尿素酸媒介による微生物凝固の操作上の値:環境地下水環境における多変量最適化とフィールド検証

科学分野:

• 地質工学
• 環境科学
• 微生物学

背景:

• 微生物誘発カルシウム炭酸降水 (MICP) は,持続可能な土壌安定化を提供しますが,反応運動学と環境制御の課題に直面しています.
• 現存するMICP方法は,多くの場合,エネルギー密集的な条件を必要とし,実用的な大規模アプリケーションを制限します.

研究 の 目的:

• N- ((n-ブチル) -チオホスフォリックトリアミド (NBPT) を使用したウレアゼ阻害MICPの多変量最適化フレームワークを開発する.
• 地下水環境におけるMICPの実用的な適用基準を設定し,費用対効果と環境適合性に重点を置く.

主な方法:

• NBPT濃度,セメント溶液濃度,バクテリアとセメント溶液の比率,温度,pHの5つの操作パラメータを体系的に調査する.
• 性能を評価するために砂柱試験と尿素酵素活動の継続的なモニタリングを使用した.
• 有効なバイオセメンテーションを決定するために評価された非制限圧縮強度.

主要な成果:

• 低濃度のNBPT (0. 1%) と1:1のバクテリアサスペンションとセメント溶液の比率により,効果的なバイオセメントが達成されました.
• 抑制剤のない対照群と比較して93%の圧縮強さを維持した.
• 最適な条件は,1mol/Lのセメント溶液,温度>20°C,ニュートラルpH (7-8).

結論:

• この研究は,NBPT-MICPの地質学アプリケーション,ブリッジングラボの最適化および現実世界の可変性に関する実践的な,実行可能なガイドラインを提供します.
• NBPT-MICPは,天然の水化学システムにおける砂の安定化のための費用対効果が高く,環境に適合するソリューションとして提唱されています.