්තනය වේ (සූත්‍ර 10). අවසානයේ කැල්සියම් කාබනේට් සෑදේ (සූත්‍ර 11 සහ 12).
ඒ හා සමානව, කැල්සියම් කාබනේට් සෑදී ඇත්තේ කැල්සියම් ඇසිටේට් වලින් (සමීකරණ 13–15), ෆෝමික් අම්ලය වෙනුවට ඇසිටික් අම්ලය හෝ ඇසිටේට් සෑදී ඇති බව හැර.
එන්සයිම නොමැතිව, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඇසිටේට් සහ ෆෝමේට් ඔක්සිකරණය කළ නොහැක. FDH (ෆෝමේට් ඩිහයිඩ්‍රොජිනේස්) සහ CoA (කෝඑන්සයිම A) පිළිවෙලින් ෆෝමේට් සහ ඇසිටේට් ඔක්සිකරණය කර කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සාදයි (Eqs. 16, 17) 57, 58, 59. විවිධ බැක්ටීරියා මෙම එන්සයිම නිපදවීමට සමත් වන අතර, විෂමපෝෂිත බැක්ටීරියා, එනම් බැසිලස් සබ්ටිලිස් (PTCC #1204 (පර්සියානු වර්ගයේ සංස්කෘතික එකතුව), NCIMB #13061 (බැක්ටීරියා, යීස්ට්, ෆේජ්, ප්ලාස්මිඩ්, ශාක බීජ සහ ශාක සෛල පටක සංස්කෘතීන් පිළිබඳ ජාත්‍යන්තර එකතුව)) සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්ස් (PTCC #1732, NCIMB #12077) මෙම අධ්‍යයනයේදී භාවිතා කරන ලදී. මෙම බැක්ටීරියා මස් පෙප්ටෝන් (5 g/L) සහ මස් සාරය (3 g/L) අඩංගු මාධ්‍යයක වගා කරන ලද අතර එය පෝෂක සුප් හොද්ද (NBR) (105443 Merck) ලෙස හැඳින්වේ.
මේ අනුව, කැල්සියම් කාබනේට් වර්ෂාපතනය ඇති කිරීම සඳහා කැල්සියම් ප්‍රභව දෙකක් සහ බැක්ටීරියා දෙකක් භාවිතා කරමින් සූත්‍ර හතරක් සකස් කරන ලදී: කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ බැසිලස් සබ්ටිලිස් (FS), කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්ස් (FA), කැල්සියම් ඇසිටේට් සහ බැසිලස් සබ්ටිලිස් (AS), සහ කැල්සියම් ඇසිටේට් සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්ස් (AA).
අත්හදා බැලීමේ සැලසුමේ පළමු කොටසේදී, උපරිම කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනය ලබා ගත හැකි ප්‍රශස්ත සංයෝජනය තීරණය කිරීම සඳහා පරීක්ෂණ පවත්වන ලදී. පස සාම්පලවල කැල්සියම් කාබනේට් අඩංගු වූ බැවින්, විවිධ සංයෝජන මගින් නිපදවන CaCO3 නිවැරදිව මැනීම සඳහා මූලික ඇගයීම් පරීක්ෂණ මාලාවක් නිර්මාණය කරන ලද අතර, වගා මාධ්‍ය සහ කැල්සියම් ප්‍රභව ද්‍රාවණවල මිශ්‍රණ ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. ඉහත අර්ථ දක්වා ඇති කැල්සියම් ප්‍රභවයේ සහ බැක්ටීරියා ද්‍රාවණයේ එක් එක් සංයෝජනය සඳහා (FS, FA, AS, සහ AA), ප්‍රශස්තිකරණ සාධක (කැල්සියම් ප්‍රභව සාන්ද්‍රණය, සුව කිරීමේ කාලය, ද්‍රාවණයේ දෘශ්‍ය ඝනත්වය (OD) මගින් මනිනු ලබන බැක්ටීරියා ද්‍රාවණ සාන්ද්‍රණය, කැල්සියම් ප්‍රභවය බැක්ටීරියා ද්‍රාවණ අනුපාතය සහ pH අගය) ව්‍යුත්පන්න කර පහත කොටස්වල විස්තර කර ඇති වැලි කඳු ප්‍රතිකාර සුළං උමං පරීක්ෂණ වලදී භාවිතා කරන ලදී.
සෑම සංයෝජනයක් සඳහාම, CaCO3 වර්ෂාපතනයේ බලපෑම අධ්‍යයනය කිරීම සහ විවිධ සාධක ඇගයීම සඳහා අත්හදා බැලීම් 150 ක් සිදු කරන ලදී, එනම් කැල්සියම් ප්‍රභව සාන්ද්‍රණය, සුව කිරීමේ කාලය, බැක්ටීරියා OD අගය, කැල්සියම් ප්‍රභවය බැක්ටීරියා ද්‍රාවණ අනුපාතය සහ කාබනික ද්‍රව්‍ය වායුගෝලීය ඔක්සිකරණයේදී pH අගය (වගුව 1). වේගවත් වර්ධනයක් ලබා ගැනීම සඳහා බැසිලස් සබ්ටිලිස් සහ බැසිලස් ඇමයිලොලික්ෆේසියන්ස් වල වර්ධන වක්‍ර මත පදනම්ව ප්‍රශස්ත ක්‍රියාවලිය සඳහා pH පරාසය තෝරා ගන්නා ලදී. මෙය ප්‍රතිඵල කොටසේ වඩාත් විස්තරාත්මකව විස්තර කර ඇත.
