Tapadh leibh airson tadhal air nature.com. Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach brabhsair a tha thu a’ cleachdadh. Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu an dreach brabhsair as ùire (no gun cuir thu dheth modh co-chòrdalachd ann an Internet Explorer). A bharrachd air sin, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, cha bhith stoidhlichean no JavaScript air an làrach seo.
Tha stoirmean duslach a’ bagairt gu mòr air mòran dhùthchannan air feadh an t-saoghail air sgàth a’ bhuaidh millteach a th’ aca air àiteachas, slàinte dhaoine, lìonraidhean còmhdhail agus bun-structar. Mar thoradh air an sin, thathas den bheachd gur e duilgheadas cruinneil a th’ ann an bleith gaoithe. Is e aon de na dòighean-obrach a tha càirdeil don àrainneachd airson bleith gaoithe a chasg cleachdadh sileadh carbonate air adhbhrachadh le meanbh-fhàs-bheairtean (MICP). Ach, chan eil fo-thoraidhean MICP stèidhichte air lobhadh urea, leithid ammonia, air leth freagarrach nuair a thèid an dèanamh ann am meudan mòra. Tha an sgrùdadh seo a’ taisbeanadh dà fhoirmle de bacteria calcium formate airson lobhadh MICP gun urea a thoirt gu buil agus a’ dèanamh coimeas coileanta eadar an coileanadh agus dà fhoirmle de bacteria calcium acetate nach eil a’ dèanamh ammonia. Is iad na bacteria air an deach beachdachadh Bacillus subtilis agus Bacillus amyloliquefaciens. An toiseach, chaidh na luachan as fheàrr de na factaran a tha a’ cumail smachd air cruthachadh CaCO3 a dhearbhadh. Chaidh deuchainnean tunail gaoithe an uairsin a dhèanamh air sampallan dùn gainmhich a chaidh a làimhseachadh leis na foirmlean as fheàrr, agus chaidh strì an aghaidh bleith gaoithe, astar stairsneach stialladh, agus strì an aghaidh bomadh gainmhich a thomhas. Chaidh measadh a dhèanamh air allomorphs calcium carbonate (CaCO3) le bhith a’ cleachdadh microscopy optigeach, microscopy sganaidh dealanach (SEM), agus mion-sgrùdadh diffraction X-ghath. Bha coileanadh foirmlean stèidhichte air calcium formate gu math nas fheàrr na foirmlean stèidhichte air acetate a thaobh cruthachadh calcium carbonate. A bharrachd air an sin, rinn B. subtilis barrachd calcium carbonate na B. amyloliquefaciens. Sheall micrographs SEM gu soilleir ceangal agus clò-bhualadh bacteria gnìomhach agus neo-ghnìomhach air calcium carbonate air adhbhrachadh le drùchdadh. Lùghdaich a h-uile foirmle bleith gaoithe gu mòr.
Tha bleith gaoithe air a bhith air aithneachadh o chionn fhada mar dhuilgheadas mòr a tha mu choinneamh roinnean tioram is leth-thioram leithid iar-dheas nan Stàitean Aonaichte, taobh an iar Shìona, Afraga Sahara, agus mòran den Ear Mheadhanach1. Tha uisge ìosal ann an gnàth-shìde thioram agus thar-thioram air pàirtean mòra de na roinnean sin a thionndadh gu fàsaichean, dùintean gainmhich, agus fearann ​​​​neo-àiteachail. Tha bleith gaoithe leantainneach a’ bagairt àrainneachdail air bun-structar leithid lìonraidhean còmhdhail, fearann ​​​​àiteachais, agus fearann ​​​​gnìomhachais, ag adhbhrachadh droch shuidheachaidhean-beatha agus cosgaisean àrda leasachaidh bailteil anns na roinnean sin2,3,4. Gu cudromach, chan e a-mhàin gu bheil bleith gaoithe a’ toirt buaidh air an àite far a bheil e a’ tachairt, ach cuideachd ag adhbhrachadh dhuilgheadasan slàinte is eaconamach ann an coimhearsnachdan iomallach leis gu bheil e a’ giùlan mìrean leis a’ ghaoith gu sgìrean fada bhon stòr5,6.
Tha smachd air bleith gaoithe fhathast na dhuilgheadas cruinneil. Bithear a’ cleachdadh diofar dhòighean airson ùir a dhèanamh seasmhach gus bleith gaoithe a smachdachadh. Tha na dòighean sin a’ toirt a-steach stuthan leithid cur uisge7, mulch ola8, biopolymers5, sileadh carbonate air adhbhrachadh le meanbh-fhàs-bheairtean (MICP)9,10,11,12 agus sileadh carbonate air adhbhrachadh le enzyme (EICP)1. Tha fliuchadh na h-ùire na dhòigh àbhaisteach airson duslach a chumail fodha san raon. Ach, tha an falmhachadh luath aige a’ fàgail an dòigh seo cuibhrichte ann an roinnean tioram agus leth-thioram1. Bidh cur todhar mulch ola a’ meudachadh co-leanailteachd gainmhich agus suathadh eadar mìrean. Bidh an togalach co-leanailteach aca a’ ceangal gràinean gainmhich ri chèile; ge-tà, tha mulch ola cuideachd ag adhbhrachadh dhuilgheadasan eile; bidh an dath dorcha aca a’ meudachadh gabhail a-steach teas agus a’ leantainn gu bàs lusan agus meanbh-fhàs-bheairtean. Faodaidh an fhàileadh agus an ceò duilgheadasan analach adhbhrachadh, agus gu sònraichte, tha an cosgais àrd aca na bhacadh eile. Tha biopolymers mar aon de na dòighean a chaidh a mholadh o chionn ghoirid a tha càirdeil don àrainneachd airson bleith gaoithe a lughdachadh; tha iad air an toirt a-mach à stòran nàdarra leithid lusan, beathaichean agus bacteria. Is e guma xanthan, guma guar, chitosan agus guma gellan na biopolymers as cumanta a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean innleadaireachd5. Ach, faodaidh biopolymers a tha soluiteach ann an uisge neart a chall agus sileadh a-mach às an ùir nuair a bhios iad fosgailte do uisge13,14. Chaidh a shealltainn gu bheil EICP na dhòigh èifeachdach airson casg duslach a chuir air grunn thagraidhean a’ gabhail a-steach rathaidean gun phàbh, lochan earbaill agus làraichean togail. Ged a tha na toraidhean aige misneachail, feumar beachdachadh air cuid de eas-bhuannachdan a dh’ fhaodadh a bhith ann, leithid cosgais agus dìth làraichean niùclasach (a bhios a’ luathachadh cruthachadh agus sileadh criostalan CaCO315,16).
