Name: Daldırma ile Mikrobiyal İndüklenen Kalsit Çökemi (MICP) ile Kumlu Toprak İyileşmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-12T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 27 s
Description: Öğrenin, daldırma yöntemiyle mikrobiyal indüklenmiş kalsit çökelmesi (MICP) teknolojisini kullanarak kumlu toprakların iyileştirilmesini. Bu yöntem, üniform kalsiyum karbonat çökelmesi sağlayarak toprağın mekanik özelliklerini artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, 1531382 sayılı Ulusal Bilim Vakfı Hibesi ve MarTREC tarafından desteklenmiştir.

NOT: Aşağıdaki prosedürlerde kullanılan tüm ilgili malzemeler tehlikeli değildir. Kişisel koruyucu ekipman (güvenlik gözlükleri, eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, kapalı ayak ayakkabı) hala gereklidir.
1. Bakteri çözeltisinin hazırlanması
<ol><li>Büyüme ortamının hazırlanması (NH4-YE orta) NOT: Deiyonize su litre başına büyüme ortamı bileşenleri şunlardır: maya ekstresi 20 g; 10 g (NH4)2SO4; ve 0,13 M Tris tampon (pH 9.0).<ol>
<li>Otoklav malzemeleri ayrı ayrı.</li>
		<li>0,13 M Tris tampon içeren deiyonize su 20 g ve (NH4)2SO4 1 L deiyonize su çözünür.</li>
		<li>Sterilizasyon sonrası manyetik karıştırıcıyı kullanarak bileşenleri karıştırın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sporosarcina pastörörisinin yayılma prosedürü NOT: Bu deneyde 50 mL santrifüj tüpü kullanın.<ol>
<li>Donmuş bakterileri bir şişede eritin.</li>
		<li>Şişeyi aç.</li>
		<li>0,1 mL bakteri süspansiyonunun 10 mL taze büyüme ortamına sahip bir santrifüj tüpüne aktarılması. Elle iyice karıştırın (aşılama oranı 1:100'dür). Büyüme ortamı ile 5 bakterisüspansiyontekrarlayın. Sadece içinde taze büyüme ortamı 10 ile bir kontrol tüpü hazırlayın. NOT: Dondurma/kurutma işleminde kullanılan kriyoprotektif ana tüpte büyümeyi engelleyebilir. Tüplerin kapakları aerobik durumu korumak için gevşek sıkılır.</li>
		<li>Tüm tüpleri 30 °C'de 200 rpm'de 48-72 saat boyunca çalkalayın. Büyüme ortamı 48 h.'den sonra bulanıklaşırsa kuluçkayı durdurun, aksi takdirde kuluçka süresini maksimum 72 saate kadar uzatın.</li>
		<li>20 dk için 4.000 x g bakteri ve büyüme ortamı ile tüpler santrifüj.</li>
		<li>Supernatant çıkarın, taze büyüme ortamı 25 mL ile değiştirin ve bir girdap makinesi kullanarak iyice karıştırın.</li>
		<li>Bakterilerin aktivitesini tam olarak uyarmak için adımları 1.2.3-1.2.6'yı iki kez tekrarlayın.</li>
		<li>Bakteri kültürünü geliştirmek için 25 mL büyüme ortamına sahip daha fazla tüpü aşılamak için 1.2.7 adımdaki tüplerden gelen süspansiyonu kullanın (aşılama oranı 1:100'dür).</li>
		<li>Tüm tüpleri 200 rpm'de 30 °C'de 48 saat boyunca çalkalayın.</li>
		<li>20 dk için 4.000 x g bakteri ve büyüme ortamı ile tüpler santrifüj.</li>
		<li>Supernatant çıkarın, taze büyüme ortamı ile değiştirin ve iyi bir girdap makinesi kullanarak karıştırın.</li>
		<li>MICP deneylerini önce taze büyüme ortamını kullanarak bakteri konsantrasyonu ayarlayın. Bir spektrofotometre kullanılarak ölçülen 600 nm'deki süspansiyonun optik yoğunluğuna göre bakteri konsantrasyonu hesaplayın. Bu deneydeki OD600 0.6 idi.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Çimentolama ortamının hazırlanması
NOT: Sementasyon ortamı MICP tedavisi sırasında kalsit çökeltisi indüklemek için kimyasallar sağlamak için kullanılır. Üre-Ca2+ azı azı oranı 1:1'dir. Çimentolama ortamının kimyasal bileşenleri Tablo 1'degösterilmiştir. Aşağıdaki prosedür 0,5 M Ca ile çimentolama ortamı20 L içindir.
<ol><li>Plastik bir kutuiçinde 20 L su hazırlayın.</li>
	<li>200 g NH4Cl, 60 g besin suyu, 42,4 g NaHCO3,600 g üre ve 1470 g CaCl2,2H2O 20 L distile suda çözün. Karıştırma çubuğunu iyice karıştırın.</li>
</ol>3. Kalıpların hazırlanması
<ol><li>Tam temas esnek kalıbının (FCFM) hazırlanması NOT: Tam temas esnek kalıp geotextile yapılır. Geotextile bir kapmak çekme mukavemeti vardır 1,689 N, bir yamuk gözyaşı mukavemeti 667 N, 0.15 mm belirgin bir açılış boyutu, 34 mm /s su akış hızı, 1.51 mm kalınlığında ve bir birim kütlesi 200 g/m2. Kalıp boyutu farklı örnek boyutları (örneğin, sınırlandırılmamış sıkıştırma testi örneği veya doğrudan kesme testi örneği) hazırlamak için çeşitli olabilir.<ol>
<li>FCFM bir anüler parçası, bir alt ve bir kapak oluşur gibi, FCFM kurucu parçaları içine geotextile kesti.</li>