ප්‍රශස්තිකරණ අදියර සඳහා සාම්පල සකස් කිරීම සඳහා පහත පියවර භාවිතා කරන ලදී. MICP ද්‍රාවණය මුලින්ම වගා මාධ්‍යයේ ආරම්භක pH අගය සකස් කිරීමෙන් සකස් කරන ලද අතර පසුව මිනිත්තු 15 ක් සඳහා 121 °C දී ස්වයංක්‍රීයව ක්ලේව් කරන ලදී. පසුව වික්‍රියාව ලැමිනාර් වායු ප්‍රවාහයක එන්නත් කර 30 °C සහ 180 rpm දී සෙලවෙන ඉන්කියුබේටරයක පවත්වා ගන්නා ලදී. බැක්ටීරියාවේ OD අපේක්ෂිත මට්ටමට ළඟා වූ පසු, එය අපේක්ෂිත අනුපාතයෙන් කැල්සියම් ප්‍රභව ද්‍රාවණය සමඟ මිශ්‍ර කරන ලදී (රූපය 1a). MICP ද්‍රාවණය ඉලක්කගත අගයට ළඟා වන කාලයක් සඳහා 220 rpm සහ 30 °C දී සෙලවෙන ඉන්කියුබේටරයක ප්‍රතික්‍රියා කර ඝනීභවනය කිරීමට ඉඩ දෙන ලදී. අවක්ෂේපිත CaCO3 මිනිත්තු 5 ක් සඳහා 6000 g දී කේන්ද්‍රාපසාරී කිරීමෙන් පසු වෙන් කරන ලද අතර පසුව කැල්සිමීටර පරීක්ෂණය සඳහා සාම්පල සකස් කිරීම සඳහා 40 °C දී වියළන ලදී (රූපය 1b). ඉන්පසු CaCO3 හි වර්ෂාපතනය බර්නාඩ් කැල්සිමීටරයක් ​​භාවිතයෙන් මනිනු ලැබූ අතර, එහිදී CaCO3 කුඩු 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර CO2 නිපදවයි, මෙම වායුවේ පරිමාව CaCO3 අන්තර්ගතයේ මිනුමක් වේ (රූපය 1c). CO2 පරිමාව CaCO3 අන්තර්ගතයට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා, පිරිසිදු CaCO3 කුඩු 1 N HCl සමඟ සේදීමෙන් සහ පරිණාමය වූ CO2 ට එරෙහිව කුමන්ත්‍රණය කිරීමෙන් ක්‍රමාංකන වක්‍රයක් ජනනය කරන ලදී. අවක්ෂේපිත CaCO3 කුඩු වල රූප විද්‍යාව සහ සංශුද්ධතාවය SEM ප්‍රතිබිම්බකරණය සහ XRD විශ්ලේෂණය භාවිතයෙන් විමර්ශනය කරන ලදී. බැක්ටීරියාව වටා කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීම, සෑදූ කැල්සියම් කාබනේට් අවධිය සහ බැක්ටීරියා වල ක්‍රියාකාරිත්වය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා 1000 ක විශාලනයකින් යුත් දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කරන ලදී.
ඩෙජෙග් ද්‍රෝණිය ඉරානයේ නිරිතදිග ෆාර්ස් පළාතේ ප්‍රසිද්ධ ඛාදනයට ලක් වූ කලාපයක් වන අතර, පර්යේෂකයන් එම ප්‍රදේශයෙන් සුළං ඛාදනයට ලක් වූ පස් සාම්පල එකතු කළහ. අධ්‍යයනය සඳහා සාම්පල පස් මතුපිටින් ලබා ගන්නා ලදී. පාංශු සාම්පලවල දර්ශක පරීක්ෂණවලින් පෙනී ගියේ පස දුර්වල ලෙස රොන්මඩ සහිත වැලි සහිත පසක් බවත් ඒකාබද්ධ පාංශු වර්ගීකරණ පද්ධතිය (USC) (රූපය 2a) අනුව SP-SM ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇති බවත්ය. XRD විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ ඩෙජෙග් පස ප්‍රධාන වශයෙන් කැල්සයිට් සහ ක්වාර්ට්ස් වලින් සමන්විත බවයි (රූපය 2b). ඊට අමතරව, EDX විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ Al, K සහ Fe වැනි අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍ය ද කුඩා අනුපාතයකින් පවතින බවයි.
සුළං ඛාදනය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා රසායනාගාර වැලි කඳු සකස් කිරීම සඳහා, පස මිලිමීටර් 170 ක උසකින් සිට මිලිමීටර් 10 ක විෂ්කම්භයකින් යුත් පුනීලයක් හරහා ස්ථිර මතුපිටකට තලා දමන ලද අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස සාමාන්‍ය වැලි කඳු උසින් මිලිමීටර් 60 ක් සහ විෂ්කම්භය 210 ක් විය. ස්වභාවධර්මයේ දී, අඩුම ඝනත්ව වැලි කඳු සෑදී ඇත්තේ වායුමය ක්‍රියාවලීන් මගිනි. ඒ හා සමානව, ඉහත ක්‍රියා පටිපාටිය භාවිතයෙන් සකස් කරන ලද සාම්පලයේ අවම සාපේක්ෂ ඝනත්වය, γ = 14.14 kN/m³ ඇති අතර, එය ආසන්න වශයෙන් 29.7° ක නිශ්චල කෝණයක් සහිත තිරස් මතුපිටක් මත තැන්පත් කර ඇති වැලි කේතුවක් සාදයි.
පෙර කොටසේදී ලබාගත් ප්‍රශස්ත MICP ද්‍රාවණය 1, 2 සහ 3 lm-2 යෙදුම් අනුපාත යටතේ වැලි කඳු බෑවුමට ඉසින ලද අතර පසුව සාම්පල 30 °C (රූපය 3) හි ඉන්කියුබේටරයක දින 9 ක් (එනම් ප්‍රශස්ත සුව කිරීමේ කාලය) ගබඩා කර පසුව සුළං උමං පරීක්ෂණ සඳහා පිටතට ගෙන යන ලදී.