Chaidh MICP a mhìneachadh an toiseach aig deireadh an 19mh linn le Murray agus Irwin (1890) agus Steinmann (1901) nan sgrùdadh air lobhadh urea le meanbh-fhàs-bheairtean mara17. Tha MICP na phròiseas bith-eòlasach nàdarrach anns a bheil measgachadh de ghnìomhachd meanbh-fhàs-bheairtean agus pròiseasan ceimigeach anns a bheil calcium carbonate air a dhòrtadh le ath-bhualadh ianan carbonate bho metabolites meanbh-fhàs-bheairtean le ianan calcium san àrainneachd18,19. Is e MICP anns a bheil cearcall naitridean a tha a’ lobhadh urea (MICP a tha a’ lobhadh urea) an seòrsa as cumanta de dhòrtadh carbonate air adhbhrachadh le meanbh-fhàs-bheairtean, anns a bheil urease air a thoirt gu buil le bacteria a’ catalachadh hydrolysis urea20,21,22,23,24,25,26,27 mar a leanas:
Ann am MICP anns a bheil cearcall carbon oxidation salainn organach (MICP às aonais seòrsa lobhadh urea), bidh bacteria heterotrophic a’ cleachdadh salainn organach leithid acetate, lactate, citrate, succinate, oxalate, malate agus glyoxylate mar stòran lùtha gus mèinnirean carbonate a thoirt gu buil28. Ann an làthaireachd calcium lactate mar stòr carbon agus ianan calcium, tha an ath-bhualadh ceimigeach de chruthachadh calcium carbonate air a shealltainn ann an co-aontar (5).
Anns a’ phròiseas MICP, bidh ceallan bacteriach a’ toirt seachad làraichean niùclachaidh a tha gu sònraichte cudromach airson sileadh calcium carbonate; tha uachdar cealla bacteriach air a ghearradh gu àicheil agus faodaidh e a bhith na stuth-sùghaidh airson cationan dà-bhailteach leithid ianan calcium. Le bhith a’ gabhail a-steach ianan calcium air ceallan bacteriach, nuair a bhios dùmhlachd ian carbonate gu leòr, bidh cationan calcium agus anionan carbonate ag ath-fhreagairt agus bidh calcium carbonate air a shìoladh air uachdar a’ bacteria29,30. Faodar geàrr-chunntas a dhèanamh air a’ phròiseas mar a leanas31,32:
Faodar criostalan calcium carbonate bith-ghinte a roinn ann an trì seòrsaichean: calcite, vaterite, agus aragonite. Nam measg, is e calcite agus vaterite na allomorphs calcium carbonate as cumanta a tha air an adhbhrachadh le bacteria33,34. Is e calcite an allomorph calcium carbonate as seasmhaiche a thaobh teirmeadainimigeach35. Ged a chaidh aithris gu bheil vaterite metastable, bidh e mu dheireadh ag atharrachadh gu calcite36,37. Is e vaterite an criostal as dùmhaile de na criostalan sin. Is e criostal sia-thaobhach a th’ ann aig a bheil comas lìonadh pores nas fheàrr na criostalan calcium carbonate eile air sgàth a mheud nas motha38. Faodaidh MICP a tha air a mhilleadh le urea agus nach eil air a mhilleadh le urea leantainn gu sileadh vaterite13,39,40,41.
Ged a tha MICP air comas gealltanach a nochdadh ann a bhith a’ daingneachadh ùirean trioblaideach agus ùirean a tha buailteach do chreimeadh gaoithe42,43,44,45,46,47,48, is e ammonia aon de na fo-thoraidhean bho hydrolysis urea, a dh’ fhaodadh duilgheadasan slàinte meadhanach gu dona adhbhrachadh a rèir na h-ìre nochdaidh49. Tha an taobh-bhuaidh seo a’ dèanamh cleachdadh na teicneòlais shònraichte seo connspaideach, gu sònraichte nuair a dh’ fheumar raointean mòra a làimhseachadh, leithid airson casg duslach. A bharrachd air an sin, tha fàileadh ammonia do-fhulangach nuair a thèid am pròiseas a dhèanamh aig ìrean tagraidh àrd agus meudan mòra, a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air a chleachdadh practaigeach. Ged a tha sgrùdaidhean o chionn ghoirid air sealltainn gun gabh ianan ammonium a lughdachadh le bhith gan tionndadh gu toraidhean eile leithid struvite, chan eil na dòighean sin a’ toirt air falbh ianan ammonium gu tur50. Mar sin, tha feum fhathast air fuasglaidhean eile a sgrùdadh nach eil a’ gineadh ianan ammonium. Dh’ fhaodadh cleachdadh shlighean lughdachadh neo-urea airson MICP fuasgladh a thoirt seachad nach deach a sgrùdadh gu math a thaobh lughdachadh creimeadh gaoithe. Fattahi et al. rinn iad sgrùdadh air lobhadh MICP gun urea a’ cleachdadh calcium acetate agus Bacillus megaterium41, agus chleachd Mohebbi et al. calcium acetate agus Bacillus amyloliquefaciens9. Ach, cha deach an sgrùdadh aca a choimeas ri stòran calcium eile agus bacteria heterotrofach a dh’ fhaodadh strì an aghaidh bleith gaoithe a leasachadh mu dheireadh. Tha dìth litreachas ann cuideachd a’ dèanamh coimeas eadar slighean lobhadh gun urea agus slighean lobhadh urea ann an lughdachadh bleith gaoithe.
A bharrachd air sin, chaidh a’ mhòr-chuid de sgrùdaidhean air bleith gaoithe agus smachd duslach a dhèanamh air sampallan ùir le uachdaran rèidh.1,51,52,53 Ach, chan eil uachdaran rèidh cho cumanta ann an nàdar ri cnuic is claisean. Sin as coireach gur e dùintean gainmhich am feart-tìre as cumanta ann an roinnean fàsach.