		<li>Şekil 1'degösterildiği gibi FCFM'nin üç parçasını birleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Biyotuğlalar için katı tam temas kalıbının (RFCM) hazırlanması NOT: Sert tam temas kalıbı esnek bir tabaka ve sert bir tutucudan oluşur. Esnek tabaka FCFM ile aynı geotextile yapılır. Rijit tutucu, polipropilen delikli sac üzerinde 6,35 mm çapında sendelenmiş delikleri olan polipropilen delikli bir levhadan imal edilmiştir ve bitişik delikler arasındaki açıklık mesafesi 9,53 mm'dir. Bir kalıp üç odadan oluşur ve her odanın boyutu 177,8 mm uzunluğunda, 76,2 mm genişliğinde ve 38,1 mm yüksekliğindedir. Farklı örnek boyutu hazırlamak için RFCM boyutu çeşitli olabilir. Rijit tutucudaki delikler, çimentolama ortamının esnek tabakadan serbestçe akmasını sağlar.<ol>
<li>Sert tutucunun kurucu parçaları için polipropilen delikli levhayı hazırlayın.</li>
		<li>Plastik vida ve somun kullanarak sert tutucu parçaları monte edin.</li>
		<li>Geotextile esnek katmanın bileşen parçalarını hazırlayın. Esnek tabaka bir alt ve bir kapak oluşur.</li>
		<li>Esnek katmanın alt kısmını sert tutucuya içine çekin.</li>
		<li>Kum kalıba eklendikten sonra, esnek tabakanın kapağını yerleştirin ve Şekil 2'degösterildiği gibi kum numunesinin üstüne dikilerek düzeltin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>İçi boş tuğla kalıp hazırlanması NOT: İçi boş tuğla kalıp sert bir tutucu, esnek bir tabaka ve karton tüpler içerir. Karton borunun boyutu 60 mm x 140 mm x 60 mm'dir. Bir kalıpta üç bölme yer alıyor ve bu işlemde her kalıp haznesinin boyutu 177,8 mm uzunluğunda, 76,2 mm genişliğinde ve 38,1 mm yüksekliğindedir.<ol>
<li>Sert tutucunun kurucu parçaları için polipropilen delikli levhayı hazırlayın.</li>
		<li>Sert tutucu parçanın alt kısmında delik. Deliklerin çapı 61 mm'dir. Her haznedeki deliklerin yeri Şekil 3a'dagösterilmiştir.</li>
		<li>Plastik vida ve somunlar kullanarak sert tutucu parçaları monte edin.</li>
		<li>Karton tüpleri sert tutucunun altındaki delinmiş deliklerde birleştirin.</li>
		<li>Geotextile esnek katmanın bileşen parçalarını hazırlayın. Esnek tabaka bir alt ve bir kapak oluşur. Delikler de karton tüpler aynı yerde esnek tabaka üzerinde gereklidir.</li>
		<li>Kum kalıba eklendikten sonra, esnek tabakanın kapağını yerleştirin ve Şekil 3b'degösterildiği gibi kum numunesinin üstüne dikilerek düzeltin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Toplu reaktörün hazırlanması
NOT: Şekil 4'te gösterilen reaktör plastik bir kutu, çimentolama ortamı, numune destekli raf ve hava pompalarından oluşmaktadır. Toprak örnekleri çimentolama ortamına tam olarak daldırılabilirken, çimentolama ortamı bu yöntemle toprak örneklerine serbestçe yayılabilir. Reaktördeki hava pompası bakterilere oksijen sağlar. Sporosarcina pasteuriitarafından katalize EDILEN MICP tedavisi üzerinde farklı oksijen kaynağının etkilerini belirlemek için, Li ve ark. 201718 üç farklı koşul altında kontrast testleri yaptı: havalanmış bir durum, klima kısıtlı bir durum ve açık hava koşulu. Onlar iyi oksijenli bir durum aerobik bakteriler tarafından katalize MICP süreçlerini iyileştirmek için gerekli olduğunu bulundu.
<ol><li>Plastik bir hortum kullanarak hava pompası ile hava kaynağı bağlayın.</li>
	<li>Hava pompasını plastik kutuya yerleştirin.</li>
	<li>Plastik kutuya çimentolama ortamı dökün.</li>
</ol>5. Toprak örneklerinin hazırlanması
<ol><li>MICP ile işlenmiş toprak numunesinin hazırlanması NOT: Deneylerde Ottawa kumu (%99.7 kuvars) kullanılmaktadır. Kum, ortanca partikül boyutu 0,46 mm olan tek tiptir ve ceza dahil değildir. Birleşik Toprak Sınıflandırılmış Sistemi (USCS) dayalı kötü dereceli kum olarak sınıflandırılır.<ol>
<li>Hava pluviasyon yöntemi (FCFM, RFCM, içi boş tuğla kalıp) ile kalıplar içine kuru kum ekleyin medyan yoğun bir duruma ulaşmak için(Dr yaklaşık 42-55%aralığında, ve 1.58-1.64 g/cm3aralığında kum kuru yoğunluğu). NOT: Kumun ağırlığı farklı kalıp türlerine göre değişir: 38,6 mm çapında ve 76,2 mm yüksekliğinde olan UCS test numunesi için 145 ± 5 g kum.</li>
		<li>Kapağı numunelerin üzerine yerleştirin ve dikerek düzeltin.</li>
		<li>Bakteri çözeltisini geçirilebilir geotextile kapağı ile sabit optik yoğunluk değerine sahip numunelerin içine dökün ve doymuş olduğundan emin olun. NOT: Bakteri çözeltisi miktarı farklı numunelere göre değişmektedir: 38,6 mm çapında ve 76,2 mm yüksekliğinde olan UCS test numunesi için 50 mL bakteri çözeltisi.</li>
		<li>Örnekleri Şekil 5a'da gösterildiği gibi örnek desteklirafayerleştirin.</li>
		<li>Tüm rafı çimentolama ortamıyla dolu toplu reaktöre daldırın.</li>
		<li>Hava beslemesini açın ve hava çıkışını %100 hava doygunluğu tutmak için ayarlayın. MICP reaksiyonu 7 gün bekleyin.</li>
		<li>Şekil 5b'degösterildiği gibi reaktörden alınan numuneleri çıkar.</li>
		<li>Tam temas esnek kalıbını keserek veya sert tutucuyu kalıplayarak ve esnek katmanı keserek numuneleri çıkarın.</li>
		<li>Gözenek alanında kalan çözeltiyi çıkarmak için numuneleri suyla yıkayın.</li>