එක් එක් ප්‍රතිකාරය සඳහා, නිදර්ශක හතරක් සකස් කරන ලද අතර, එකක් විනිවිද මාපකයක් භාවිතයෙන් කැල්සියම් කාබනේට් අන්තර්ගතය සහ මතුපිට ශක්තිය මැනීම සඳහා වූ අතර, ඉතිරි නිදර්ශක තුන විවිධ ප්‍රවේග තුනකින් ඛාදන පරීක්ෂණ සඳහා භාවිතා කරන ලදී. සුළං උමං පරීක්ෂණ වලදී, විවිධ සුළං වේගයන්හිදී ඛාදනයේ ප්‍රමාණය තීරණය කරන ලද අතර, පසුව එක් එක් ප්‍රතිකාර නිදර්ශකය සඳහා එළිපත්ත කැඩී යාමේ ප්‍රවේගය තීරණය කරනු ලැබුවේ ඛාදනයේ ප්‍රමාණයට සාපේක්ෂව සුළං වේගයේ බිම් කැබැල්ලක් භාවිතා කරමිනි. සුළං ඛාදනය පිළිබඳ පරීක්ෂණ වලට අමතරව, ප්‍රතිකාර කරන ලද නිදර්ශක වැලි බෝම්බ හෙලීමට ලක් කරන ලදී (එනම්, පැනීමේ අත්හදා බැලීම්). මේ සඳහා අමතර නිදර්ශක දෙකක් 2 සහ 3 L m−2 යෙදුම් අනුපාතවලින් සකස් කරන ලදී. වැලි බෝම්බ හෙලීමේ පරීක්ෂණය 120 gm−1 ප්‍රවාහයක් සමඟ මිනිත්තු 15 ක් පැවති අතර එය පෙර අධ්‍යයනයන්හි තෝරාගත් අගයන් පරාසය තුළ වේ60,61,62. උල්ෙල්ඛ තුණ්ඩය සහ කඳු පාදම අතර තිරස් දුර 800 mm වූ අතර එය උමග පතුලේ සිට 100 mm ඉහළින් පිහිටා ඇත. පැනීමේ වැලි අංශු සියල්ලම පාහේ කඳු මතට වැටෙන පරිදි මෙම ස්ථානය සකසා ඇත.
සුළං උමං පරීක්ෂණය මීටර් 8 ක් දිග, මීටර් 0.4 ක් පළල සහ මීටර් 1 ක උසකින් යුත් විවෘත සුළං උමගක සිදු කරන ලදී (රූපය 4a). සුළං උමග ගැල්වනයිස් කරන ලද වානේ තහඩු වලින් සාදා ඇති අතර 25 m/s දක්වා සුළං වේගය ජනනය කළ හැකිය. ඊට අමතරව, ඉලක්කගත සුළං වේගය ලබා ගැනීම සඳහා විදුලි පංකා සංඛ්‍යාතය සකස් කිරීමට සහ ක්‍රමයෙන් සංඛ්‍යාතය වැඩි කිරීමට සංඛ්‍යාත පරිවර්තකයක් භාවිතා කරයි. රූපය 4b සුළඟින් ඛාදනය වූ වැලි කඳු සහ සුළං උමග තුළ මනින ලද සුළං වේග පැතිකඩෙහි ක්‍රමානුරූප රූප සටහන පෙන්වයි.
අවසාන වශයෙන්, මෙම අධ්‍යයනයේ යෝජනා කර ඇති යූරියාලයිටික් නොවන MICP සූත්‍රගත කිරීමේ ප්‍රතිඵල යූරියාලයිටික් MICP පාලන පරීක්ෂණයේ ප්‍රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කිරීම සඳහා, ඩූන් සාම්පල ද සකස් කර යූරියා, කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් සහ ස්පෝරෝසාර්සිනා පැස්ටූරි අඩංගු ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රාවණයකින් ප්‍රතිකාර කරන ලදී (ස්පෝරෝසාර්සිනා පැස්ටූරි යූරියාස්63 නිපදවීමට සැලකිය යුතු හැකියාවක් ඇති බැවින්). බැක්ටීරියා ද්‍රාවණයේ දෘශ්‍ය ඝනත්වය 1.5 ක් වූ අතර යූරියා සහ කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් සාන්ද්‍රණය 1 M විය (පෙර අධ්‍යයනයන්හි නිර්දේශිත අගයන් මත පදනම්ව තෝරා ගන්නා ලදී36,64,65). වගා මාධ්‍යය පෝෂක සුප් හොද්ද (8 g/L) සහ යූරියා (20 g/L) වලින් සමන්විත විය. බැක්ටීරියා ද්‍රාවණය ඩූන් මතුපිටට ඉසින ලද අතර බැක්ටීරියා ඇමිණීම සඳහා පැය 24 ක් ඉතිරි විය. ඇමිණීමෙන් පැය 24 කට පසු, සිමෙන්ති ද්‍රාවණයක් (කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් සහ යූරියා) ඉසින ලදී. යූරියාලයිටික් MICP පාලන පරීක්ෂණය මෙතැන් සිට UMC ලෙස හැඳින්වේ. යූරියා විච්ඡේදනය කළ සහ යූරියා විච්ඡේදනය නොකළ පස් සාම්පලවල කැල්සියම් කාබනේට් අන්තර්ගතය චෝයි සහ තවත් අය විසින් යෝජනා කරන ලද ක්‍රියා පටිපාටියට අනුව සේදීමෙන් ලබා ගන්නා ලදී.66
රූප සටහන 5 හි ආරම්භක pH පරාසය 5 සිට 10 දක්වා වූ වගා මාධ්‍යයේ (පෝෂක ද්‍රාවණය) Bacillus amylolicefaciens සහ Bacillus subtilis වල වර්ධන වක්‍ර පෙන්වයි. රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, Bacillus amylolicefaciens සහ Bacillus subtilis පිළිවෙලින් pH අගය 6-8 සහ 7-9 හිදී වේගයෙන් වර්ධනය විය. එබැවින්, මෙම pH පරාසය ප්‍රශස්තිකරණ අවධියේදී අනුගමනය කරන ලදී.
පෝෂක මාධ්‍යයේ විවිධ ආරම්භක pH අගයන්හි (a) Bacillus amyloliquefaciens සහ (b) Bacillus subtilis වල වර්ධන වක්‍ර.