Gus faighinn thairis air na h-uireasbhaidhean a chaidh ainmeachadh gu h-àrd, bha an sgrùdadh seo ag amas air seata ùr de riochdairean bacterial nach eil a’ dèanamh ammonia a thoirt a-steach. Airson an adhbhair seo, bheachdaich sinn air slighean MICP nach eil a’ lughdachadh urea. Chaidh èifeachdas dà thùs calcium (calcium formate agus calcium acetate) a sgrùdadh. Cho fad ’s as aithne do na h-ùghdaran, cha deach sgrùdadh a dhèanamh air sileadh carbonate a’ cleachdadh dà mheasgachadh de thùs calcium agus bacteria (ie calcium formate-Bacillus subtilis agus calcium formate-Bacillus amyloliquefaciens) ann an sgrùdaidhean roimhe. Bha taghadh nam bacteria seo stèidhichte air na h-einnseanan a bhios iad a’ dèanamh a bhios a’ catalachadh oxidation calcium formate agus calcium acetate gus sileadh carbonate microbial a chruthachadh. Dhealbhaich sinn sgrùdadh deuchainneach mionaideach gus na factaran as fheàrr a lorg leithid pH, seòrsaichean bacteria agus stòran calcium agus na dùmhlachdan aca, co-mheas bacteria ri fuasgladh stòr calcium agus ùine leigheis. Mu dheireadh, chaidh èifeachdas an t-seata seo de riochdairean bacterial ann a bhith a’ cur bacadh air bleith gaoithe tro sileadh calcium carbonate a sgrùdadh le bhith a’ dèanamh sreath de dheuchainnean tunail gaoithe air dùintean gainmhich gus meud bleith gaoithe, astar briseadh-air-ais stairsneach agus strì an aghaidh bomadh gaoithe na gainmhich a dhearbhadh, agus chaidh tomhais treòraiche agus sgrùdaidhean meanbh-structarail (me mion-sgrùdadh diffraction X-ghath (XRD) agus microscopaidh sganaidh dealanach (SEM)) a dhèanamh cuideachd.
Feumaidh cinneasachadh calcium carbonate ianan calcium agus ianan carbonate. Gheibhear ianan calcium bho dhiofar thùsan calcium leithid clòraid calcium, haidreocsaid calcium, agus pùdar bainne sgimichte54,55. Faodar ianan carbonate a thoirt gu buil le diofar dhòighean meanbh-fhàs-bheairtean leithid hydrolysis urea agus oxidation aerobic no anaerobic de stuth organach56. Anns an sgrùdadh seo, fhuaireadh ianan carbonate bho ath-bhualadh oxidation formate agus acetate. A bharrachd air an sin, chleachd sinn salainn calcium de formate agus acetate gus calcium carbonate fìor-ghlan a thoirt gu buil, agus mar sin cha d’ fhuaireadh ach CO2 agus H2O mar fo-thoraidhean. Anns a’ phròiseas seo, chan eil ach aon stuth a’ frithealadh mar thùs calcium agus stòr carbonate, agus chan eil ammonia air a thoirt gu buil. Tha na feartan sin a’ dèanamh an dòigh cinneasachaidh stòr calcium agus carbonate a bha sinn a’ meas gu math gealltanach.
Tha na freagairtean co-fhreagarrach eadar formate calcium agus acetate calcium gus calcium carbonate a chruthachadh air an sealltainn ann am foirmlean (7)-(14). Tha foirmlean (7)-(11) a’ sealltainn gu bheil formate calcium a’ sgaoileadh ann an uisge gus searbhag formach no formate a chruthachadh. Mar sin, tha an fhuasgladh na thùs de ianan calcium agus haidreocsaid an-asgaidh (foirmlean 8 agus 9). Mar thoradh air ocsaidachadh searbhag formach, tha na dadaman gualain ann an searbhag formach air an tionndadh gu carbon dà-ogsaid (foirmle 10). Mu dheireadh, tha calcium carbonate air a chruthachadh (foirmlean 11 agus 12).
San aon dòigh, tha calcium carbonate air a chruthachadh bho calcium acetate (co-aontaran 13–15), ach a-mhàin gu bheil searbhag aiseatach no acetate air a chruthachadh an àite searbhag formach.
Às aonais làthaireachd einsìmean, chan urrainnear acetate agus formate a ocsaidachadh aig teòthachd an t-seòmair. Bidh FDH (formate dehydrogenase) agus CoA (coenzyme A) a’ catalachadh ocsaidachadh formate agus acetate gus carbon dà-ogsaid a chruthachadh, fa leth (Eqs. 16, 17) 57, 58, 59. Tha diofar bacteria comasach air na h-ensìmean seo a thoirt gu buil, agus chaidh bacteria heterotrophic, is iad sin Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Persian Type Culture Collection), ris an canar cuideachd NCIMB #13061 (International Collection of Bacteria, Yeast, Phage, Plasmids, Plant Seeds and Plant Cell Tissue Cultures)) agus Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077), a chleachdadh san sgrùdadh seo. Chaidh na bacteria seo a chultarachadh ann am meadhan anns an robh peptone feòla (5 g/L) agus earrann feòla (3 g/L), ris an canar broth beathachaidh (NBR) (105443 Merck).
Mar sin, chaidh ceithir foirmlean ullachadh gus sileadh calcium carbonate adhbhrachadh a’ cleachdadh dà thùs calcium agus dà bacteria: calcium formate agus Bacillus subtilis (FS), calcium formate agus Bacillus amyloliquefaciens (FA), calcium acetate agus Bacillus subtilis (AS), agus calcium acetate agus Bacillus amyloliquefaciens (AA).
Anns a’ chiad phàirt den dealbhadh deuchainneach, chaidh deuchainnean a dhèanamh gus an cothlamadh as fheàrr a dhearbhadh a bheireadh a-mach an ìre as àirde de chinneasachadh calcium carbonate. Leis gun robh calcium carbonate anns na sampallan ùir, chaidh seata de dheuchainnean measaidh tòiseachaidh a dhealbhadh gus an CaCO3 a chaidh a thoirt a-mach leis na diofar choimeasgaidhean a thomhas gu ceart, agus chaidh measgachadh de mheadhan cultar agus fuasglaidhean stòr calcium a mheasadh. Airson gach cothlamadh de stòr calcium agus fuasgladh bacteria a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd (FS, FA, AS, agus AA), chaidh factaran leasachaidh (dùmhlachd stòr calcium, ùine leigheis, dùmhlachd fuasgladh bacteria air a thomhas le dùmhlachd optigeach an fhuasglaidh (OD), co-mheas stòr calcium ri fuasgladh bacteria, agus pH) a thoirt a-mach agus a chleachdadh anns na deuchainnean tunail gaoithe làimhseachaidh dùn gainmhich a tha air am mìneachadh anns na h-earrannan a leanas.
Airson gach measgachadh, chaidh 150 deuchainnean a dhèanamh gus buaidh sileadh CaCO3 a sgrùdadh agus diofar nithean a mheasadh, is iad sin dùmhlachd stòr calcium, ùine leigheis, luach OD bacteriach, co-mheas stòr calcium ri fuasgladh bacteriach agus pH rè oxidation aerobic de stuth organach (Clàr 1). Chaidh an raon pH airson a’ phròiseis leasaichte a thaghadh stèidhichte air lùban fàis Bacillus subtilis agus Bacillus amyloliquefaciens gus fàs nas luaithe fhaighinn. Tha seo air a mhìneachadh nas mionaidiche anns an earrann Toraidhean.