		<li>Numuneleri ağırlıkları sabit kalana kadar 48 saat boyunca 105 °C'lik fırına yerleştirin. Numuneler, fırın kuruduktan sonra test edilebilir veya ayrıca işlenebilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Elyaf takviyeli MICP ile işlenmiş toprak numunesinin hazırlanması NOT: Bu işlemlerde sentetik elyaf (bkz. Malzemeler Tablosu)ve Şekil 6'da gösterildiği gibi doğal palmiye lifleri kullanılmaktadır.<ol>
<li>Sentetik elyaf için, tek tip bir karışım elde etmek için lif ve kuru kum 900 g küçük artışlarla önerilen içerik karıştırın. Bu deneydeki lif içeriği kuru kumun ağırlığına göre %0,3 olarak sabitlenir.</li>
		<li>Doğal palmiye lifi için, dört eşit parçaya kum 760 g dağıtın. Aralıklarla RFCM kum ve lif bu dört parça ekleyin.</li>
		<li>MICP'li numuneyi almak için 5.1.2-5.1.10 adımlarını aynı yordamı tekrarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Biyoyüzey işleme li çimento işlemeli tuğlaların hazırlanması NOT: 3.15 özgül ağırlığı na sahip portland çimentosu (TIP I/II) bu deneyde çimento ile işlenmiş numuneler için çimentolama maddesi olarak kullanılır. Bu çimento erken mukavemet kazanç çeşitli kür süreleri 7 ila 21 gün arasında değişmektedir izin verdi. Bu işlemde eklenen çimento oranı kuru kum ağırlığına göre % 10'dur.<ol>
<li>Tek tip bir karışım elde etmek için 900 g kum, 90 g çimento ve 200 mL su karıştırın.</li>
		<li>Katı kalıp karışımı ekleyin. Rijit kalıbın boyutu 177,8 mm uzunluğunda, 76,2 mm genişliğinde ve 38,1 mm yüksekliğindedir.</li>
		<li>%100 sabit nemde ve 25 °C sabit sıcaklıkta 7 gün kür.</li>
		<li>Numuneleri ağırlıkları sabit kalana kadar 48 saat boyunca 105 °C'lik fırına yerleştirin.</li>
		<li>Adım 5.1.3—5.1.8 olarak aynı yordamı tekrarlayın.</li>
		<li>Numuneleri ağırlıkları sabit kalana kadar 48 saat boyunca 105 °C'lik fırına yerleştirin. Numuneler, fırın kuruduktan sonra test edilebilir veya ayrıca işlenebilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Cheng, L., Shahin, M. A., Mujah, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+key+environmental+conditions+on+microbially+induced+cementation+for+soil+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Influence of key environmental conditions on microbially induced cementation for soil stabilization.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 143 (1), 04016083-04016091 (2016).</li>
<li>Whiffin, V. S., van Paassen, L. A., Harkes, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+carbonate+precipitation+as+a+soil+improvement+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Geomicrobiology+Journal%22%5BJournal%5D)">Microbial carbonate precipitation as a soil improvement technique.</a> Geomicrobiology Journal. 24 (5), 417-423 (2007).</li>
<li>van Paassen, L. A., Ghose, R., van der Linden, T. J., van der Star, W. R., van Loosdrecht, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+biomediated+ground+improvement+by+ureolysis%3A+large-scale+biogrout+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+And+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Quantifying biomediated ground improvement by ureolysis: large-scale biogrout experiment.</a> Journal of Geotechnical And Geoenvironmental Engineering. 136 (12), 1721-1728 (2010).</li>
<li>Montoya, B. M., DeJong, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-strain+behavior+of+sands+cemented+by+microbially+induced+calcite+precipitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Stress-strain behavior of sands cemented by microbially induced calcite precipitation.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 141 (6), 04015019(2015).</li>
<li>DeJong, J. T., Fritzges, M. B., Nüsslein, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbially+induced+cementation+to+control+sand+response+to+undrained+shear%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Microbially induced cementation to control sand response to undrained shear.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 132 (11), 1381-1392 (2006).</li>
<li>Zhao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+affecting+improvement+of+engineering+properties+of+MICP-treated+soil+catalyzed+by+bacteria+and+urease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+in+Civil+Engineering%22%5BJournal%5D)">Factors affecting improvement of engineering properties of MICP-treated soil catalyzed by bacteria and urease.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 26 (12), 04014094(2014).</li>
<li>Castanier, S., Le Métayer-Levrel, G., Perthuisot, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ca-carbonates+precipitation+and+limestone+genesis%E2%80%94the+microbiogeologist+point+of+view%5BTitle%5D)+AND+%22Sedimentary+Geology%22%5BJournal%5D)">Ca-carbonates precipitation and limestone genesis—the microbiogeologist point of view.</a> Sedimentary Geology. 126 (1-4), 9-23 (1999).</li>