රූපය 6 මඟින් අවක්ෂේපිත කැල්සියම් කාබනේට් (CaCO3) නියෝජනය කරන බර්නාඩ් දෙහි මාපකයේ නිපදවන කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්‍රමාණය පෙන්වයි. එක් එක් සංයෝජනය තුළ එක් සාධකයක් ස්ථාවර වූ අතර අනෙක් සාධක වෙනස් වූ බැවින්, මෙම ප්‍රස්ථාරවල සෑම ලක්ෂ්‍යයක්ම එම අත්හදා බැලීම් මාලාවේ උපරිම කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පරිමාවට අනුරූප වේ. රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, කැල්සියම් ප්‍රභව සාන්ද්‍රණය වැඩි වන විට, කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනය වැඩි විය. එබැවින්, කැල්සියම් ප්‍රභවයේ සාන්ද්‍රණය කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනයට සෘජුවම බලපායි. කැල්සියම් ප්‍රභවය සහ කාබන් ප්‍රභවය සමාන බැවින් (එනම්, කැල්සියම් ෆෝමේට් සහ කැල්සියම් ඇසිටේට්), වැඩි කැල්සියම් අයන මුදා හරින තරමට, වැඩි කැල්සියම් කාබනේට් සෑදේ (රූපය 6a). AS සහ AA සූත්‍රගත කිරීම් වලදී, දින 9 කට පසු අවක්ෂේපිත ප්‍රමාණය පාහේ නොවෙනස්ව පවතින තෙක්, සුව කිරීමේ කාලය වැඩි වීමත් සමඟ කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනය දිගටම වැඩි විය. FA සූත්‍රගත කිරීමේදී, සුව කිරීමේ කාලය දින 6 ඉක්මවන විට කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීමේ අනුපාතය අඩු විය. අනෙකුත් සූත්‍රගත කිරීම් සමඟ සසඳන විට, සූත්‍රගත කිරීම FS දින 3 කට පසු සාපේක්ෂව අඩු කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීමේ අනුපාතයක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 6b). FA සහ FS සූත්‍ර වලදී, මුළු කැල්සියම් කාබනේට් නිෂ්පාදනයෙන් 70% සහ 87% ක් දින තුනකට පසුව ලබා ගත් අතර, AA සහ AS සූත්‍ර වලදී, මෙම අනුපාතය පිළිවෙලින් 46% සහ 45% ක් පමණ විය. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ෆෝමික් අම්ලය මත පදනම් වූ සූත්‍රගත කිරීම ඇසිටේට් පාදක සූත්‍රගත කිරීම හා සසඳන විට ආරම්භක අවධියේදී ඉහළ CaCO3 සෑදීමේ අනුපාතයක් ඇති බවයි. කෙසේ වෙතත්, සුව කිරීමේ කාලය වැඩි වීමත් සමඟ සෑදීමේ අනුපාතය මන්දගාමී වේ. OD1 ට වැඩි බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණයකදී පවා කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීමට සැලකිය යුතු දායකත්වයක් නොමැති බව රූපය 6c වෙතින් නිගමනය කළ හැකිය.
(අ) කැල්සියම් ප්‍රභව සාන්ද්‍රණය, (ආ) සැකසුම් කාලය, (ඇ) OD, (ඈ) ආරම්භක pH අගය, (ඉ) කැල්සියම් ප්‍රභවයේ අනුපාතය සහ බැක්ටීරියා ද්‍රාවණය (එක් එක් සූත්‍රගත කිරීම සඳහා) සහ (එෆ්) කැල්සියම් ප්‍රභවයේ සහ බැක්ටීරියා වල එක් එක් සංයෝජනය සඳහා නිපදවන උපරිම කැල්සියම් කාබනේට් ප්‍රමාණය අනුව බර්නාඩ් කැල්සිමීටරය මගින් මනිනු ලබන CO2 පරිමාවේ (සහ අනුරූප CaCO3 අන්තර්ගතයේ) වෙනස.
මාධ්‍යයේ ආරම්භක pH අගයෙහි බලපෑම සම්බන්ධයෙන්, රූපය 6d පෙන්නුම් කරන්නේ FA සහ FS සඳහා, CaCO3 නිෂ්පාදනය pH අගය 7 හි උපරිම අගයකට ළඟා වූ බවයි. මෙම නිරීක්ෂණය FDH එන්සයිම pH අගය 7-6.7 හි වඩාත් ස්ථායී බවට පෙර අධ්‍යයනයන්ට අනුකූල වේ. කෙසේ වෙතත්, AA සහ AS සඳහා, pH අගය 7 ඉක්මවන විට CaCO3 වර්ෂාපතනය වැඩි විය. පෙර අධ්‍යයනයන්හි CoA එන්සයිම ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ප්‍රශස්ත pH පරාසය 8 සිට 9.2-6.8 දක්වා බව ද පෙන්වා දී ඇත. CoA එන්සයිම ක්‍රියාකාරිත්වය සහ B. ඇමයිලොලික්ෆේසීන් වර්ධනය සඳහා ප්‍රශස්ත pH පරාසයන් පිළිවෙලින් (8-9.2) සහ (6-8) බව සලකන විට (රූපය 5a), AA සූත්‍රගත කිරීමේ ප්‍රශස්ත pH අගය 8 වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කරන අතර pH පරාස දෙක අතිච්ඡාදනය වේ. රූපය 6d හි පෙන්වා ඇති පරිදි මෙම කරුණ අත්හදා බැලීම් මගින් තහවුරු කරන ලදී. B. subtilis වර්ධනය සඳහා ප්‍රශස්ත pH අගය 7-9 (රූපය 5b) සහ CoA එන්සයිම ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ප්‍රශස්ත pH අගය 8-9.2 වන බැවින්, උපරිම CaCO3 වර්ෂාපතන අස්වැන්න 8-9 pH පරාසයේ පවතිනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, එය රූපය 6d මගින් තහවුරු කර ඇත (එනම්, ප්‍රශස්ත වර්ෂාපතන pH අගය 9). රූපය 6e හි පෙන්වා ඇති ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ ඇසිටේට් සහ ෆෝමේට් ද්‍රාවණ සඳහා කැල්සියම් ප්‍රභව ද්‍රාවණයට බැක්ටීරියා ද්‍රාවණයේ ප්‍රශස්ත අනුපාතය 1 බවයි. සංසන්දනය කිරීම සඳහා, විවිධ සූත්‍රවල (එනම්, AA, AS, FA, සහ FS) කාර්ය සාධනය විවිධ තත්වයන් යටතේ උපරිම CaCO3 නිෂ්පාදනය මත පදනම්ව ඇගයීමට ලක් කරන ලදී (එනම්, කැල්සියම් ප්‍රභව සාන්ද්‍රණය, සුව කිරීමේ කාලය, OD, කැල්සියම් ප්‍රභවය බැක්ටීරියා ද්‍රාවණ අනුපාතය සහ ආරම්භක pH අගය). අධ්‍යයනය කරන ලද සූත්‍ර අතර, සූත්‍රගත කිරීමේ FS හි ඉහළම CaCO3 නිෂ්පාදනය ඇති අතර එය සූත්‍රගත කිරීමේ AA මෙන් තුන් ගුණයක් පමණ විය (රූපය 6f). කැල්සියම් ප්‍රභවයන් දෙකම සඳහා බැක්ටීරියා-නිදහස් පාලන අත්හදා බැලීම් හතරක් සිදු කරන ලද අතර දින 30 කට පසු CaCO3 වර්ෂාපතනයක් නිරීක්ෂණය නොවීය.