Chaidh na ceumannan a leanas a chleachdadh gus na sampallan ullachadh airson na h-ìre leasachaidh. Chaidh fuasgladh MICP ullachadh an toiseach le bhith ag atharrachadh pH tùsail a’ mheadhain chultair agus an uairsin chaidh a dhèanamh fèin-chlabhaidh aig 121 °C airson 15 mionaidean. Chaidh an strain an uairsin a chur ann an sruth-adhair laminar agus a chumail ann an goireadair-crathaidh aig 30 °C agus 180 rpm. Cho luath ‘s a ràinig OD a’ bacteria an ìre a bha thu ag iarraidh, chaidh a mheasgachadh leis an fhuasgladh stòr calcium anns a’ chuibhreann a bha thu ag iarraidh (Figear 1a). Chaidh leigeil leis an fhuasgladh MICP freagairt agus cruadhachadh ann an goireadair-crathaidh aig 220 rpm agus 30 °C airson ùine a ràinig an luach targaid. Chaidh an CaCO3 a chaidh a dhòrtadh a sgaradh às deidh centrifugation aig 6000 g airson 5 mionaidean agus an uairsin a thiormachadh aig 40 °C gus na sampallan ullachadh airson deuchainn calcimeter (Figear 1b). Chaidh sileadh CaCO3 a thomhas an uair sin le bhith a’ cleachdadh calcimeter Bernard, far am bi pùdar CaCO3 ag ath-fhreagairt le 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) gus CO2 a thoirt gu buil, agus tha meud a’ ghas seo na thomhas air susbaint CaCO3 (Figear 1c). Gus meud CO2 a thionndadh gu susbaint CaCO3, chaidh lùb calabrachaidh a chruthachadh le bhith a’ nighe pùdar CaCO3 fìor-ghlan le 1 N HCl agus ga phlòtadh an aghaidh an CO2 a chaidh a leasachadh. Chaidh morf-eòlas agus purrachd a’ phùdair CaCO3 a chaidh a dhòrtadh a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh ìomhaighean SEM agus mion-sgrùdadh XRD. Chaidh miocroscop optigeach le meudachadh de 1000 a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air cruthachadh calcium carbonate timcheall air a’ bacteria, ìre a’ chalcium carbonate a chaidh a chruthachadh, agus gnìomhachd a’ bacteria.
’S e sgìre ainmeil a th’ ann an Linne Dejegh ann an Roinn Fars ann an iar-dheas Ioran far a bheil mòran creimeadh, agus chruinnich an luchd-rannsachaidh sampallan ùir air an creimeadh leis a’ ghaoith bhon sgìre. Chaidh na sampallan a thoirt bho uachdar na h-ùire airson an sgrùdaidh. Sheall deuchainnean comharran air na sampallan ùir gur e ùir gainmhich le droch sheòrsachadh le silt a bh’ anns an ùir agus gun deach a seòrsachadh mar SP-SM a rèir an t-Siostam Seòrsachaidh Ùir Aonaichte (USC) (Figear 2a). Sheall mion-sgrùdadh XRD gur e calcite agus grian-chlach a bh’ anns an ùir Dejegh sa mhòr-chuid (Figear 2b). A bharrachd air an sin, sheall mion-sgrùdadh EDX gu robh eileamaidean eile leithid Al, K, agus Fe an làthair ann an cuibhreannan nas lugha cuideachd.
Gus na dùintean gainmhich obair-lann ullachadh airson deuchainnean bleith gaoithe, chaidh an ùir a phronnadh bho àirde 170 mm tro thonn le trast-thomhas de 10 mm gu uachdar cruaidh, agus mar thoradh air sin bha dùn àbhaisteach de 60 mm a dh'àirde agus 210 mm ann an trast-thomhas. Ann an nàdar, is e pròiseasan aeolian a chruthaichear na dùintean gainmhich leis an dùmhlachd as ìsle. ​​San aon dòigh, b' e an sampall a chaidh ullachadh a' cleachdadh an dòigh-obrach gu h-àrd an dùmhlachd coimeasach as ìsle, γ = 14.14 kN/m³, a' cruthachadh còn gainmhich air a thasgadh air uachdar còmhnard le ceàrn fois de mu 29.7°.
Chaidh am fuasgladh MICP as fheàrr a fhuaireadh san earrann roimhe a spìonadh air leathad an dùin aig ìrean cur-ris de 1, 2 agus 3 lm-2 agus an uairsin chaidh na sampallan a stòradh ann an goireadair aig 30 °C (Figear 3) airson 9 latha (ie an ùine leigheis as fheàrr) agus an uairsin chaidh an toirt a-mach airson deuchainnean tunail gaoithe.
Airson gach làimhseachaidh, chaidh ceithir sampallan ullachadh, aon airson susbaint calcium carbonate agus neart uachdar a thomhas a’ cleachdadh treòraiche, agus chaidh na trì sampallan a bha air fhàgail a chleachdadh airson deuchainnean bleith aig trì astaran eadar-dhealaichte. Anns na deuchainnean tunail gaoithe, chaidh meud a’ bhleith a dhearbhadh aig diofar astaran gaoithe, agus an uairsin chaidh an astar briseadh-sìos stairsneach airson gach sampall làimhseachaidh a dhearbhadh a’ cleachdadh plota de mheud bleith an aghaidh astar gaoithe. A bharrachd air na deuchainnean bleith gaoithe, chaidh na sampallan làimhseachaidh a chur fo bhomadh gainmhich (ie, deuchainnean leumaidh). Chaidh dà shamhla a bharrachd ullachadh airson an adhbhair seo aig ìrean tagraidh de 2 agus 3 L m−2. Mhair an deuchainn bomadh gainmhich 15 mionaid le sruthadh de 120 gm−1, a tha taobh a-staigh raon nan luachan a chaidh a thaghadh ann an sgrùdaidhean roimhe60,61,62. B’ e 800 mm an t-astar còmhnard eadar an t-sròin sgrìobach agus bonn an tunail, suidhichte 100 mm os cionn bonn an tunail. Chaidh an suidheachadh seo a shuidheachadh gus am biodh cha mhòr a h-uile gràin gainmhich leumaidh a’ tuiteam air an tunail.
Chaidh deuchainn an tunail gaoithe a dhèanamh ann an tunail gaoithe fosgailte le fad 8 m, leud 0.4 m agus àirde 1 m (Figear 4a). Tha an tunail gaoithe air a dhèanamh de dhuilleagan stàilinn ghalbhanaichte agus faodaidh e astar gaoithe suas ri 25 m/s a ghineadh. A bharrachd air an sin, thathas a’ cleachdadh inneal-tionndaidh tricead gus tricead an neach-leantainn atharrachadh agus an tricead a mheudachadh mean air mhean gus an astar gaoithe targaid fhaighinn. Tha Figear 4b a’ sealltainn diagram sgemataigeach de na dùintean gainmhich air an creimeadh leis a’ ghaoth agus pròifil astar na gaoithe a chaidh a thomhas anns an tunail gaoithe.