<li>Burne, R. A., Chen, Y. Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+ureases+in+infectious+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Microbes+and+Infection%22%5BJournal%5D)">Bacterial ureases in infectious diseases.</a> Microbes and Infection. 2 (5), 533-542 (2000).</li>
<li>Bernardi, D., DeJong, J. T., Montoya, B. M., Martinez, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-bricks%3A+biologically+cemented+sandstone+bricks%5BTitle%5D)+AND+%22Construction+and+Building+Materials%22%5BJournal%5D)">Bio-bricks: biologically cemented sandstone bricks.</a> Construction and Building Materials. 55, 462-469 (2014).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+fiber+addition+on+mechanical+properties+of+MICP-treated+sand%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+in+Civil+Engineering%22%5BJournal%5D)">Influence of fiber addition on mechanical properties of MICP-treated sand.</a> Journal of Materials in Civil Engineering. 28 (4), 04015166(2015).</li>
<li>Achal, V., Kawasaki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biogrout%3A+a+novel+binding+material+for+soil+improvement+and+concrete+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Biogrout: a novel binding material for soil improvement and concrete repair.</a> Frontiers in Microbiology. 7, 314(2016).</li>
<li>Al Qabany, A., Soga, K., Santamarina, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+affecting+efficiency+of+microbially+induced+calcite+precipitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Factors affecting efficiency of microbially induced calcite precipitation.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 138 (8), 992-1001 (2011).</li>
<li>Lin, H., Suleiman, M. T., Brown, D. G., Kavazanjian, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+behavior+of+sands+treated+by+microbially+induced+carbonate+precipitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Mechanical behavior of sands treated by microbially induced carbonate precipitation.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 142 (2), 04015066(2015).</li>
<li>Lauchnor, E. G., Topp, D. M., Parker, A. E., Gerlach, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole+cell+kinetics+of+ureolysis+by+sporosarcina+pasteurii%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Whole cell kinetics of ureolysis by sporosarcina pasteurii.</a> Journal of Applied Microbiology. 118 (6), 1321-1332 (2015).</li>
<li>Nafisi, A., Montoya, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+framework+for+identifying+cementation+level+of+MICP-treated+sands%5BTitle%5D)+AND+%22IFCEE%22%5BJournal%5D)">A new framework for identifying cementation level of MICP-treated sands.</a> IFCEE. , conference paper (2018).</li>
<li>Zhao, Q., Li, L., Li, C., Zhang, H., Amini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+full+contact+flexible+mold+for+preparing+samples+based+on+microbial-induced+calcite+precipitation+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Geotechnical+Testing+Journal%22%5BJournal%5D)">A full contact flexible mold for preparing samples based on microbial-induced calcite precipitation technology.</a> Geotechnical Testing Journal. 37 (5), 917-921 (2014).</li>
<li>Bu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+Rigid+Full-Contact+Mold+for+Preparing+Biobeams+through+Microbial-Induced+Calcite+Precipitation%5BTitle%5D)+AND+%22Geotechnical+Testing+Journal%22%5BJournal%5D)">Development of a Rigid Full-Contact Mold for Preparing Biobeams through Microbial-Induced Calcite Precipitation.</a> Geotechnical Testing Journal. 42 (3), 656-669 (2018).</li>
<li>Li, M., Wen, K., Li, Y., Zhu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+oxygen+availability+on+microbially+induced+calcite+precipitation+%28MICP%29+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Geomicrobiology+Journal%22%5BJournal%5D)">Impact of oxygen availability on microbially induced calcite precipitation (MICP) treatment.</a> Geomicrobiology Journal. 35 (1), 15-22 (2018).</li>
<li>Martinez, B. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+optimization+of+microbial-induced+carbonate+precipitation+for+soil+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geotechnical+and+Geoenvironmental+Engineering%22%5BJournal%5D)">Experimental optimization of microbial-induced carbonate precipitation for soil improvement.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 139 (4), 587-598 (2013).</li>
</ol>