සියලුම සූත්‍රවල දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂ රූපවලින් පෙන්නුම් කළේ කැල්සියම් කාබනේට් සෑදෙන ප්‍රධාන අවධිය වැටරයිට් බවයි (රූපය 7). වැටරයිට් ස්ඵටික 69,70,71 ගෝලාකාර හැඩයකින් යුක්ත විය. බැක්ටීරියා සෛල මතුපිට සෘණ ආරෝපණයක් ඇති බැවින් සහ ද්විසංයුජ කැටායන සඳහා අවශෝෂකයක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි බැවින් කැල්සියම් කාබනේට් බැක්ටීරියා සෛල මත අවක්ෂේප වන බව සොයා ගන්නා ලදී. මෙම අධ්‍යයනයේ දී උදාහරණයක් ලෙස සූත්‍රගත කිරීම FS ගතහොත්, පැය 24 කට පසු, සමහර බැක්ටීරියා සෛල මත කැල්සියම් කාබනේට් සෑදීමට පටන් ගත්තේය (රූපය 7a), සහ පැය 48 කට පසු, කැල්සියම් කාබනේට් ආලේප කරන ලද බැක්ටීරියා සෛල ගණන සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය. ඊට අමතරව, රූපය 7b හි පෙන්වා ඇති පරිදි, වැටරයිට් අංශු ද අනාවරණය කර ගත හැකි විය. අවසාන වශයෙන්, පැය 72 කට පසු, බැක්ටීරියා විශාල සංඛ්‍යාවක් වැටරයිට් ස්ඵටික මගින් බැඳී ඇති බවක් පෙනෙන්නට තිබූ අතර, වැටරයිට් අංශු ගණන සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය (රූපය 7c).
කාලයත් සමඟ FS සංයුතිවල CaCO3 වර්ෂාපතනයේ දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂීය නිරීක්ෂණ: (a) 24, (b) 48 සහ (c) පැය 72.
අවක්ෂේපිත අවධියේ රූප විද්‍යාව තවදුරටත් විමර්ශනය කිරීම සඳහා, කුඩු වල X-කිරණ විවර්තනය (XRD) සහ SEM විශ්ලේෂණයන් සිදු කරන ලදී. XRD වර්ණාවලීක්ෂය (රූපය 8a) සහ SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි (රූපය 8b, c) මගින් සලාද කොළ වැනි හැඩයක් ඇති අතර වටරයිට් කඳු මුදුන් සහ අවක්ෂේපිත කඳු මුදුන් අතර අනුරූපතාවයක් නිරීක්ෂණය කරන ලද බැවින්, වටරයිට් ස්ඵටික පවතින බව තහවුරු කරන ලදී.
(අ) සාදන ලද CaCO3 සහ වටරයිට් වල එක්ස් කිරණ විවර්තන වර්ණාවලි සංසන්දනය. පිළිවෙලින් (b) 1 kHz සහ (c) 5.27 kHz විශාලනයේදී වටරයිට් වල SEM ක්ෂුද්‍ර රූප.
සුළං උමං පරීක්ෂණවල ප්‍රතිඵල රූප සටහන 9a, b හි දක්වා ඇත. රූප සටහන 9a හි දැකිය හැක්කේ පිරිපහදු නොකළ වැලි වල එළිපත්ත ඛාදන ප්‍රවේගය (TDV) 4.32 m/s පමණ වන බවයි. 1 l/m² යෙදීමේ අනුපාතයේදී (රූපය 9a), භාග FA, FS, AA සහ UMC සඳහා පාංශු අලාභ අනුපාත රේඛාවල බෑවුම්, පිරිපහදු නොකළ වැලි කඳු සඳහා ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම යෙදීමේ අනුපාතයේ ප්‍රතිකාරය අකාර්යක්ෂම බවත් සුළං වේගය TDV ඉක්මවා ගිය වහාම තුනී පස් කබොල අතුරුදහන් වන බවත්, පිරිපහදු නොකළ වැලි කඳු සඳහා ඛාදන අනුපාතය සමාන බවත්ය. AS භාග ඛාදන බෑවුම ද පහළ අබ්සිසා (එනම් TDV) සහිත අනෙකුත් භාගවලට වඩා අඩුය (රූපය 9a). රූපය 9b හි ඊතලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ උපරිම සුළං වේගය 25 m/s වන විට, 2 සහ 3 l/m² යෙදීමේ අනුපාතවලදී ප්‍රතිකාර නොකළ වැලි කඳු වල ඛාදනයක් සිදු නොවූ බවයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, FS, FA, AS සහ UMC සඳහා, උපරිම සුළං වේගයට (එනම් 25 m/s) වඩා 2 සහ 3 l/m² යෙදුම් අනුපාතවලදී CaCO³ තැන්පත් වීම නිසා ඇතිවන සුළං ඛාදනයට වැලි කඳු වඩාත් ප්‍රතිරෝධී විය. මේ අනුව, මෙම පරීක්ෂණ වලදී ලබාගත් 25 m/s TDV අගය රූපය 9b හි පෙන්වා ඇති යෙදුම් අනුපාත සඳහා පහළ සීමාව වේ, AA අවස්ථාව හැර, TDV උපරිම සුළං උමං වේගයට ආසන්න වශයෙන් සමාන වේ.
සුළං ඛාදන පරීක්ෂණය (අ) බර අඩු වීම සුළං වේගයට සාපේක්ෂව (යෙදුම් අනුපාතය 1 l/m2), (ආ) එළිපත්ත ඉරීමේ වේගය යෙදුම් අනුපාතය සහ සූත්‍රගත කිරීමට සාපේක්ෂව (කැල්සියම් ඇසිටේට් සඳහා CA, කැල්සියම් ෆෝමේට් සඳහා CF).