Mu dheireadh, gus coimeas a dhèanamh eadar toraidhean foirmleachadh MICP neo-urealaich a chaidh a mholadh san sgrùdadh seo agus toraidhean deuchainn smachd urealytic MICP, chaidh sampallan dùn ullachadh cuideachd agus an làimhseachadh le fuasgladh bith-eòlasach anns an robh urea, calcium chloride agus Sporosarcina pasteurii (leis gu bheil comas mòr aig Sporosarcina pasteurii urease a thoirt gu buil63). B’ e 1.5 dùmhlachd optigeach an fhuasglaidh bacteriach, agus b’ e 1 M na dùmhlachdan urea agus calcium chloride (air an taghadh stèidhichte air na luachan a chaidh a mholadh ann an sgrùdaidhean roimhe36,64,65). Bha am meadhan cultarach air a dhèanamh suas de bhroth beathachaidh (8 g / L) agus urea (20 g / L). Chaidh am fuasgladh bacteriach a spìonadh air uachdar an dùin agus fhàgail airson 24 uair a thìde airson ceangal bacteriach. Às deidh 24 uair a thìde de cheangal, chaidh fuasgladh saimeantachaidh (calcium chloride agus urea) a spìonadh. Canar UMC ris an deuchainn smachd urealytic MICP an-seo. Fhuaireadh susbaint calcium carbonate ann an sampallan ùir air an làimhseachadh gu urealasach agus nach deach a làimhseachadh gu urealasach le bhith gan nighe a rèir a’ mhodh-obrach a mhol Choi et al.66
Tha Figear 5 a’ sealltainn lùban fàis Bacillus amyloliquefaciens agus Bacillus subtilis anns a’ mheadhan cultarach (fuasgladh beathachaidh) le raon pH tùsail de 5 gu 10. Mar a chithear san fhigear, dh’fhàs Bacillus amyloliquefaciens agus Bacillus subtilis nas luaithe aig pH 6-8 agus 7-9, fa leth. Mar sin, chaidh an raon pH seo a ghabhail os làimh aig ìre an leasachaidh.
Lùban fàis (a) Bacillus amyloliquefaciens agus (b) Bacillus subtilis aig diofar luachan pH tùsail den mheadhan beathachaidh.
Tha Figear 6 a’ sealltainn na tha de charbon dà-ogsaid air a thoirt a-mach anns a’ mheatair aoil Bernard, a tha a’ riochdachadh calcium carbonate air a dhòrtadh (CaCO3). Leis gun deach aon fhactar a shuidheachadh anns gach cothlamadh agus gun deach na factaran eile atharrachadh, tha gach puing air na grafaichean seo a’ freagairt ris an tomhas-lìonaidh as motha de charbon dà-ogsaid anns an t-seata dheuchainnean sin. Mar a chithear san fhigear, mar a mheudaich dùmhlachd an stòr calcium, mheudaich cinneasachadh calcium carbonate. Mar sin, tha dùmhlachd an stòr calcium a’ toirt buaidh dhìreach air cinneasachadh calcium carbonate. Leis gu bheil an stòr calcium agus an stòr carbonate mar an ceudna (ie, calcium formate agus calcium acetate), mar as motha de ianan calcium a thèid a leigeil ma sgaoil, is ann as motha de calcium carbonate a thèid a chruthachadh (Figear 6a). Anns na foirmlean AS agus AA, lean cinneasachadh calcium carbonate ag àrdachadh le bhith a’ meudachadh ùine leigheis gus an robh meud an deasgaidh cha mhòr gun atharrachadh às deidh 9 latha. Anns a’ fhoirmleachadh FA, lùghdaich an ìre cruthachadh calcium carbonate nuair a chaidh an ùine leigheis thairis air 6 latha. An coimeas ri foirmlean eile, sheall foirmleachadh FS ìre cruthachadh calcium carbonate an ìre mhath ìosal às deidh 3 latha (Figear 6b). Ann an cruthan FA agus FS, fhuaireadh 70% agus 87% den chinneasachadh calcium carbonate iomlan an dèidh trì latha, agus ann an cruthan AA agus AS, cha robh a’ chuibhreann seo ach mu 46% agus 45%, fa leth. Tha seo a’ sealltainn gu bheil ìre cruthachaidh CaCO3 nas àirde aig an fhoirmle stèidhichte air searbhag formach aig a’ chiad ìre an taca ris an fhoirmle stèidhichte air acetate. Ach, bidh an ìre cruthachaidh a’ slaodadh sìos le barrachd ùine leigheis. Faodar a cho-dhùnadh bho Fhigear 6c nach eil tabhartas mòr sam bith ann do chruthachadh calcium carbonate eadhon aig dùmhlachdan bacterial os cionn OD1.
Atharrachadh ann an tomhas-lìonaidh CO2 (agus susbaint CaCO3 co-fhreagarrach) air a thomhas leis a’ chalcimeter Bernard mar ghnìomh de (a) dùmhlachd stòr calcium, (b) ùine suidheachaidh, (c) OD, (d) pH tùsail, (e) co-mheas stòr calcium ri fuasgladh bacteriach (airson gach foirmle); agus (f) an ìre as àirde de chalcium carbonate a chaidh a thoirt a-mach airson gach measgachadh de stòr calcium agus bacteria.