Açıklayacak bir şeyimiz yok.

Micp tekniği daldırma ile bu yazıda sunulmuştur. Toprak örnekleri, MICP işleminde çimentolama ortamı tarafından tamamen nüfuz etmek için toplu reaktöre daldırıldı. Bu yöntemde MICP ile tedavi edilen numunelerin hazırlanması için tam temas esnek kalıp, sert tam kontak kalıp ve korse tuğla kalıp uygulanmıştır.
Farklı kalıplar farklı geometri gereksinimleri için tasarlanabilir. Geotextile'in lifli yapısı kum ve çimentolama ortamı arasındaki temas alanını artırarak çimentolama ortamının toprak örn...

Biyolojik bir zemin iyileştirme teknolojisi olarak, mikrobiyal indüklenen kalsit çökelti (MICP) toprağın mühendislik özelliklerini geliştirme yeteneğine sahiptir. Toprağın mukavemetini, sertliğini ve geçirgenliğini artırmak için kullanılmıştır. MICP tekniği dünya çapında toprak iyileştirme için çok dikkat kazanmıştır1,2,3,4. Karbonat çökeltisi doğal olarak gerçekleşir ve toprak ortamına özgü patojen olmayan organizmalar tarafından indüklenebilir5. MICP biyojeokimyasal reaksiyon üreolitik bakteri, üre ve kalsiyum açısından zengin bir çözelti varlığı ile tahrik edilir5,6. Sporosarcina pastöröri kalsit yağış doğru reaksiyon ağını katalizler son derece aktif üreaz enzimdir7,8. Üre hidroliz işlemi çözünmüş amonyum (NH4+) ve inorganik karbonat (CO32-)üretir. Karbonat iyonları kalsiyum karbonat kristalleri gibi çökeltmek için kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerler. Üre hidroliz reaksiyonları burada gösterilmiştir:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60059/60059equ01.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/60059/60059equ02.jpg">
Çökelmiş CaCO3, MICP ile işlenmiş toprağın mühendislik özelliklerini geliştirmek için kum parçacıklarını birbirine bağlayabilir. MICP tekniği, toprağın mukavemet ve sertliğinin iyileştirilmesi, beton onarımı ve çevresel iyileştirme9, 10,11,12gibi çeşitli uygulamalarda uygulanmıştır. 13.000 , 14.000 , 15. yıl.
Zhao ve ark.16 MICP ile tedavi edilen numuneleri hazırlamak için bir daldırma yöntemi geliştirdi. Bu yöntemde geotextile'den yapılmış tam kontak esnek kalıp kullanılmıştır. Çökelmiş CaCO3, MICP ile tedavi edilen numuneler boyunca eşit olarak dağıtılır. Bu ve ark.17, MICP ile işlenmiş ışın örneklerini daldırma yöntemiyle hazırlamak için sert bir tam kontak kalıbı geliştirdi. Bu yöntemle sert bir tam temas kalıbı kullanılarak hazırlanan MICP ile işlenmiş numune uygun ışın şeklini oluşturabilir. MICP ile tedavi edilen örnek dörde bölündü ve CaCO3 içeriği ölçüldü. CaCO3 içeriği ağırlık olarak %8,4 ± %1,5 ile %9,4 ± %1,2 arasında değişmekteydi ve bu da CaCO3'ün MICP ile tedavi edilen numunelerde daldırma yöntemiyle eşit olarak dağıtıldığını göstermiştir. Bu MICP ile işlenmiş numuneler de daha iyi mekanik özellikler elde etti. Bu MICP ile işlenmiş biyo-numuneler 950 kPa esneme mukavemetine ulaştı, bu da -25 çimento ile işlenmiş numunelere (600-1300 kPa) benzerdi. Li ve ark.10 kumlu toprağa rastgele dağıtılan ayrık lif ekledi ve MICP daldırma yöntemi ile toprak tedavi. Onlar kesme mukavemeti, süneklik ve MICP ile tedavi edilen toprağın başarısızlık zorlanma açıkça uygun lif ekleyerek geliştirilmiş bulundu.
MICP için daldırma yöntemi sürekligeliştirilmiştir 10,16,17. Bu yöntem, micp ile işlenmiş toprak numuneleri ve tuğla ve kirişler gibi MICP ile işlenmiş prefabrik yapı malzemelerinin hazırlanmasında kullanılabilir. Numune hazırlama kalıbının farklı geometri boyutları geliştirilmiştir. Lifler, özelliklerini geliştirmek için MICP ile tedavi edilen numunelere eklendi. Bu ayrıntılı protokol MICP tedavisi için daldırma yöntemlerini belgelemek amacıyla hazırlanmıştır.