වැලි බෝම්බ හෙලීමේ පරීක්ෂණයෙන් පසු විවිධ සූත්‍රගත කිරීම් සහ යෙදුම් අනුපාත සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද වැලි කඳු වල මතුපිට ඛාදනය රූපය 10 හි දැක්වෙන අතර ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රතිඵල රූපය 11 හි දක්වා ඇත. ප්‍රතිකාර නොකළ අවස්ථාව නොපෙන්වන්නේ එය ප්‍රතිරෝධයක් නොපෙන්වූ නිසා සහ වැලි බෝම්බ හෙලීමේ පරීක්ෂණය අතරතුර සම්පූර්ණයෙන්ම ඛාදනය වූ නිසා (සම්පූර්ණ ස්කන්ධ අලාභය). ජෛව සංයුතිය AA සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද නියැදිය 2 l/m2 යෙදුම් අනුපාතයේදී එහි බරෙන් 83.5% ක් අහිමි වූ අතර අනෙකුත් සියලුම සාම්පල වැලි බෝම්බ හෙලීමේ ක්‍රියාවලියේදී 30% ට වඩා අඩු ඛාදනයක් පෙන්නුම් කළ බව රූපය 11 හි පැහැදිලි වේ. යෙදුම් අනුපාතය 3 l/m2 දක්වා වැඩි කළ විට, ප්‍රතිකාර කරන ලද සියලුම සාම්පල ඒවායේ බරෙන් 25% කට වඩා අඩුවෙන් අහිමි විය. යෙදුම් අනුපාත දෙකෙහිම, සංයෝග FS වැලි බෝම්බ හෙලීමට හොඳම ප්‍රතිරෝධය පෙන්නුම් කළේය. FS සහ AA ප්‍රතිකාර කරන ලද සාම්පලවල උපරිම සහ අවම බෝම්බ හෙලීමේ ප්‍රතිරෝධය ඒවායේ උපරිම සහ අවම CaCO3 වර්ෂාපතනයට ආරෝපණය කළ හැකිය (රූපය 6f).
2 සහ 3 l/m2 ප්‍රවාහ අනුපාතවලින් විවිධ සංයුතිවලින් යුත් වැලි කඳු බෝම්බ හෙලීමේ ප්‍රතිඵල (ඊතල මඟින් සුළං දිශාව පෙන්නුම් කරයි, කුරුස මඟින් චිත්‍රයේ තලයට ලම්බකව සුළං දිශාව දක්වයි).
රූප සටහන 12 හි දැක්වෙන පරිදි, යෙදුම් අනුපාතය 1 L/m² සිට 3 L/m² දක්වා වැඩි වීමත් සමඟ සියලුම සූත්‍රවල කැල්සියම් කාබනේට් අන්තර්ගතය වැඩි විය. ඊට අමතරව, සියලුම යෙදුම් අනුපාතවලදී, ඉහළම කැල්සියම් කාබනේට් අන්තර්ගතය සහිත සූත්‍රය FS වූ අතර, පසුව FA සහ UMC විය. මෙයින් ඇඟවෙන්නේ මෙම සූත්‍රවලට ඉහළ මතුපිට ප්‍රතිරෝධයක් තිබිය හැකි බවයි.
13a රූපයේ දැක්වෙන්නේ පර්මියම් පරීක්ෂණය මගින් මනින ලද ප්‍රතිකාර නොකළ, පාලනය කළ සහ ප්‍රතිකාර කළ පස් සාම්පලවල මතුපිට ප්‍රතිරෝධයේ වෙනසයි. මෙම රූපයෙන්, යෙදුම් අනුපාතය වැඩිවීමත් සමඟ UMC, AS, FA සහ FS සූත්‍රවල මතුපිට ප්‍රතිරෝධය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වූ බව පැහැදිලිය. කෙසේ වෙතත්, AA සූත්‍රගත කිරීමේදී මතුපිට ශක්තියේ වැඩිවීම සාපේක්ෂව කුඩා විය. රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, යූරියා-ක්ෂය නොවූ MICP හි FA සහ FS සූත්‍රගත කිරීම් යූරියා-ක්ෂය නොවූ MICP හා සසඳන විට වඩා හොඳ මතුපිට පාරගම්යතාවයක් ඇත. රූපයේ 13b පස මතුපිට ප්‍රතිරෝධය සමඟ TDV හි වෙනස පෙන්වයි. මෙම රූපයෙන්, 100 kPa ට වැඩි මතුපිට ප්‍රතිරෝධයක් ඇති කඳු සඳහා, එළිපත්ත ඉවත් කිරීමේ ප්‍රවේගය 25 m/s ඉක්මවන බව පැහැදිලිව පෙනේ. ස්ථානීය මතුපිට ප්‍රතිරෝධය පර්මියම් මගින් පහසුවෙන් මැනිය හැකි බැවින්, සුළං උමං පරීක්ෂණ නොමැති විට TDV ඇස්තමේන්තු කිරීමට මෙම දැනුම උපකාරී වන අතර එමඟින් ක්ෂේත්‍ර යෙදුම් සඳහා තත්ත්ව පාලන දර්ශකයක් ලෙස සේවය කරයි.
SEM ප්‍රතිඵල රූපය 14 හි දක්වා ඇත. රූප 14a-b මගින් ප්‍රතිකාර නොකළ පස් සාම්පලයේ විශාල කරන ලද අංශු පෙන්වන අතර, එය සංයුක්ත වන අතර ස්වාභාවික බන්ධනයක් හෝ සිමෙන්ති කිරීමක් නොමැති බව පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරයි. රූපය 14c යූරියා-හායනය වූ MICP සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද පාලන සාම්පලයේ SEM ක්ෂුද්‍ර සටහන පෙන්වයි. මෙම රූපයේ දැක්වෙන්නේ කැල්සයිට් බහුරූපී ලෙස CaCO3 අවක්ෂේපණය වන බවයි. රූප 14d-o හි පෙන්වා ඇති පරිදි, අවක්ෂේපිත CaCO3 අංශු එකට බැඳ තබයි; SEM ක්ෂුද්‍රරූපීවල ගෝලාකාර vaterite ස්ඵටික ද හඳුනාගත හැකිය. මෙම අධ්‍යයනයේ සහ පෙර අධ්‍යයනවල ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ vaterite බහුරූපී ලෙස සාදන ලද CaCO3 බන්ධනවලට සාධාරණ යාන්ත්‍රික ශක්තියක් ද ලබා දිය හැකි බවයි; අපගේ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ මතුපිට ප්‍රතිරෝධය 350 kPa දක්වා වැඩි වන අතර එළිපත්ත වෙන් කිරීමේ ප්‍රවේගය 4.32 සිට 25 m/s දක්වා වැඩි වන බවයි. මෙම ප්‍රතිඵලය, MICP-අවපාතිත CaCO3 හි අනුකෘතිය vaterite බවට පෙර අධ්‍යයනයන්හි ප්‍රතිඵලවලට අනුකූල වන අතර, එය සාධාරණ යාන්ත්‍රික ශක්තියක් සහ සුළං ඛාදන ප්‍රතිරෝධයක් 13,40 ක් ඇති අතර ක්ෂේත්‍ර පාරිසරික තත්ත්වයන්ට නිරාවරණය වීමෙන් දින 180 කට පසුව වුවද සාධාරණ සුළං ඛාදන ප්‍රතිරෝධයක් පවත්වා ගත හැකිය13.