A thaobh buaidh pH tùsail a’ mheadhain, tha Figear 6d a’ sealltainn, airson FA agus FS, gun do ràinig cinneasachadh CaCO3 luach as àirde aig pH 7. Tha an aire seo a’ co-chòrdadh ri sgrùdaidhean roimhe a tha ag ràdh gu bheil einsímean FDH as seasmhaiche aig pH 7-6.7. Ach, airson AA agus AS, mheudaich an sileadh CaCO3 nuair a chaidh am pH thairis air 7. Sheall sgrùdaidhean roimhe cuideachd gur e an raon pH as fheàrr airson gnìomhachd einnsein CoA bho 8 gu 9.2-6.8. A’ beachdachadh gur e na raointean pH as fheàrr airson gnìomhachd einnsein CoA agus fàs B. amyloliquefaciens (8-9.2) agus (6-8), fa leth (Figear 5a), thathar an dùil gum bi am pH as fheàrr airson foirmleachadh AA aig 8, agus gu bheil an dà raon pH a’ dol thairis air a chèile. Chaidh an fhìrinn seo a dhearbhadh le deuchainnean, mar a chithear ann am Figear 6d. Leis gur e 7-9 an pH as fheàrr airson fàs B. subtilis (Figear 5b) agus gur e 8-9.2 an pH as fheàrr airson gnìomhachd einnsein CoA, thathar an dùil gum bi an toradh sileadh CaCO3 as àirde anns an raon pH 8-9, a tha air a dhearbhadh le Figear 6d (ie, is e 9 an pH sileadh as fheàrr). Tha na toraidhean a chithear ann am Figear 6e a’ nochdadh gur e 1 an co-mheas as fheàrr de fhuasgladh stòr calcium ri fuasgladh bacteriach airson fuasglaidhean acetate agus formate. Airson coimeas, chaidh coileanadh diofar fhoirmlean (ie, AA, AS, FA, agus FS) a mheasadh stèidhichte air an cinneasachadh CaCO3 as àirde fo dhiofar chumhachan (ie, dùmhlachd stòr calcium, ùine leigheis, OD, co-mheas stòr calcium ri fuasgladh bacteriach, agus pH tùsail). Am measg nan foirmlean a chaidh a sgrùdadh, b’ e foirmle FS an cinneasachadh CaCO3 as àirde, a bha timcheall air trì uiread na foirmle AA (Figear 6f). Chaidh ceithir deuchainnean smachd gun bacteria a dhèanamh airson an dà thùs calcium agus cha deach sileadh CaCO3 fhaicinn às deidh 30 latha.
Sheall na h-ìomhaighean maicreasgopaidh optaigeach de na foirmlean uile gur e vaterite am prìomh ìre anns an deach calcium carbonate a chruthachadh (Figear 7). Bha criostalan nan vaterite cruinn ann an cumadh69,70,71. Chaidh a lorg gun do thuit calcium carbonate air na ceallan bacteriach leis gu robh uachdar nan ceallan bacteriach air a ghearradh gu àicheil agus gum b’ urrainn dha a bhith na adsorbent airson cationan dà-bhailteach. A’ gabhail foirmle FS mar eisimpleir san sgrùdadh seo, às deidh 24 uairean, thòisich calcium carbonate a’ cruthachadh air cuid de cheallan bacteriach (Figear 7a), agus às deidh 48 uairean, mheudaich àireamh nan ceallan bacteriach còmhdaichte le calcium carbonate gu mòr. A bharrachd air an sin, mar a chithear ann am Figear 7b, b’ urrainnear mìrean vaterite a lorg cuideachd. Mu dheireadh, às deidh 72 uairean, bha coltas gu robh àireamh mhòr de bacteria ceangailte ris na criostalan vaterite, agus mheudaich àireamh nam mìrean vaterite gu mòr (Figear 7c).
Beachdan maicreasgopaidh optaigeach air sileadh CaCO3 ann an co-dhèanamh FS thar ùine: (a) 24, (b) 48 agus (c) 72 uair.
Gus tuilleadh rannsachaidh a dhèanamh air morf-eòlas na h-ìre a chaidh a dheasachadh, chaidh mion-sgrùdaidhean diffraction ghathan-X (XRD) agus SEM a dhèanamh air na pùdairean. Dhearbh na speactraman XRD (Figear 8a) agus na micrografaichean SEM (Figear 8b, c) gu robh criostalan vaterite an làthair, leis gu robh cumadh coltach ri leitís orra agus chaidh co-fhreagarrachd fhaicinn eadar mullaichean vaterite agus mullaichean an deasgaidh.
(a) Coimeas eadar speactraman diffraction X-ghathan de CaCO3 agus vaterite a chaidh a chruthachadh. Micreagrafan SEM de vaterite aig (b) meudachadh 1 kHz agus (c) 5.27 kHz, fa leth.
Tha toraidhean nan deuchainnean tunail gaoithe air an sealltainn ann am Figear 9a, b. Chithear bho Fhigear 9a gu bheil astar bleith stairsneach (TDV) na gainmhich neo-làimhseachaidh mu 4.32 m/s. Aig an ìre tagraidh de 1 l/m² (Figear 9a), tha leathadan loidhnichean ìre call na h-ùire airson bloighean FA, FS, AA agus UMC cha mhòr an aon rud ris an dùn neo-làimhseachaidh. Tha seo a’ nochdadh nach eil an làimhseachadh aig an ìre tagraidh seo èifeachdach agus cho luath ‘s a thèid astar na gaoithe thairis air an TDV, falbhaidh an rùsg tana talmhainn agus tha ìre bleith an dùin an aon rud ris an dùn neo-làimhseachaidh. Tha leathad bleith bloigh AS cuideachd nas ìsle na leathad nam bloighean eile le abscissas nas ìsle (ie TDV) (Figear 9a). Tha na saigheadan ann am Figear 9b a’ nochdadh aig an astar gaoithe as àirde de 25 m/s, nach do thachair bleith sam bith anns na dùin air an làimhseachadh aig na h-ìrean tagraidh de 2 agus 3 l/m². Ann am faclan eile, airson FS, FA, AS agus UMC, bha na dùintean nas seasmhaiche ri bleith gaoithe air adhbhrachadh le tasgadh CaCO³ aig ìrean tagraidh de 2 agus 3 l/m² na aig an astar gaoithe as àirde (ie 25 m/s). Mar sin, is e an luach TDV de 25 m/s a fhuaireadh anns na deuchainnean seo an crìoch as ìsle airson na h-ìrean tagraidh a chithear ann am Figear 9b, ach a-mhàin airson cùis AA, far a bheil an TDV cha mhòr co-ionann ris an astar gaoithe as àirde.
Deuchainn bleith gaoithe (a) Call cuideim an aghaidh astar gaoithe (ìre tagraidh 1 l/m2), (b) Astar reubadh stairsneach an aghaidh ìre tagraidh agus foirmle (CA airson calcium acetate, CF airson calcium formate).
Tha Figear 10 a’ sealltainn bleith uachdar nan dùintean gainmhich a chaidh a làimhseachadh le diofar fhoirmlean agus ìrean tagraidh às dèidh deuchainn bomadh gainmhich agus tha na toraidhean cainneachdail air an sealltainn ann am Figear 11. Chan eil a’ chùis gun làimhseachadh air a shealltainn leis nach do sheall e strì an aghaidh agus chaidh a bleith gu tur (call iomlan mais) rè deuchainn bomadh gainmhich. Tha e soilleir bho Fhigear 11 gun do chaill an sampall a chaidh a làimhseachadh le bio-cho-dhèanamh AA 83.5% de a chuideam aig an ìre tagraidh de 2 l/m2 agus sheall na sampallan eile uile nas lugha na 30% de bhleith rè a’ phròiseas bomadh gainmhich. Nuair a chaidh an ìre tagraidh àrdachadh gu 3 l/m2, chaill na sampallan eile uile a chaidh a làimhseachadh nas lugha na 25% den chuideam aca. Aig an dà ìre tagraidh, sheall todhar FS an strì as fheàrr an aghaidh bomadh gainmhich. Faodar an strì an aghaidh bomadh as àirde agus as ìsle anns na sampallan a chaidh a làimhseachadh le FS agus AA a chur às leth an sileadh CaCO3 as àirde agus as ìsle aca (Figear 6f).