<table><tbody><tr><td>Amonyum Klorür, >99%</td> <td>Biyo-dünya</td><td>40100196-3 (705033)</td><td></td></tr><tr><td>Amonyum Sülfat</td><td>Biyo-dünya</td><td>30635330-3</td><td></td></tr><tr><td>Kalsiyum Klorür Dihidrat, >%99</td> <td>Biyo-dünya</td><td>40300016-3 (705111)</td><td></td></tr><tr><td>Besin Suyu</td><td>Biyo-dünya</td><td>30620056-3</td><td></td></tr><tr><td>Sodyum Bikarbonat, >99%</td> <td>Biyo-dünya</td><td>41900068-3 (705727)</td><td></td></tr><tr><td>Sporosarcina pasteurii</td><td>Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu</td><td>ATCC 11859</td><td></td></tr><tr><td>Sentetik elyaf</td><td>FIBERMESH</td><td>Fibermesh 150e3</td><td></td></tr><tr><td>Tris-Base, Biyoteknoloji Sınıfı, %>99,7</td> <td>Biyo-dünya</td><td>42020309-2 (730205)</td><td></td></tr><tr><td>Üre, USP Sınıfı, >99%</td><td>Biyo-dünya</td><td>42100008-2 (705986)</td><td></td></tr><tr><td>Maya Özü</td><td>Biyo-dünya</td><td>30620096-3 (760095)</td><td></td></tr></tbody></table>

daldırma ile mikrobiyal İndüklenen kalsit Çökemi (micp) ile kumlu toprak İyileşmesi

Sandy Soil Improvement through Microbially Induced Calcite Precipitation (MICP) by Immersion

Bu makalenin amacı mikrobiyal kaynaklı kalsit çökeltme (MICP) tedavi örnekleri geliştirmek için bir daldırma yöntemi geliştirmektir. Toprak örneklerini çimentolama ortamına sokmak için bir toplu reaktör kuruldu. Çimentolama ortamı, enjekte edilen çimentolama ortamı yerine toplu reaktördeki toprak örneklerine serbestçe yayılabilir. Tam temas esnek kalıp, sert bir tam temas kalıp ve bir cored tuğla kalıp farklı toprak örnek tutucuları hazırlamak için kullanılmıştır. Sentetik lifler ve doğal lifler MICP ile işlenmiş toprak örneklerini güçlendirmek için seçilmiştir. MICP ile tedavi edilen numunelerin farklı alanlarında çökelmiş CaCO3 ölçüldü. CaCO3 dağılım sonuçları, çökelmiş CaCO3'ün daldırma yöntemi ile toprak numunesinde eşit olarak dağıtıldığını göstermiştir.

Şekil 7, çökelmiş CaCO3'ün MICP ile tedavi edilen numune boyunca dağılımını göstermektedir. MICP ile tedavi edilen örnek üç farklı alana ayrıldı. Her bölgedeki CaCO3 içeriği asit yıkama yöntemi ile test edilmiştir. Çökelmiş karbonatları eritmek için, kuru MICP ile işlenmiş numuneler hcl çözeltisi (0,1 M) içinde yıkandı, sonra durulandı, boşaltıldı ve 48 saat boyunca fırında kurutuldu. Asit yıkamadan önce ve sonra numune kütleleri arasındaki fark değeri MICP ile tedavi e...

Burada mikrobiyal indüklenen kalsit çökeltisi (MICP) teknolojisi, toprak özelliklerini daldırma ile geliştirmek için sunulmaktadır.

Daldırma ile Mikrobiyal İndüklenen Kalsit Çökemi (MICP) ile Kumlu Toprak İyileşmesi

The goal of this article is to develop an immersion method to improve the microbially induced calcite precipitation (MICP) treated samples. A batch ...