(a, b) ප්‍රතිකාර නොකළ පසෙහි SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි, (c) MICP යූරියා හායනය පාලනය, (df) AA-ප්‍රතිකාර කළ සාම්පල, (gi) AS-ප්‍රතිකාර කළ සාම්පල, (jl) FA-ප්‍රතිකාර කළ සාම්පල සහ (mo) විවිධ විශාලනවලදී 3 L/m2 යෙදුම් අනුපාතයකින් FS-ප්‍රතිකාර කළ සාම්පල.
රූපය 14d-f හි දැක්වෙන්නේ AA සංයෝග සමඟ ප්‍රතිකාර කිරීමෙන් පසු, කැල්සියම් කාබනේට් මතුපිට සහ වැලි කැට අතර අවක්ෂේප වූ අතර, සමහර ආලේප නොකළ වැලි කැට ද නිරීක්ෂණය විය. AS සංරචක සඳහා, සාදන ලද CaCO3 ප්‍රමාණය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි නොවූවත් (රූපය 6f), AA සංයෝග හා සසඳන විට CaCO3 නිසා ඇති වන වැලි කැට අතර සම්බන්ධතා ප්‍රමාණය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය (රූපය 14g-i).
රූප සටහන් 14j-l සහ 14m-o වලින් පැහැදිලි වන්නේ කැල්සියම් ෆෝමේට් කැල්සියම් ප්‍රභවයක් ලෙස භාවිතා කිරීම AS සංයෝගයට සාපේක්ෂව CaCO3 වර්ෂාපතනය තවදුරටත් වැඩි කිරීමට හේතු වන බවයි, එය රූපය 6f හි කැල්සියම් මීටර මිනුම්වලට අනුකූල වේ. මෙම අතිරේක CaCO3 ප්‍රධාන වශයෙන් වැලි අංශු මත තැන්පත් වී ඇති බව පෙනෙන අතර සම්බන්ධතා ගුණාත්මකභාවය අනිවාර්යයෙන්ම වැඩි දියුණු නොකරයි. මෙය කලින් නිරීක්ෂණය කළ හැසිරීම සනාථ කරයි: CaCO3 වර්ෂාපතනයේ ප්‍රමාණයේ වෙනස්කම් තිබියදීත් (රූපය 6f), සූත්‍ර තුන (AS, FA සහ FS) ප්‍රති-ඉයෝලියන් (සුළං) ක්‍රියාකාරිත්වය අනුව සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවේ (රූපය 11) සහ මතුපිට ප්‍රතිරෝධය (රූපය 13a).
CaCO3 ආලේපිත බැක්ටීරියා සෛල සහ අවක්ෂේපිත ස්ඵටිකවල ඇති බැක්ටීරියා මුද්‍රණය වඩා හොඳින් දෘශ්‍යමාන කිරීම සඳහා, ඉහළ විශාලන SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි ලබා ගන්නා ලද අතර ප්‍රතිඵල රූපය 15 හි දක්වා ඇත. පෙන්වා ඇති පරිදි, කැල්සියම් කාබනේට් බැක්ටීරියා සෛල මත අවක්ෂේප වන අතර එහි වර්ෂාපතනය සඳහා අවශ්‍ය න්‍යෂ්ටීන් සපයයි. රූපය CaCO3 මගින් ප්‍රේරණය වන ක්‍රියාකාරී සහ අක්‍රිය සම්බන්ධතා ද නිරූපණය කරයි. අක්‍රිය සම්බන්ධතාවල ඕනෑම වැඩිවීමක් අනිවාර්යයෙන්ම යාන්ත්‍රික හැසිරීම් තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීමට හේතු නොවන බව නිගමනය කළ හැකිය. එබැවින්, CaCO3 වර්ෂාපතනය වැඩි කිරීම අනිවාර්යයෙන්ම ඉහළ යාන්ත්‍රික ශක්තියකට හේතු නොවන අතර වර්ෂාපතන රටාව වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම කරුණ ටර්සිස් සහ ලලූයි72 සහ සොගි සහ අල්-කබානි45,73 යන අයගේ කෘතිවල ද අධ්‍යයනය කර ඇත. වර්ෂාපතන රටාව සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය අතර සම්බන්ධතාවය තවදුරටත් ගවේෂණය කිරීම සඳහා, µCT රූපකරණය භාවිතා කරන MICP අධ්‍යයනයන් නිර්දේශ කරනු ලැබේ, එය මෙම අධ්‍යයනයේ විෂය පථයෙන් ඔබ්බට ය (එනම්, ඇමෝනියා-නිදහස් MICP සඳහා කැල්සියම් ප්‍රභවයේ සහ බැක්ටීරියා වල විවිධ සංයෝජන හඳුන්වා දීම).
(a) AS සංයුතිය සහ (b) FS සංයුතිය සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද සාම්පලවල CaCO3 ක්‍රියාකාරී සහ අක්‍රිය බන්ධන ප්‍රේරණය කළ අතර අවසාදිතය මත බැක්ටීරියා සෛලවල සලකුණක් තැබීය.