Toraidhean bho bhith a’ bomadh dùintean gainmhich de dhiofar cho-dhèanamh aig ìrean sruthadh de 2 agus 3 l/m2 (tha saighdean a’ comharrachadh stiùireadh na gaoithe, tha croisean a’ comharrachadh stiùireadh na gaoithe ceart-cheàrnach ri plèana an deilbh).
Mar a chithear ann am Figear 12, mheudaich susbaint calcium carbonate nan uile foirmlean mar a mheudaich an ìre tagraidh bho 1 L/m² gu 3 L/m². A bharrachd air an sin, aig gach ìre tagraidh, b’ e FS am foirmle leis an t-susbaint calcium carbonate as àirde, agus an uair sin FA agus UMC. Tha seo a’ moladh gum faodadh strì an aghaidh uachdar nas àirde a bhith aig na foirmlean sin.
Tha Figear 13a a’ sealltainn an atharrachaidh ann an strì an aghaidh uachdar ann an sampallan ùire gun làimhseachadh, smachd agus làimhseachail air an tomhas le deuchainn treòiteachd. Bhon fhigear seo, tha e follaiseach gun do dh’àrdaich strì an aghaidh uachdar foirmlean UMC, AS, FA agus FS gu mòr le àrdachadh ann an ìre tagraidh. Ach, bha an àrdachadh ann an neart uachdar an ìre mhath beag ann am foirmle AA. Mar a chithear san fhigear, tha treòiteachd uachdar nas fheàrr aig foirmlean FA agus FS de MICP nach eil air a mhilleadh le urea an taca ri MICP air a mhilleadh le urea. Tha Figear 13b a’ sealltainn an atharrachaidh ann an TDV le strì an aghaidh uachdar na h-ùire. Bhon fhigear seo, tha e soilleir, airson dùintean le strì an aghaidh uachdar nas motha na 100 kPa, gum bi an astar stialladh stairsneach nas àirde na 25 m/s. Leis gum faodar strì an aghaidh uachdar in situ a thomhas gu furasta le treòiteachd, faodaidh an t-eòlas seo cuideachadh le bhith a’ measadh TDV nuair nach eil deuchainnean tunail gaoithe ann, agus mar sin a’ frithealadh mar chomharradh smachd càileachd airson tagraidhean làraich.
Tha na toraidhean SEM air an sealltainn ann am Figear 14. Tha Figearan 14a-b a’ sealltainn mìrean leudaichte an t-sampall ùir gun làimhseachadh, a tha a’ nochdadh gu soilleir gu bheil e co-leanailteach agus nach eil ceangal nàdarrach no saimeant ann. Tha Figear 14c a’ sealltainn micrograf SEM den t-sampall smachd air a làimhseachadh le MICP air a mhilleadh le urea. Tha an ìomhaigh seo a’ sealltainn làthaireachd CaCO3 a’ sileadh mar phoileamorfa calcite. Mar a chithear ann am Figearan 14d-o, tha an CaCO3 a chaidh a sileadh a’ ceangal nam mìrean ri chèile; faodar criostalan vaterite cruinn aithneachadh cuideachd anns na micrografaichean SEM. Tha toraidhean an sgrùdaidh seo agus sgrùdaidhean roimhe a’ nochdadh gum faod na ceanglaichean CaCO3 a chaidh a chruthachadh mar phoileamorfa vaterite neart meacanaigeach reusanta a thoirt seachad cuideachd; tha na toraidhean againn a’ sealltainn gu bheil an aghaidh uachdar ag àrdachadh gu 350 kPa agus gu bheil an astar dealachaidh stairsneach ag àrdachadh bho 4.32 gu barrachd air 25 m/s. Tha an toradh seo a’ co-chòrdadh ri toraidhean sgrùdaidhean a rinneadh roimhe, is e vaterite am maitrís de CaCO3 air a dhòrtadh le MICP, aig a bheil neart meacanaigeach reusanta agus strì an aghaidh bleith gaoithe13,40 agus as urrainn strì an aghaidh bleith gaoithe reusanta a chumail suas eadhon an dèidh 180 latha de bhith fosgailte do chumhachan àrainneachdail làraich13.
(a, b) Micreagrafan SEM de ùir gun làimhseachadh, (c) smachd lobhadh urea MICP, (df) sampallan air an làimhseachadh le AA, (gi) sampallan air an làimhseachadh le AS, (jl) sampallan air an làimhseachadh le FA, agus (mo) sampallan air an làimhseachadh le FS aig ìre cur-ris de 3 L/m2 aig diofar mheudachaidhean.
Tha Figear 14d-f a’ sealltainn, an dèidh làimhseachadh le todhar AA, gun deach calcium carbonate a dhòrtadh air an uachdar agus eadar na gràinnean gainmhich, agus gun deach cuid de ghràinean gainmhich gun chòmhdach fhaicinn cuideachd. A thaobh cho-phàirtean AS, ged nach do dh’àrdaich meud CaCO3 a chaidh a chruthachadh gu mòr (Figear 6f), mheudaich meud nan ceanglaichean eadar gràinnean gainmhich air adhbhrachadh le CaCO3 gu mòr an taca ri todhar AA (Figear 14g-i).
Bho Fhigearan 14j-l agus 14m-o tha e soilleir gu bheil cleachdadh formate calcium mar thùs calcium ag adhbhrachadh barrachd àrdachadh ann an sileadh CaCO3 an taca ris a’ cho-thàth AS, a tha a rèir tomhais meatair calcium ann am Figear 6f. Tha e coltach gu bheil an CaCO3 a bharrachd seo air a thasgadh sa mhòr-chuid air na mìrean gainmhich agus chan eil e gu riatanach a’ leasachadh càileachd a’ chonaltraidh. Tha seo a’ dearbhadh an giùlan a chaidh fhaicinn roimhe: a dh’ aindeoin nan eadar-dhealachaidhean ann an ìre sileadh CaCO3 (Figear 6f), chan eil na trì foirmlean (AS, FA agus FS) eadar-dhealaichte gu mòr a thaobh coileanadh an-aghaidh eolian (gaoithe) (Figear 11) agus strì an aghaidh uachdar (Figear 13a).