Bu protokolde gösterilen daldırma yöntemi, araştırmacının farklı kalıp üzerinden mekanik test için kırılmamış MICP ile işlenmiş toprak numunesini kaldırmasına yardımcı olur. Bu teknik, MICP ile tedavi edilen toprak örneğinin daha düzgün çökelmiş kalsiyum karbonat elde edilmesine yardımcı olur. Bu MICP ile işlenmiş toprak örnekleri de bu yöntem le daha iyi mekanik özelliklere sahiptir.Bu tekniğin en önemli yönü, bakterilerin aktivitesinin MICP işlemi için zaman alıcı ve malzeme israfını önlemek için yeterince iyi olduğundan emin olmaktır. Farklı uygulamalar için uygun kalıpların tasarlanması, bu tekniği ilk kez seçmek isteyen araştırmacılar için önemli bir husus olarak kabul edilir. Başlamak için, taze büyüme ortamı 10 mililitre ile dolu bir santrifüj tüp bakteriyel süspansiyon 0.1 mililitre aktarın.Ters çevirerek iyice karıştırın ve aerobik koşulları korumak için tüpün kapağını gevşetin. Büyüme orta ve taze büyüme orta tek başına 10 mililitre ile bir kontrol tüpü ile bakteriyel süspansiyonlar altı tüpler hazırlayın. 48 ila 72 saat boyunca 200 RPM ve 30 santigrat derece bir shaker tüm tüpler inkübün.Büyüme ortamı 48 saat sonra bulanıklaşırsa, kuluçkayı durdurun. 20 dakika boyunca 4, 000 kez g bakteri ve büyüme ortamı ile tüpler santrifüj. Supernatant çıkarın, taze büyüme orta 25 mililitre ile değiştirin ve bir girdap makinesi kullanarak iyice karıştırın.Daha sonra, bakteri kültürünü geliştirmek için, aşılamak için büyüme orta 25 mililitre ile yeni tüpler içine tüpler süspansiyon süspansiyon 0.25 mililitre aktarın. Tüm tüpleri 200 RPM ve 30 santigrat derecede 48 saat boyunca çalkalayın. 20 dakika boyunca 4, 000 kez g bakteri ve büyüme ortamı ile tüpler santrifüj.Supernatant çıkarın, taze büyüme ortamı ile değiştirin ve iyi bir girdap makinesi kullanarak karıştırın. Süspansiyonun optik yoğunluğunu bir spektrofotometrede 600 nanometre olarak ölçün. Taze büyüme ortamı nı kullanarak bakteri konsantrasyonu 0,6'lık bir OD600'e ayarlayın.42-% 55 aralığında göreceli yoğunluğu ve kum kuru yoğunluğu ile ortalama yoğun bir duruma ulaşmak için hava pluviation yöntemi ile kalıplar içine% 99,7 kabloları ile kuru Ottawa kum yaklaşık 140 gram ekleyin 1.58 için 1.64 gram santimetreküp başına gram aralığında. Örneklerin üzerine bir kapak yerleştirin ve dikerek düzeltin. Bakteriyel çözeltiyi geçirilebilir geotextile kapaktan numunelerin içine dökün.Akan bakteriyel çözelti toprak örneklerinin alt kısmında gözlendiğinde, doymuş olarak kabul edilirler. Daha sonra, örnekleri rafa yerleştirin. Tüm rafı çimentolama ortamıyla dolu bir toplu reaktöre daldırın.Hava beslemesini açın ve hava çıkışını %100 hava doygunluğu tutmak için ayarlayın. MICP reaksiyonu yedi gün bekleyin. Reaktörden alınan örnekleri alın.Tam temas esnek kalıp kesmek için bir bıçak kullanın. Daha sonra, gözenek boşluklarında artık çözeltikaldırmak için su ile örnekleri yıkayın. Numuneleri ağırlıkları sabit kalana kadar 48 saat boyunca 105 derecelik bir fırına koyun.Sentetik elyaf için, % 0.3 lif içeriği ile tek tip bir karışım elde etmek için elle küçük artışlarla lifler ve 900 gram kuru kum 2.7 gram karıştırın. Doğal palmiye lifi için, her biri 190 gram ile kum dört parça hazırlayın. Her biri yaklaşık 1,8 gram olan üç kat lif hazırlayın.Aralıklarla sert tam temas kalıp kum ve liflerin üç kat dört parça ekleyin. Daha sonra MICP tedavisini daha önce olduğu gibi tekrarlayın. Bu protokolde MICP ile tedavi edilen numunede çökelmiş kalsiyum karbonat gözlenmiştir.MICP ile tedavi edilen örnek üç farklı alana ayrıldı. MICP ile tedavi edilen numunenin daldırma yöntemi ile kalsiyum karbonat içeriği %9,0 ile %9,5 arasında değişmekteydi ve çökelmiş kalsiyum karbonatın toprak numunesi boyunca eşit olarak dağıtıldığını gösteriyordu. Üç kat palmiye elyafı ve takviyesiz biyo-tuğla ile güçlendirilmiş biyo-tuğlanın gerilme eğrileri, takviyesiz biyo tuğlanın esneme gücünün 1,150 kilopascal, güçlendirilmiş biyo-tuğlanın ise 980 kilopascal olduğunu gösterdi.Fleksiyon zorlanma önemli ölçüde palmiye lifi eklenmesi ile geliştirilmiştir. MICP işleminden önce bakteri çözeltisinin aktivitesini sağlamak çok önemlidir. Değilse, denemede başarılı olmak belirsizdir.Deney başarısız olduğunda, zaman ve malzeme israfı olacak. Bu prosedürütaki yöntemlerle MICP tekniği ile farklı deneysel amaçlı farklı kalıplar tasarlanabilir. MICP'nin farklı yapı türleri veya farklı malzemeler üzerindeki etkisi bu kalıplar tarafından simüle edilebilir.

sandy-soil-improvement-through-microbially-induced-calcite

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Kaynak: Bhaduri, S., ve diğerleri, Sporosarcina pasteurii'nin aracılık ettiği Mikrobiyolojik Olarak İndüklenen Kalsit Çökelmesi. J. Vis. Uzm. (2016)Bu video, üreaz aktivitesini tetiklemek için Sporosarcina pasteurii'yi üre ve kalsiyum klorür ile zenginleştirme yöntemini gösterir ve Mikrobiyolojik Olarak İndüklenen Kalsit Çökeltme veya MICP yoluyla görünür kalsit kristallerinin oluşumuna yol açar.

Sporosarcina pasteurii ile Mikrobiyolojik Olarak İndüklenen Kalsit Çökeltmesi

Sporosarcina pasteurii bakterisi kullanılarak mikrobiyolojik olarak indüklenen kalsit çökeltme (MICP) protokolleri burada sunulmuştur. Çökeltilmiş kalsiyum karbonat, optik mikroskopi ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edildi. MICP'ye maruz kalmanın süngerin basınç dayanımını arttırdığı da gösterilmiştir.