රූප 14j-o සහ 15b හි දැක්වෙන පරිදි, CaCO පටලයක් ඇත (EDX විශ්ලේෂණයට අනුව, පටලයේ එක් එක් මූලද්‍රව්‍යයේ ප්‍රතිශත සංයුතිය කාබන් 11%, ඔක්සිජන් 46.62% සහ කැල්සියම් 42.39% වන අතර එය රූපය 16 හි CaCO ප්‍රතිශතයට ඉතා ආසන්න වේ). මෙම පටලය පස-අවසාදිත පද්ධතියේ අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වන වටරයිට් ස්ඵටික සහ පාංශු අංශු ආවරණය කරයි. මෙම පටලයේ පැවැත්ම නිරීක්ෂණය කරන ලද්දේ ෆෝමේට් පාදක සූත්‍රගත කිරීම සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද සාම්පලවල පමණි.
වගුව 2 මගින් පෙර අධ්‍යයනයන්හි සහ මෙම අධ්‍යයනයේ දී යූරියා-හායන සහ යූරියා-හායන නොවන MICP මාර්ග සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද පසෙහි මතුපිට ශක්තිය, එළිපත්ත වෙන් කිරීමේ ප්‍රවේගය සහ ජෛව ප්‍රේරිත CaCO3 අන්තර්ගතය සංසන්දනය කරයි. MICP-ප්‍රතිකාර කරන ලද වැලි කඳු සාම්පලවල සුළං ඛාදන ප්‍රතිරෝධය පිළිබඳ අධ්‍යයනයන් සීමිතය. මෙන්ග් සහ වෙනත් අය කොළ පිඹින යන්ත්‍රයක් භාවිතා කරමින් MICP-ප්‍රතිකාර කරන ලද යූරියා-හායන වැලි කඳු සාම්පලවල සුළං ඛාදන ප්‍රතිරෝධය විමර්ශනය කළ අතර, මෙම අධ්‍යයනයේ දී, යූරියා-හායන නොවන වැලි කඳු සාම්පල (මෙන්ම යූරියා-හායන පාලනයන්) සුළං උමගක පරීක්ෂා කර බැක්ටීරියා සහ ද්‍රව්‍යවල විවිධ සංයෝජන හතරක් සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලදී.
දැකිය හැකි පරිදි, පෙර අධ්‍යයනයන් කිහිපයක් 4 L/m213,41,74 ඉක්මවන ඉහළ යෙදුම් අනුපාත සලකා ඇත. ජල සැපයුම, ප්‍රවාහනය සහ විශාල ජල පරිමාවන් යෙදීම හා සම්බන්ධ පිරිවැය හේතුවෙන් ආර්ථික දෘෂ්ටි කෝණයකින් ඉහළ යෙදුම් අනුපාත ක්ෂේත්‍රයට පහසුවෙන් අදාළ නොවිය හැකි බව සඳහන් කිරීම වටී. 1.62-2 L/m2 වැනි අඩු යෙදුම් අනුපාත 190 kPa දක්වා තරමක් හොඳ මතුපිට ශක්තියක් සහ 25 m/s ඉක්මවන TDV ලබා ගත්තේය. වර්තමාන අධ්‍යයනයේ දී, යූරියා හායනයකින් තොරව ෆෝමේට්-පාදක MICP සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද කඳු වැටි, එකම යෙදුම් අනුපාත පරාසයක යූරියා හායනය කිරීමේ මාර්ගය සමඟ ලබාගත් ඒවාට සමාන මතුපිට ශක්තියක් ලබා ගත්තේය (එනම්, යූරියා හායනයකින් තොරව ෆෝමේට්-පාදක MICP සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද සාම්පල ද Meng et al., 13, රූපය 13a විසින් වාර්තා කරන ලද මතුපිට ශක්තියේ අගයන් පරාසයක් ලබා ගැනීමට සමත් විය) ඉහළ යෙදුම් අනුපාතවලදී. 2 L/m2 යෙදීමේ අනුපාතයේදී, 25 m/s සුළං වේගයකදී සුළං ඛාදනය අවම කිරීම සඳහා කැල්සියම් කාබනේට් අස්වැන්න යූරියා හායනයකින් තොරව ෆෝමේට් මත පදනම් වූ MICP සඳහා 2.25% ක් වූ බව ද දැකිය හැකිය. එය එකම යෙදුම් අනුපාතයකින් සහ එකම සුළං වේගයකින් (25 m/s) යූරියා හායනය සහිත පාලන MICP සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද කඳු වැටි හා සසඳන විට අවශ්‍ය CaCO3 ප්‍රමාණයට (එනම් 2.41%) ඉතා ආසන්න වේ.
මේ අනුව, මෙම වගුවෙන් නිගමනය කළ හැක්කේ යූරියා හායන මාර්ගය සහ යූරියා-නිදහස් හායන මාර්ගය යන දෙකම මතුපිට ප්‍රතිරෝධය සහ TDV අනුව තරමක් පිළිගත හැකි කාර්ය සාධනයක් ලබා දිය හැකි බවයි. ප්‍රධාන වෙනස වන්නේ යූරියා-නිදහස් හායන මාර්ගයෙහි ඇමෝනියා අඩංගු නොවන අතර එම නිසා අඩු පාරිසරික බලපෑමක් ඇති කිරීමයි. ඊට අමතරව, මෙම අධ්‍යයනයේ යෝජනා කර ඇති යූරියා හායනයකින් තොරව ෆෝමේට්-පාදක MICP ක්‍රමය යූරියා හායනයකින් තොරව ඇසිටේට්-පාදක MICP ක්‍රමයට වඩා හොඳින් ක්‍රියා කරන බව පෙනේ. මොහෙබ්බි සහ වෙනත් අය යූරියා හායනයකින් තොරව ඇසිටේට්-පාදක MICP ක්‍රමය අධ්‍යයනය කළද, ඔවුන්ගේ අධ්‍යයනයට පැතලි පෘෂ්ඨ මත සාම්පල ඇතුළත් විය9. ඩූන් සාම්පල වටා සුළි සෑදීම සහ එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඇති වන කැපුම නිසා ඇති වන ඛාදනයේ ඉහළ මට්ටම සහ අඩු TDV වලට හේතු වන නිසා, ඩූන් සාම්පලවල සුළං ඛාදනය එකම වේගයකින් පැතලි පෘෂ්ඨවලට වඩා පැහැදිලිව පෙනෙනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.