Gus na ceallan bacteriach còmhdaichte le CaCO3 agus an lorg bacteriach air na criostalan a chaidh a dhòrtadh a dhèanamh nas fheàrr fhaicinn, chaidh micreagrafan SEM le meud àrd a thogail agus tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 15. Mar a chithear, bidh calcium carbonate a’ sileadh air na ceallan bacteriach agus a’ toirt seachad na niuclasan a tha a dhìth airson an sileadh an sin. Tha am figear cuideachd a’ sealltainn nan ceanglaichean gnìomhach agus neo-ghnìomhach air an adhbhrachadh le CaCO3. Faodar a cho-dhùnadh nach eil àrdachadh sam bith ann an ceanglaichean neo-ghnìomhach gu riatanach a’ leantainn gu tuilleadh leasachaidh ann an giùlan meacanaigeach. Mar sin, chan eil àrdachadh ann an sileadh CaCO3 gu riatanach a’ leantainn gu neart meacanaigeach nas àirde agus tha pàirt chudromach aig pàtran an sileadh. Chaidh a’ phuing seo a sgrùdadh cuideachd ann an obraichean Terzis agus Laloui72 agus Soghi agus Al-Kabani45,73. Gus sgrùdadh nas mionaidiche a dhèanamh air a’ cheangal eadar pàtran sileadh agus neart meacanaigeach, thathas a’ moladh sgrùdaidhean MICP a’ cleachdadh ìomhaighean µCT, a tha taobh a-muigh raon an sgrùdaidh seo (ie, a’ toirt a-steach diofar choimeasgaidhean de thùs calcium agus bacteria airson MICP gun ammonia).
Dh’adhbhraich CaCO3 ceanglaichean gnìomhach is neo-ghnìomhach ann an sampallan air an làimhseachadh le (a) co-dhèanamh AS agus (b) co-dhèanamh FS agus dh’fhàg e lorg cheallan bacteriach air an drùchd.
Mar a chithear ann am Figearan 14j-o agus 15b, tha film CaCO ann (a rèir mion-sgrùdadh EDX, is e co-dhèanamh ceudad gach eileamaid san fhilm carbon 11%, ogsaidean 46.62% agus calcium 42.39%, a tha glè fhaisg air ceudad CaCO ann am Figear 16). Tha am film seo a’ còmhdach criostalan vaterite agus mìrean na h-ùire, a’ cuideachadh le bhith a’ cumail suas ionracas siostam na h-ùire-grùide. Cha deach làthaireachd an fhilm seo fhaicinn ach anns na sampallan a chaidh a làimhseachadh leis an fhoirmleadh stèidhichte air formate.
Tha Clàr 2 a’ dèanamh coimeas eadar neart uachdar, astar dealachaidh stairsneach, agus susbaint CaCO3 bith-bhrosnaichte ùirean air an làimhseachadh le slighean MICP a tha a’ lughdachadh urea agus nach eil a’ lughdachadh urea ann an sgrùdaidhean roimhe agus an sgrùdadh seo. Tha sgrùdaidhean air strì an aghaidh bleith gaoithe ann an sampallan gainmhich air an làimhseachadh le MICP gann. Rinn Meng et al. sgrùdadh air strì an aghaidh bleith gaoithe ann an sampallan gainmhich a tha a’ lughdachadh urea air an làimhseachadh le MICP a’ cleachdadh sèidear dhuilleagan,13 ach san sgrùdadh seo, chaidh sampallan gainmhich nach eil a’ lughdachadh urea (a bharrachd air smachdan a tha a’ lughdachadh urea) a dhearbhadh ann an tunail gaoithe agus chaidh an làimhseachadh le ceithir measgachadh eadar-dhealaichte de bacteria agus stuthan.
Mar a chithear, tha cuid de sgrùdaidhean roimhe air beachdachadh air ìrean tagraidh àrda nas àirde na 4 L/m213,41,74. Is fhiach a thoirt fa-near nach bi ìrean tagraidh àrda furasta an cur an sàs san raon bho shealladh eaconamach air sgàth nan cosgaisean co-cheangailte ri solar uisge, còmhdhail agus cur an sàs meudan mòra uisge. Choilean ìrean tagraidh nas ìsle leithid 1.62-2 L/m2 neartan uachdar gu math math suas ri 190 kPa agus TDV nas àirde na 25 m/s. Anns an sgrùdadh seo, choilean dùintean a chaidh a làimhseachadh le MICP stèidhichte air formate gun lobhadh urea neartan uachdar àrda a bha co-chosmhail ris an fheadhainn a fhuaireadh leis an t-slighe lobhadh urea san aon raon de ìrean tagraidh (ie, bha sampallan a chaidh a làimhseachadh le MICP stèidhichte air formate gun lobhadh urea cuideachd comasach air an aon raon de luachan neart uachdar a choileanadh mar a chaidh aithris le Meng et al., 13, Figear 13a) aig ìrean tagraidh nas àirde. Chithear cuideachd, aig ìre tagraidh de 2 L/m2, gun robh toradh calcium carbonate airson lughdachadh bleith gaoithe aig astar gaoithe de 25 m/s 2.25% airson an MICP stèidhichte air formate gun lobhadh urea, a tha glè fhaisg air an ìre riatanach de CaCO3 (ie 2.41%) an taca ri dùintean-mara air an làimhseachadh leis an MICP smachd le lobhadh urea aig an aon ìre tagraidh agus an aon astar gaoithe (25 m/s).
Mar sin, faodar a cho-dhùnadh bhon chlàr seo gum faod an dà chuid slighe lobhadh urea agus slighe lobhadh gun urea coileanadh gu math iomchaidh a thoirt seachad a thaobh strì an aghaidh uachdar agus TDV. Is e am prìomh eadar-dhealachadh nach eil ammonia anns an t-slighe lobhadh gun urea agus mar sin gu bheil buaidh àrainneachdail nas ìsle aice. A bharrachd air an sin, tha coltas gu bheil an dòigh MICP stèidhichte air formate às aonais lobhadh urea a chaidh a mholadh san sgrùdadh seo a’ coileanadh nas fheàrr na an dòigh MICP stèidhichte air acetate às aonais lobhadh urea. Ged a rinn Mohebbi et al. sgrùdadh air an dòigh MICP stèidhichte air acetate às aonais lobhadh urea, bha sampallan air uachdaran còmhnard9 anns an sgrùdadh aca. Air sgàth an ìre nas àirde de chreimeadh air adhbhrachadh le cruthachadh cuartagan timcheall air na sampallan dùn agus an rùsgadh a thig às, a tha a’ leantainn gu TDV nas ìsle, thathar an dùil gum bi creimeadh gaoithe nan sampallan dùn nas follaisiche na creimeadh uachdaran còmhnard aig an aon astar.