Mikrobiyolojik Kalsit Yağış Bağlı tarafından Aracılı<em&gt; Sporosarcina pasteurii</em

Yüksek fırın cürufundan çökeltilmiş kalsiyum karbonat ve zeolitik malzemenin sırasıyla mineral karbonatlama ve alkali hidrotermal dönüşüm yoluyla paralel üretimi için bir protokol sunulmuştur. Zeolitik malzemenin nikel adsorpsiyonuna karşı performansı test edilir.

Yüksek Fırın Cüruf iki yönlü Valorizasyon: çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat ve Zeolitik Ağır Metal Adsorban Sentezi

Bir tüp kurdunun, Hydroides elegans'ın kalsifikasyonunu gözlemlemenin yanı sıra ilk kalsifiye materyalin yerini belirlemede ve karakterize etmede yararlı olan çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kullanımını gösteriyoruz. Canlı mikroskopi ve elektron mikroskobu, biyomineralizasyonun incelenmesinde önemli olan fonksiyonel ve materyal bilgileri sağlamak için birlikte kullanılır.

Bir Deniz Tubeworm Canlı Optik ve Elektron Mikroskobu Teknikleri Kullanılarak kalsifikasyon Olaylar Karakterizasyonu

Toprak erozyonu ve ifade kayma desen uygun zaman aralığı olarak kullandığınız eşlenen zemin yükseklik farklılıkları değişkenden. Böyle değişiklikler yükseltmesi yüzey yakınındaki toprak karbonatı değişimler ilgilidir. Bu miktarlar ve veri analiz yöntemleri alan ve laboratuar ölçümleri için tekrarlanabilir yöntemleri burada açıklanmıştır.

Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

Biz biopolymers varlığı şeklinde kalsiyum karbonat kristalleri yağış ve karakterizasyonu için bir protokol açıklanmaktadır.

Biyopololitik katkı maddelerinin varlığında kalsiyum karbonat oluşumu

Doymuş topraklarda ve sedimte fosfor (P) desorpsiyon potansiyelinin doğru ölçülmesi, P modelleme ve taşıma azaltma çabaları için önemlidir. In situ için daha iyi hesap için toprak-su redoks dinamikleri ve uzun süreli doygunluk altında P seferberlik, laboratuvar mikrocosms tekrarlanan örnekleme dayalı basit bir yaklaşım geliştirilmiştir.

Su kalite değerlendirmesi için laboratuar Microcosms fosfor serbest ölçme

Burada açıklanan doğrulama yöntemi, wollastonite, bazalt ve olivin gibi alkali toprak metal silikat içeren kayaçlarla değiştirilen çeşitli tarım topraklarında pedojenik inorganik karbon tecritini izlemek için uyarlanabilir. Bu tür doğrulama, tarlalarında karbon inzdiye alan çiftçilere fayda sağlayabilecek karbon kredisi programları için gereklidir.

TarımSal Topraklarda Değiştirilen Silikat Minerallerinin Yıprağa MaruzLenmesi Nedeniyle Pedojenik inorganik Karbon Birikiminin İzlenmesi.

Mevcut protokol, yüksek çözünürlüklü mikroskopi görüntülemeyi eşzamanlı basınç farkı ölçümleriyle birleştirerek yarı-2D gözenekli ortamlarda biyofilm gelişimini incelemek için mikroakışkan bir platformu tanımlamaktadır. Platform, gözenekli ortamlardaki gözenek boyutunun ve sıvı akış hızlarının biyotıkanma üzerindeki etkisini ölçer.

Gözenekli Ortamlarda Biyotıkanıklığı İncelemek için Mikroakışkan Bir Platform

Burada, ayrışmayı uyardığı bilinen abiyotik değişkenleri aynı anda manipüle ederken, toprak organizmalarının aktivitesi yoluyla mineral ayrışmayı geliştirmek için bir deney düzeneğinin inşasını ve işleyişini sunuyoruz. Kurulumun işleyişinden ve örnek analizlerinden elde edilen temsili sonuçlar, iyileştirme noktaları ile birlikte tartışılmaktadır.

Toprak Organizmalarının Aktivitesi Yoluyla Mineral Ayrışmayı Geliştirmek için Bir Deney Düzeneğinin Tasarımı ve İnşası

Sporosarcina pasteurii , üreyi karbonat ve amonyuma parçalayan ürolitik bir bakteridir. Karbonat, kalsiyum karbonat oluşturmak için kalsiyum ile birleşir ve biyoçimento üretmek için çevredeki parçacıkları birbirine bağlayan bir kristal kafes oluşturur. Bu, sıkıştırma testine uygun biyoçimento tuğlaları oluşturmak için 3D baskılı kalıpları kullanmak için uygun bir protokoldür.

Sınırsız Sıkıştırma Testleri için Özel 3D Baskılı Kalıplar Kullanılarak Sporosarcina pasteurii Biyoçimento Tuğlalarının Üretimi ve Analizi

Öğrenin, daldırma yöntemiyle mikrobiyal indüklenmiş kalsit çökelmesi (MICP) teknolojisini kullanarak kumlu toprakların iyileştirilmesini. Bu yöntem, üniform kalsiyum karbonat çökelmesi sağlayarak toprağın mekanik özelliklerini artırır.

Daldırma ile Mikrobiyal İndüklenen Kalsit Çökemi (MICP) ile Kumlu Toprak İyileşmesi

Daha fazla video keşfet